文档介绍：双臂电桥测量低电阻实验报告
双臂电桥测低电阻-实验报告
双臂电桥测低电阻实验报告
实验题目双臂电桥测低电阻
实验目的熟悉双臂电桥的原理、特点和接线方法。
掌握测量低电阻的特殊性和采用四端接法的必要性。了解金属电阻率测量方法的要点。
实验原理
为了消除接触电阻对于测量结果的影响,需要将接线方式改成下图 3方式,将低电阻Rx以四端接法方式连接,等效电路如图 4 。此时毫伏表上测得电眼为Rx的电压降,由Rx = V/I即可准测计算出Rx。接于电流测量回路
中成为电流头的两端(A、D),与接于电压测量回路中称电压接头的两端(B、C)是各自分开的,许多低电阻的标准电阻都做成四端钮方式。
根据这个结论,就发展成双臂电桥,线路图和等效电路图5和图6所示。标准电阻Rn电流头接触电阻为Rin1、R in2,待测电阻Rx的电流头接触电阻为Rix1、R ix2,都连接到双臂电桥测量回路的电路回路内。标准电阻电压头接触电阻为Rn1、R n2,待测电阻Rx电压头接触电阻为Rx1、Rx2,连接到双臂电桥电压测量回路中,因为它们与较大电阻R1、R 2、R3、R相串连,故其影响可忽略。
由图5和图6,当电桥平衡时,通过检流计G的电流IG = 0, C和D两点电位相等,根据基尔霍夫定律,可得方程组(1)
?I1R?I3RX?I2R3?
?I1R1?I3Rn?I2R2?
??I3?I2?R1?I2?R3?R2?
(1)
解方程组得
RX?
?R2R3?RRR1
?R1????R1R3?R2?R1?R1R??
(2)
R2R3
?
R成立,则(2
)式通过联动转换开关,同时调节R1、R 2、R3、R,使得R1
中第二项为零,待测电阻Rx和标准电阻Rn的接触电阻Rin1、R ix2均包括在低电阻导线Ri内,则有
RX?
RRnR1
(3)
实验仪器
铜棒,铝棒,稳压源,电流表,限流电阻,双刀双掷开关,标准电阻,检流计,低电阻,电桥,导线等。
本实验所使用仪器有QJ36型双臂电桥()、JWY型直流稳压电源(5A15V)、电流表(5A)、RP电阻、双刀双掷换向开关、?标准电阻()、超低电阻(??连接线、低电阻测试架(待测铜、铝棒各一根)、直流复射式检流计(?C15/4或6型)、千分尺、导线等。
棒材金属测试架实验步骤
用双臂电桥测量金属材料(铜棒、铝棒)的电阻虑?,先用(3)式测量Rx,再求?。
,按实验电路图接线。选择长度为40cm,调节
R1,R2为1000??调节R使得检流计指示为0,读出此时R的电阻值。利用双刀开关换向,正反方向各测量3组数据。 ,重复步骤1。
。 ?,再求。
,计算测量值的标准偏差。 ,重复步骤1至5。
实验电路图
注意事项
? 按线路图电流回路接线,标准电阻和未知电阻连接到双臂电桥时注意电压头接线顺序。? 先将铝棒(后测铜棒)安装在测试架刀口下面,端头顶到位螺丝拧紧。?、测量,不工作时拨到短路档进行保护。
实验数据
Rn??
E?6V
R1?R2?1000? Rn
数据处理
分析评定实验结果的不确定度
???
?D2Rx
?
L
?(
)?ln
?
ln??ln
?D2Rx
L
?
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?2lnD?lnRx?lnL
d?dDdRxdL?2??? ?DRxL
?|d?|?2|dD|?|dRx|?|dL|
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D
Rx
L
?(
u??
)2?4(
uD2uRx2uL2
)?()?()
DRxL
?u??
对铜棒40cm的测量分析
uAD??
10-6m
uB??估/C??10-6m
tp=,kp=1,
P=
?D???10-6m
?R??10-6m
x
????=?10-6m ?L??B估/C代入不确定度合成公式:
U???10-8Ωm,P=
实验结果
实验讨论和心得体会
实际上即使用了联动转换开关,也很难完全做到R2/R1?R3/R。为了减小(2)式中第二项的影响,使用尽量粗的导线以减小电阻Ri的阻值(Ri<?),使(2)式第二项尽量小,与第一项比较可以忽略,以满足(