实验十八直流电桥测电阻实验报告docxWord格式文档下载.docx
- 文档编号:14744517
- 上传时间:2022-10-24
- 格式:DOCX
- 页数:11
- 大小:1.22MB
实验十八直流电桥测电阻实验报告docxWord格式文档下载.docx
《实验十八直流电桥测电阻实验报告docxWord格式文档下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《实验十八直流电桥测电阻实验报告docxWord格式文档下载.docx(11页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
5A/div
・15〜15div
AC5/2型
0.1%(10Q,100QJ000Q)
直流电阻器ZX96
0〜109999.9Q
0.5%(lQ)2%(0.1Q)
三、实验原理
(-)直流电桥平衡条件
如图18・1所示,检流计G对两端点B、D的电位进行比较,当B、D电位相等时,检流计中无电流通过,称电桥达到平衡。
电桥平衡时有
虫•二垃(18.1)
R、=瓦比-(18.2)
*工丿
如果R\、R“&
均已知(或九和A/必已知),则当电桥平衡时,可由18.2式求的
(-)直流电桥平衡测量电阻的误差
平衡电桥的测电阻误差有2个来源:
(1)桥臂电阻的误差。
久的测量误差可用下列不确定度公式估计:
(18.3)
式中%%%分别是&
鸟、&
的不确定度。
为消除RJR、的比值误差,可交换尤,久的位置再测,取两次结果的久],久2的平均值为心,有
(18.4)
R»
=JRrRj
(2)电桥灵敏度的误差定义电桥灵敏度$
(18.5)
R、
它表示电桥平衡后,心的相对该变量等所引起的检流计偏转的格数山具体测量时,用勞代替誉
电桥灵敏阈是电流计偏转值取分度值(1格)的1/5(0.2格)时所对应的被测量
久的变化最6久。
电桥灵敏阈6心反映了电桥平衡判断中可能包含的误差,故△〃_0.2
—帀-研
■I”
又有
(18.6)
迓为检流计灵敏度,则
18-3直流电桥测量电阻实验装曹图
五、实验内容
(-)用自组电桥测量位置电阻及相应的电桥灵敏度
1、用实验仪器依图18-1连接成电桥,电源电压IR4V;
2、分别用电桥测量3个未知电阻的阻值久?
并计算其合成不确定度<7心:
3、测最并计算相应的电桥灵敏度。
【注意】
(1)先用数字万用表对人,进行粗便;
(2)测量旃将保护电阻调至罠大,最后逐步调到0;
(3)接通时,先合每,后合亠,断开时相反。
(二)了解影响直流电桥灵敏度的因素
电源电斥取4V,待测电阻儿百欧,=^=500Q,改变下列因素,观察电桥灵敏度的变化
1、电源电床2、桥臂电阻3、检流计灵敏度(串联电阻)
六、实验数据记录
(-)用箱式电桥测3个未知电阻及相应的电桥灵敏度用万用表粗测电阻:
人i=47.5G,化=298.3G,7?
13=3.9kQ
表18-2用箱式电桥测3个未知电阻及相应的电桥灵敏度数据表
Rx
r/r2
Ro/O
R*/Q
△n
Rx/Q
△R。
S
Rxi
500/500
47.2
47.1
4.2
0.1
2.0x103
50/500
2983.0
2973.0
2.8
298.3
10.0
8.4x102
rx2
298.8
299.8
5.4
1.0
1.6x103
298.7
299.7
5.0
1.5x103
Rx3
3908.0
3808.0
7.0
3908.0
100.0
2.7x102
由(18.4)式,R,=几=298.80对于电阻箱鸟,尤有
e500xl000xl0'
6「小
Or=6=—7==7==0.3Q
A為VIa/3
对电阻箱几有
由(18.6)式
0.2AJ?
0・2&
側0.2x500x0.5°
门一
'
R、==——==0.03Q
A/zMlR、3.0x500
将以上各值带入(18.7)式中有
1
(込『4-
—
=0.3Q
土b心=(298.8±
0.3)Q
(二)改变测量条件,观测对电桥灵敏度S的影响
表18・3测量条件对电桥灵敏度S的影响数据表
E/V
r,/r2
Rh/kQ
Ro/Q
RVQ
An
Rx/O
4.0
298.9
297.9
4.8
1.4x103
2.0
297.8
500/5000
2988.0
2998.0
10
2.4x102
2.55
299.0
289.0
2.1x102
根据实验结果可以做如下推测:
1对比1、2组数据,说明电压$越大,灵敏度S越大;
2对比1、3组数据,说明电圧尺越大,灵敏度$越小;
3对比1、4组数据,说明串联电阻久越大,灵敏度$越小。
七、思考与讨论
(一)思考题
1、③®
⑤会加大测最误差;
①中降低应,S减小,也会加大测量误差。
2、①电路未接通、S’未闭合、G被短路、电路接触不良、检流计指针被锁定;
②检流计指针总向一侧偏转说明R。
调节不当。
、
(二)讨论
本实验的结果來看电阻值的测定比较准确,但是灵敏度的测定受到肉眼分辨格数的影响可能会有较大偏差。
九非阻的血系散
一、目的要求
1.电阻的三线接法以及传感器电路的静态特性;
2.非平衡电桥的测量方法;
3.测星钳电阻温度传感器电路的输出-输入特性,计算钳电阻的温度系数。
二、仪器用具
钳电阻实验元件盒,恒流电源,数字温度计,电热杯,保温杯,烧杯,搅拌器,毛巾,冰块,双刀双掷开关1个,数字万用表1个,导线若干。
相关测量仪器的最程与极限误差见表19-1・
表19-1实验仪器规格
0.1%(10Q,100Q,1000Q)
0.5%(lQ)2%(0.IQ)
20111A
0.5%x数据+0.004111A
VC9806数字万用表
0.05%x数据+0.03mV
200mV
(-)钳电阻温度特性
在0〜100°
C范围内可以近似为
乌=几(1+4刀(19.1)
乌,心,4,7分别表示温度T时的阻值、0摄氏度时的阻值、正温系数和温度。
图19T非平衡电桥电路原理图
(-)用非平衡电桥测量钳电阻温度系数
如图19-1所示,I为恒流电源;
人,久为固定电阻,久,为可调电阻,用作平衡电阻;
禺为钳电阻;
0”为非平衡电桥的输出电压,则
U®
严1屆-I)Rp(19.2)
如果&
=心切«
>
禺,Rp、贝9
乙二彳(禺-禺)(19.3)
令禺等于钳电阻在0摄氏度时的阻值几,带入(19.2)中,则
U孑屯立=*瓦恥丁(19.4)
由(19.4)可知,如果厶保持恒定,乞〃的电床表内阻足够大,则乙”和近似呈线性关系。
(三)电阻的三线接法
如图19-2所示:
O~
图19-2三线接法非平衡电桥
四、实验内容
(-)测量钳电阻测温电路的输入输出特性井测定钳电阻的温度系数
实验仪器依图19-2连接成电路,两万用表分别测和厶,厶=4mA,且R、=R\
1、标定测温范围下限,将数字温度计和钳电阻传感器放入冰水混合物中,在0摄
氏度时调节电桥平衡,记录T、J和禺的值,并确定妮值:
2、测量室温下40、55、70、80、95摄氏度下的0,并记录
3、测量100摄氏度时的7和乞海。
(二)用自组钳电阻测温电路测量人体温度
将测量结果与数字温度计比较。
五、实验数据记录与处理
(一)测量钳电阻测温电路的输入输出特性并测定钳电阻的温度系数
表19-2测定钳电阻温度系数数据表
次数
2
3
4
5
6
7
T/°
C
21.3
39.0
53.8
68.4
83.5
100.5
U0Ut/mV
0.05
16.11
28.71
39.86
51.49
6230
75.93
用最小二乘法进行线性拟合有:
T(、C)
图19-3钳电阻温度系数测定数据拟合图
得到拟合的方程为£
/=0.75267-0.1969,相关系数尸=0.9623。
由公式:
可知
A=——二3.763x10亠C"
计算力的不确定度(T&
如下:
e
4.006x0.5%+0.004“A
=l一0.01mA
V3
.=100x0.1%=0()6Q民V3V3
(?
>
■
[1K〕
r2A-)
6
+
——O
1厶几人丿
=0.002x10_3oC1
故有
±
<
7=(3.763±
0.002)x10-30C1
(-)用自组钳电阻测温电路测量人体温度
将乙严26.73mV带入拟合出的线性方程可以解出,7=35.77°
而数字温度计的测出结果为7二35.6°
二者相差不大,从某种意义上可以认为钳电阻测温电路的结果更接近人体真实温度。
六、思考与讨论
1、产生误差的可能因素有:
初始条件并非零摄氏度或零摄氏度时未调节电桥平衡,搅拌不均匀导致温度与电压不匹配,导线的电阻存在影响。
为了解决这些测量误差,我们采取三线式非平衡电桥的解法,并用最小二乘法对数据进行线性拟合。
2、可能是试验中引入了非线性的误差,如初始时未调到电桥平衡,但是截距并不影响测温精度
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 实验 十八 直流 电桥 电阻 报告 docx