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用单臂电桥测电阻带实验数据处理.docx

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用单臂电桥测电阻带实验数据处理.docx

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文档介绍

文档介绍:本科实验报告
实验名称: 用单臂电桥测电阻
实验13 用单臂电桥测电阻〔略写〕
【实验目的】
〔1〕掌握用单臂电桥测量电阻的原理和方法。
〔2〕学****用交换法减小和消除系统误差调节Rs使P中无电流,可求出Rs,然后将R1与R2交换位置,再调节Rs使P中无电流,记下此时的Rs',可得Rx=R2R2Rs',相乘可得Rx=ÖRsRs',
这样就消除了由R1,R2本身的误差引起的对Rx引入的测量误差。Rx的测量误差只与电阻箱Rs的仪器误差有关,而Rs可选用高精度的标准电阻箱,这样系统误差就可减小。
电桥的灵敏度
检流计的灵敏度总是有限的,如实验中所用的检流计,指针偏转一格所对应的电流大约为10-6A。当通过它的电流比10-7A还要小时,,就很难发觉出来。假设电桥在R1/R2=1时调到了平衡,则有Rx=Rs。这时,假设把Rs改变ΔRs,电桥就失去了平衡,检流计中有电流Ip流过。但是如果Ip小到使检流计觉察不出来,还会认为电桥还是平衡的,因而得出Rx=Rs+ΔRs。这样就会因为检流计的反应不够灵敏而带来一个测量误差ΔRx=ΔRs。为表示此误差对测量结果影响的严重程度,引入电桥灵敏度的概念,定义为
S=Δn(ΔRxRx) 〔7〕
之中,ΔRx是在电桥平衡后Rx的微小改变量〔实际上是改变Rs,可以证明,改变任意臂所得出的电桥灵敏度是一样的〕Δn是由于电桥偏离平衡而引起的检流计的偏转格数。S越大,说明电桥越灵敏,带来的误差也越小,举例来说,检流计有五分之一格的偏转时既可以觉察出来,如果S=100格,%,就可以觉察到了,%。
S的定义式可变换为
S=ΔnΔIpΔIpΔRx÷Rx=SiSl 〔8〕
之中,Si为检流计的电流灵敏度,Sl为电桥线路的灵敏度。即电桥的灵敏度不仅与检流计的灵敏度有关,而且还与线路参数的取值有关。
一般在用电桥测电阻时,应保证较高的电桥灵敏度。在检流计、电源一定的情况下,桥臂比及桥臂电阻的取值,都会影响电桥的灵敏度。同时,要合理确定桥臂比R1/R2之值,是测量结果的有效数字位数足够多,一般应比由误差决定的位数多一位。但在测量时,还应保证在改变Rs的最小可调档〔ΔRs min〕两次,或改变量为仪器误差ΔI时,应能觉察出检流计指针的偏转〔〕。否则位数再多也不是实际的。
【实验仪器】
DHQJ-3型教学用非平衡电桥待测电阻,ZX21型多盘十进电阻器〔4个〕、ZX250精密电阻箱〔0~〕、AC5-2型灵敏直流检流计〔-10~10μΑ〕
Luyang YB1718 DC Power Supply
【实验内容】
自搭电桥线路。注意连线操作时应遵从电学实验操作规程,连线按回路依次连接,并使电路布局合理。图中,“桥”路开关Sg上并联了一个高电阻Rm,其作用是保护检流计,方便平衡状态的调节。测量时先打开Sg,由于Rm较大,所以流经检流计