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文档简介

大学物理实验 技术物理系 惠斯通电桥测电阻的温度系数 测电阻的常用方法 伏安法 电流表 电压表准确度不高 表内及线路本身带有电阻误差 精确度不高 电桥法 可以避免伏安法所造成的误差 精确度很高 操作更简洁 实验目的 掌握惠斯通电桥测量电阻的原理和方法 学会如何测量电阻阻值及温度系数 实验仪器 QJ23型箱式直流单臂电桥 电加热器 内盛变压器油 固定碳膜电阻 电子温度计 铜丝电阻 1 惠斯通电桥实验原理 R1 Rx R2 Rs G KG KB E I1 I2 Is Ix Ig UAB UADUBC UDC I1R1 IXRXI2R2 ISRS RI R2 RX RS RX R1 RS R2 K RS D C B A 2 电桥的灵敏度 电桥是否平衡是依据检流计的指针有无偏转来判定的 若在电桥平衡时 使比较壁电阻Rs相对其平衡值有微小改变量 Rs 电桥将失去平衡 检流计中应有微小电流Ig流过 但由于检流计的灵敏度是有限的 如果Ig太小 以至于检流计指针几乎不发生偏转 难以察觉 那么实验者就会认为电桥仍处于平衡状态 从而得出Rx K Rs Rs 出现测量误差 Rx K Rs 也就是说检流计灵敏度不高会使测量结果有一定的误差 为此引入电桥灵敏度概念 S d Rx 3 惠斯通电桥的仪器误差 电桥的基本误差 基 a Rx R0 10 a 电桥的准确度等级 k 0 01 1 a 0 2 k 10 100 a 0 5 Rx 待测电阻的准确阻值 R0 有效量程中最大的10的整数次幂 由电桥灵敏度引入的误差 灵 0 2 S 数值与电桥基本误差小很多 可以忽略 实验内容 A 碳膜电阻的测量 将带测电阻分别接到电桥的Rx位置 估计待测值 调节合适的K和Rs 直到检流计指针指向零 记录所测各电阻的K和Rs值 每个电阻各测一次 B 金属铜丝的电阻温度系数 Rt t 时的电阻 Ro 0 时的电阻 电阻温度系数 但温度变化不大时 公式可以简写成 将浸在油中的铜丝电阻接在电桥Rx位置 打开电子温度计 给电热杯通电加热 待油温升至70 左右时断电 在加热过程中应注意不断搅拌 当油温开始稳定下降时 选取一个合适的温度t 75 测出铜丝电阻对应的K和Rs值 以后每个3 测出一组K和Rs值 共12组 数据处理 列表纪录碳膜电阻的K Rs Rx值和金属铜丝电阻的T K Rs Rx值 计算每个碳膜电阻的基本误差 基 计算每个碳膜电阻的不确定度U和相对不确定度ER 正确表示各碳膜电阻的测量结果 用逐差法求出金属铜丝的电阻温度系数 注意事项 测量前要将面板上的金属片接在 外 位置 并调节检流计调零旋钮使其指向零点 测量时B G开关应采用点接法 先按下B 在按下G 观察检流计指针的偏转方向和偏转程度后 应立即断开电路 松开B G开关 调节K和Rs值 如此反复 直到电桥平衡 测量时要掌握检流计指针偏转规律及改变Rs的规律 以减少测量时的盲目性 选取合适的倍率K 以
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