(整理)双臂电桥测量低电阻0001

1、实验题目： 双臂电桥测量低电阻 实验目的： 掌握双臂电桥的工作原理，并用双臂电桥测量金属材料的电阻率 实验原理： （见预习报告） 实验仪器: QJ 型双臂电桥（ 订，级） 电流表（5A） i.LMH 标准电阻（0.01级） JWY 型直流稳压电源（5A15V） 直流复射式检流计（C15/4或6型） 低电阻测试架（待测铜、铝棒各一根） R p电阻 另外还有导线、千分尺、超低电阻（小于 0.001 Q ）连接线等仪器。 实验内容: 1、用千分尺测量铜棒和铝棒的直径，测量六次。 2 、按实验室所给示意图连接好电路，将铜棒分别选取30cm和40cm长度接入电 路，将双刀双掷开关正反各打三次，各得6个电

2、阻数据。 3 、将铝棒选取40cm长度接入电路，将双刀双掷开关正反各打三次，得到6个电 阻数据。 4 、根据所得数据算出各自的电阻率，并计算铜棒40cm接入电路时的数据不确定 度。 实验数据： 1 .导线直径 导线直径 1 2 3 4 5 6 铜（mm 4.984 4.983 4.981 4.981 4.984 4.982 铝（mm 4.970 4.972 4.974 4.970 4.969 4.970 2.电阻的测量 正向开关时测量值（ Q ） 反向开关时测量值（ Q ） 1 2 3 1 2 3 40cm 1587.31 1589.01 1588.41 1586.31 1588.01 158

3、8.01 铜导线 30cm 1193.01 1191.55 1192.35 1194.05 1194.55 1194.35 铝导线 40cm 712.85 713.25 717.85 717.45 717.65 （千分尺初始值：-0.011mm） 713.25 数据处理： 一、导线直径 1 铜棒直径平均值 4.984 4.983 4.981 4.981 4.984 4.982 6 mm -（-0.011）mm 二 4.994mm 2铝棒直径平均值 4.970 4.972 4.974 4.970 4.969 4.970 6 mm -（-0.011） mm 二 4.982mm 、40cm的铝导线电

4、阻率 1 测量所得电阻的平均值 712.85713.25713.25717.85717.45717.65 门-715.38 1 6 2.将R代入计算得 23 2 4LRi 4 0.4 1000 JD RRn 工14 (4.982 10一)715.38 0.001 门 m =3.48 10斗m 30cm的铜导线电阻率 测量所得电阻的平均值 6 7 Ri i1193.011191.551192.35 1194.051194.55 1194.35 1193.31.1 6 将R代入计算得 23 2 4LRi 4 0.3 1000 JD RRn14 他994 10一)1193.31 0.00咕 口=7.

5、79 10斗5 四、40cm的铜导线电阻率及其不确定度分析 1 测量所得电阻的平均值 6 Ri 心 1587.311589.011588.411586.311588.011588.01 ., R1587.841.1 6 2 将R代入计算得 2 - 二 D RRn 4LR1 3.14(侦410 于 1587.840.001 门 口 =7.7710 容 m 4 0.4 1000 3不确定度的计算 (1) 直径D 2 (D -Di) (4.994 4.995)2 +(4.994 4.994)2 +(4.994 4.992)2 +(4.994 4.992)2 +(4.994 4.995)2 +(4.9

6、94 4.993)2 口口 =0.001mm 取P=0.95，查表得t因子t p=2.57，那么测量列 D不确定度的A类评定为 o-(D)0 001 tP2.57mm =0.001mm .n.6 仪器(千分尺)的最大允差仪=0.001mm按照正态分布算，测量列的不确定度的B 类 评定 g(D)= 0.0003mm C 3 那么合成不确定度 U(D)二t/(D)2 kPuB(D)2 二.0.0012 (1.96 0.0003)2mm=0.001mm,P=0.95 I6 (2) 电阻R 电阻R的测量列的标准差为 、(R -Ri)2 i n -1 6 _1 (1587.84 -1587.31)2(1

7、587.84 -1589.01)2 (1587.84 _1588.41)2(1587.84 -1586.31)2(1587.84 -1588.01)2 X2 =0.94 Q 取P=0.95，查表得t因子t p=2.57，那么测量列 R不确定度的A类评定为 c(R)0.94 tp2.57 ：,0.99J .n6 仪器(电阻箱)为 0.02 级，那么仪=1608X 0.02%Q =0.32 Q , u b ( R) =仪=0.32 Q。 那么合成不确定度 U(R) = :出詈2+%(巳2 二 0.992(1.96 0.32)2 门=1.17 (P =0.95) (3) 合成不确定度 -7 -7 因

8、为 U( Ft) =0.01%X 0.001 Q =1X 10 Q U (R) =1000 X 0.02% Q =0.2 Q U (L) =2mm 根据不确定度的传递公式应该有： 些=4吗.竺2迥2空2竺2 DR尺LR 那么 UH 4U(D)2 U(R)2 *(对2 U(L)2 U(R1)2 V DRRnLR1 0 001 21 1721 汇 102220 2 2o = 7.77 10$ 4疋()+() +() +()十()2仁 m =0.09疋 10 伸 4.9941587.840.0014001000 于是最终结果写成： U( 6 =(7.77_0.09) 10m,P=0.95 思考题：

9、1、问：如果将标准电阻和待测电阻电流头和电压头互换，等效电路有何变化，有什么 不好？ 答：如果将标准电阻和待测电阻电流头和电压头互换，接触电阻将不再与大电阻串联， 而是处于其支路中，其影响不能忽略，会对实验结果造成较大影响。 2、问：在测量时，如果被测低电阻的电压头接线电阻较大(例如被测电阻远离电桥， 所用引线过细过长等)，对测量准确度有无影响？ 答：由于电压头支路上存在大电阻(一般大于1000Q),接线电阻相对于大电阻仍然比 较小， 与大电阻串联时， 阻值也是小量， 其影响可以忽略不计，可以认为没有影响。 实验小结： 1 本实验中电路连接较为复杂，接线时要注意标准电阻、双臂电桥的连接方法和 超低电阻导线的使用。 2 将铜导线和铝导线接入电路适应注意，要将连接处的闸刀切在导线