13雙臂電橋測低電阻

《13雙臂電橋測低電阻》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、實驗報告：雙臂電橋測低電阻一、實驗題目：雙臂電橋測低電阻二、實驗目的：掌握雙臂電橋工作原理的基礎上，用雙臂電橋測金屬材料的電阻率。三、實驗儀器:0.02級雙臂兩用電橋、檢流計、雙刀雙擲開關、電阻、電源、電流計、導線四、實驗原理：我們考察接線電阻和接觸電阻是怎樣對低值電阻測量結果產(chǎn)生影響的。例如用安培表和毫伏表按歐姆定律R＝V／I測量電阻Rx，電路圖如圖1所示，考慮到電流表、毫伏表與測量電阻的接觸電阻后，等效電路圖如圖2所示。由于毫伏表內(nèi)阻Rg遠大于接觸電阻Ri3和Ri4,因此他們對于毫伏表的測量影響可忽略不計，此時按照歐姆定律R＝V／I得到的電阻是（Rx+Ri1+Ri2）。當待

2、測電阻Rx小于1W時，就不能忽略接觸電阻Ri1和Ri2對測量的影響了。因此，為了消除接觸電阻對于測量結果的影響，需要將接線方式改成下圖3方式，將低電阻Rx以四端接法方式連接，等效電路如圖4。此時毫伏表上測得電眼為Rx的電壓降，由Rx=V/I即可準測計算出Rx。接于電流測量回路中成為電流頭的兩端(A、D)，與接于電壓測量回路中稱電壓接頭的兩端(B、C)是各自分開的，許多低電阻的標準電阻都做成四端鈕方式。根據(jù)這個結論，就發(fā)展成雙臂電橋，線路圖和等效電路圖5和圖6所示。標準電阻Rn電流頭接觸電阻為Rin1、Rin2，待測電阻Rx的電流頭接觸電阻為Rix1、Rix2，都連接到雙臂電橋測

3、量回路的電路回路內(nèi)。標準電阻電壓頭接觸電阻為Rn1、Rn2，待測電阻Rx電壓頭接觸電阻為Rx1、Rx2，連接到雙臂電橋電壓測量回路中，因為它們與較大電阻R1、R2、R3、R相串連，故其影響可忽略。由圖5和圖6，當電橋平衡時，通過檢流計G的電流IG=0,C和D兩點電位相等，根據(jù)基爾霍夫定律，可得方程組（1）?(1)解方程組得(2)通過聯(lián)動轉換開關，同時調節(jié)R1、R2、R3、R，使得成立，則（2）式中第二項為零，待測電阻Rx和標準電阻Rn的接觸電阻Rin1、Rix2均包括在低電阻導線Ri內(nèi)，則有(3)實際上即使用了聯(lián)動轉換開關，也很難完全做到。為了減小(2)式中第二項的影響，使用盡

4、量粗的導線以減小電阻Ri的阻值(Ri<0.001W)，使(2)式第二項盡量小，與第一項比較可以忽略，以滿足(3)式。五、實驗內(nèi)容：用雙臂電橋測量金屬材料（銅棒、鋁棒）的電阻率：1在6個不同的未知測量銅棒及鋁棒的直徑并求D的平均值。2測量銅棒40cm長度電阻，計算其電阻率。3測量銅棒30cm長度電阻，計算其電阻率。4測量鋁棒40cm長度電阻，計算其電阻率。5測量R時用雙刀雙擲開關改變電流方向，正反向各測3次。6用銅棒40cm時測量數(shù)據(jù)計算測量結果的不確定度。實驗電路圖六、數(shù)據(jù)處理：1儀器參數(shù)及固定電阻阻值：電橋2銅棒及鋁棒的直徑：（1）銅棒的直徑：(單位：mm)4.9624.96

5、54.9594.9664.9684.967故銅棒的直徑的最終表達式為：（2）鋁棒的直徑：(單位：mm)4.9884.9824.9804.9834.9844.985故鋁棒的直徑平均值為：3測量銅棒40cm長度電阻：（1）原始數(shù)據(jù)：1600.001596.001598.001596.001595.001594.00(2)計算電阻：由知故40cm銅棒的電阻的最終表達式為：4計算銅棒40cm長時的電阻率及其不確定度：由得故40cm銅棒的電阻率計算結果的最終表達式為：5測量銅棒30cm長度電阻并計算電阻率：（1）原始數(shù)據(jù)：1194.001194.001195.001193.001195.

6、001194.00故30cm銅棒的電阻率計算結果為：6測量鋁棒40cm長度電阻并計算電阻率：（1）原始數(shù)據(jù)：735.00731.00734.00732.00734.00732.00故40cm鋁棒的電阻率計算結果為：七、誤差分析：1測量儀器在正常使用過程中測量環(huán)境和儀器性能隨機漲落的影響。2無法確定檢流計完全平衡，從而造成誤差。八、注意事項：1按線路圖電流回路接線，標準電阻和未知電阻連接到雙臂電橋時注意電壓頭接線順序。2將銅棒或鋁棒安裝在刀口下，且保證接觸良好，端頭頂?shù)轿?，螺絲擰緊。3檢流計在×1和×0.1擋進行調零、測量，不工作時撥到短路擋進行保護。4手不要接觸Rp以防燙傷。5

7、檢流計切忌震動。九、思考題：1如果將標準電阻和待測電阻電流頭和電壓頭互換，等效電路有何變化，有什么不好？答：這樣使Rix1、Rix2均與Rx直接相連，Rin1、Rin2均與Rn直接相連。Rix1、Rix2這兩個電阻被納入Rx中，而Rx本身就是很小的，使得相對誤差很大，即沒有消除接觸電阻造成的影響；另外，使Rn變大，而且因為Rn本身也是很小的，使得相對誤差很大。2在測量時，如果被測低電阻的電壓頭接線電阻較大（例如被測電阻遠離電橋，所用引線過細過長等），對測量準確度有無影響？答：有影響，當Rx1