电阻测量的设计实验报告

1、电阻测量的设计实验报告作者:日期:课程名称专业班级指导教师【实验目的】实验项目佛山科学技术学院日期 年 月 日1 掌握减小伏安法测量电阻的方法误差和仪表误差的方法；2 根据测量不确定度的要求，合理选择电压表和电流表的参数；3根据给定实验仪器合理设计变形电桥电路（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】1方法误差根据欧姆定律，测出电阻 Rx两端的电压U，同时测出流过电阻Rx的电流I，则待 测电阻值为（24-1）通常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

2、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为通过电阻Rx的电流Ix， 但电压表的读数U并不是电阻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（打Ra）貝ra式中Ra是电流表的内阻。它给测量带来的相对误差为甩_甩_ Ra匕内=内RxRx图24-1内接法(24-2)内接法测量待测电阻阻值的修正公式Rx=U 一 Ra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并不是流过Rx的电流lx，而是I = I x+I V，所以实验中测得的待测 电阻阻值为(24-3)RxRVR U

3、 URx外二外 I U URxRVRxRy式中Rv是电压表的内阻。它给测量带来的相对误差为只外_ RxRxRxRV + Rx外接法测量待测电阻阻值的修正公式Rv R 外URVRV - R外 IRV - U(24-4)(24-5)量程决定。若电压表、电流(24-6)(24-7)(24-10)比较E内、E外的大小，可以得：当Rx RaFV，采用内接法测量电阻，会使E内:E外；当Rx ：. RaFV，采用外接法测量电阻，会使E内.E外；当Rx ：、瓦瓦时，则采用内接法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2 仪器误差电压表和电流表的最大允许误差由它们的准确度等级、

4、 表的准确度等级分别是au和ai，则电压表的最大允许误差 u =au% Um电流表的最大允许误差 I =ai% I-m 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=Au/ . 3=au%Um/ 3电流测量值的B类不确定度为UI=A l/ 3=a I %Im/ 3考虑仪器系统误差时，它们的相对不确定度分别是uu=au%UmU B一 3U(24-8)Ui 二aI%lmJ B、31(24-9)由伏安法测电阻式(24-1)，可得Rx, U l为了减小Urx，电压表、电流表的准确度等级要高、量程要适当。在电表量程已选 Rx定的情况下(24-8)、(24-9)两式中的分子项

5、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，越接近量【实验任务】1待测的电阻Ri和R2,标称值分别是10Q和480Q。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。Rx2用给定的稳压电源、伏特表、毫安表、待测电阻（480Q）、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 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匹<1%要Rx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

6、验任务的操作程序， 可根据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。1 选择电表的量程，使Um/Im与被测电阻的标称值接近，减小仪表误差。2 根据标称值与 RaR的数值比较，决定采用内接法或外接法，减小方法误差。3 连接电路（电路图自行设计）后，进行测量，并对测量结果进行修正4根据URx二1%,按不确定度均分原则，有(24-11)(24-12)、晋V1%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二2 au UmV3(24-13)I I Im（24-14）5根据拟定的设计电路图，试述用（伏特表、毫安表作为桥臂的）变形电桥电路 （

7、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】Uo =10V Um =7.5V Im =750mARx =10 QU(V)1(A)Uo =3V Um =3V Im =7.5mARx =467 QU(V)I(A)【实验结果】【分析讨论】1 为保护直流稳压电源和元件，接通和断开电源前均需先使电源输出为零，然后再接 通或断开电源开关。对输出调节旋钮的调节必须轻而缓慢，逐步增加至需要值，避免 电表超量程。2 为减小指针式仪表的仪表误差，通常仪表的读数小于满刻度的1/3,应更换量程仪表读数=量程X指示格数宁总格数，仪表读数要读准有效位数（要估读1位）；3用开关式保护电阻的代替检流计时，其开关的开合时，应密切注视各电表指针是否 有偏转变动。【思考题】1. 若测510 Q的电阻，电压表内阻RV=20K Q,电流表内阻RA=1 Q ,试计算分析说明 用电流表内接法测量好，还是用电流表外接法测量好？2. 为什么用电流表