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佛山科学技术学院
实验报告
课程名称实验项目
专业班级姓名学号
指导教师成绩日期年月日
【实验目的】
;
,合理选择电压表和电流表的参数;
(或电压补偿测量电路)测量电阻。
【实验仪器】
直流稳压电源、伏特表、毫安表、被测电阻、滑线变阻器(或电位器)2个、电阻箱2只、开关式保护电阻、开关。
【实验原理】
依照欧姆定律,测出电阻R
两端的电压U,同时测出流过电阻R的电流I,则待
x
x
测电阻值为
U
(24-1)
Rx测
I
平时伏安法测电阻有两种接线方式:电流表内接法和电流表外接法。由于电表内阻的存在,这两种方法都存在方法误差。
在内接法测量电路中(如图24-1所示),电流表的读数I为经过电阻Rx的电流Ix,但电压表的读数U其实不是电阻Rx的两端电压Ux,而是U=Ux+UA,所以实验中测得的待测电阻阻值为
U
I(Rx
RA)
Rx内
I
RxRA
I
式中RA是电流表的内阻。它给测量带来的相对误差为
图24-1内接法
R内
R
RA
E内
x
(24-2)
Rx
Rx
内接法测量待测电阻阻值的修正公式Rx
U
RA
。
(24-3)
I
在外接法测量电路中(如图
24-2所示),电压表的读数U等于电阻Rx的两端电压
Ux,但电流表的读数I其实不是流过Rx的电流Ix,而是I=Ix+IV,所以实验中测得的待测电阻阻值为
U
U
RRV
Rx外
x
I
U
U
x
RRV
Rx
RV
图24-2
外接法
式中RV是电压表的内阻。它给测量带来的相对误差为
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R外
Rx
x
E外
R
(24-4)
RV
Rx
Rx
RVR外
UR
外接法测量待测电阻阻值的修正公式
Rx
V
(24-5)
RV
R外
IRV
U
比较E内、E外的大小,可以得:当Rx
RARV
,采用内接法测量电阻,会使E内E外;
当Rx
RARV,采用外接法测量电阻,会使
E内
E外;当R
RR时,则采用内接法
x
AV
和外接法测量电阻都可以。其中电流表的内阻RA、电压表的内阻RV由实验室给出。
电压表和电流表的最大赞同误差由它们的正确度等级、量程决定。若电压表、电流表的正确度等级分别是aU和aI,则
电压表的最大赞同误差△U=aU%·Um
(24-6)
电流表的最大赞同误差△I=aI%·Im
(24-7)
式中Um是电压表的量程,Im是电流表的量程。
电压测量值的B类不确定度为uU△U
/
U
·m
/
3
=
3=a%U
电流测量值的B类不确定度为uI
△
I
/
3
I
·m
3
=
=a
%I/
考虑仪器系统误差时,它们的相对不确定度分别是
uU
aU%Um
(24-8)
U
B
3U
uI
aI%Im
(24-9)
I
B
3I
由伏安法测电阻式(24-1),可得
uRx
2
uI
2
uU
(24-10)
x
U
I
R
为了减小
uRx
,电压表、电流表的正确度等级要高、量程要合适。在电表量程已选
Rx
定的情况下(24-8)、(24-9)两式中的分子项是不变的,唯有其分母是可变的。为了减
小电压或电流测量值的相对不确定度,测量时,应使U和I尽可能取大些,越凑近量
程uRx会越小。
Rx
【实验任务】
,标称值分别是10Ω和480Ω。选择合适的接线方法,用伏安法测量其阻值,使测量结果的相对不确定度uRx<1%,而且方法误差要较小。
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Rx
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、伏特表、毫安表、待测电阻(480Ω)、滑线变阻器2个、电阻箱2只、开关式保护电阻、开关,合理设计(用伏特表、毫安表作为桥臂的)变
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形电桥电路(或电压补偿测量电路)测量电阻,测量结果的相对不确定度
uRx
<1%。要
x
R
求画出实验电路图,写出实验条件和实验方法。
【实验要求】
实验前,编写好每个实验任务的操作程序,可依照下面提示的框架来编写,但应结合给出的数据,边运算边说明。
,使Um/Im与被测电阻的标称值凑近,减小仪表误差。
,决定采用内接法或外接法,减小方法误差。
(电路图自行设计)后,进行测量,并对测量结果进行修正。
2
2
uU
uI
<1%,按不确定度均分原则,有
Rx
U
I
2uU
2
1%
(24-11)
U
2uI
2
1%
(24-12)
I
将式(24-8)代入式(24-11)可解出U,将式(24-9)代入式(24-12)可解出I。
U
2aUUm
(24-13)
3
2
(24-14)
I
aIIm
3
,试述用(伏特表、毫安表作为桥臂的)变形电桥电路(或电压补偿测量电路)测量电阻所需要的实验条件和实验步骤。要求测量结果的相
对不确定度uRx<1%。。
Rx
【实验数据】
U0=10VUm==750mARx=10Ω
U(V)
I(A)
U0=3VUm=3VIm==467Ω
U(V)
I(A)
【实验结果】
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【解析谈论】
,接通和断开电源前均需先使电源输出为零,尔后再接通或断开电源开关。对输出调治旋钮的调治必定轻而缓慢,渐渐增加至需要值,防备电表超量程。
,平时仪表的读数小于满刻度的1/3,应更换量程。
仪表读数=量程×指示格数÷总格数,仪表读数要读准有效位数(要估读1位);,其开关的开合时,应亲近凝望各电表指针可否有偏转变动。
【思虑题】
,电压表内阻RV=20KΩ,电流表内阻RA=1Ω,试计算解析说明用电流表内接法测量好,还是用电流表外接法测量好?
?应采用什么电路,使方法误差较小?
实验报告内容:(仪器名称、型号、参数、编号)(原理文字表达
和公式、原理图)、(实验结果的误差来
源和减小误差的方法、实验现象的解析、问题的谈论等)
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