实验.筛选电阻(莫炯)幻灯片.ppt

实验.筛选电阻(莫炯)第1页，共12页，编辑于2022年，星期五实验要求实验要求:现需要在100只阻值在 700到1200之间的电阻中筛选出阻值为1000的电阻，要求不确定度不高于1%。并进一步对筛选出的这些电阻进行分组，使得每组内的电阻相互之间阻值的差别不高于 0.1%。为了使筛选既快速、准确又经济的目的，可考虑设计自搭惠斯通电桥、并利用电桥灵敏度的概念对电阻进行筛选。第2页，共12页，编辑于2022年，星期五设计设计原理原理：(见直流电桥测电阻实验)2、电桥灵敏度：定义 分析计算 1、电桥平衡时：第3页，共12页，编辑于2022年，星期五 3、本实验中引起不确定度的主要原因有：（2）电阻箱阻值不确定度：（本实验中电阻箱级别为 电阻箱阻值不确度可表示为 可以看出对于中等阻值的电阻，第一项远远大于第二项，故有 为定值 （3）导线电阻引起的不确定度：实验中电阻取值较大可以不考虑导线电阻。因此，测量的总不确定度为：（1）电桥灵敏度引起的不确定度：第4页，共12页，编辑于2022年，星期五设计方案：设计方案：1、不确定度分析不确定度分析 筛选阻值为1000 的电阻，要求不确定度不高于1%。由前面对不确定度的讨论可知 故设计电桥时只需考虑电桥灵敏度产生的不确定度分量 的影响，要求由此式可以看出，当 或 时，都可使，。因此使用灵敏度为100格（或1000格）的电桥对电阻进行筛选，当检流计指针偏转不大于1格（或10格）时，这样的电阻就是满足要求的 第5页，共12页，编辑于2022年，星期五2、合适的电桥灵敏度合适的电桥灵敏度 进一步考虑对筛选出的这些电阻进行分组，要求每组内的电阻相互之间阻值的差别不高于 0.1%。我们做以下分析：若取 则电阻阻值的差别不高于 0.1%时，检流计指针偏转格数 ，这在实验上是很难分辨的；若取 则电阻阻值的差别不高于 0.1%时，检流计指针偏转格数 ，因此，选择 是合适的。第6页，共12页，编辑于2022年，星期五3 3、合理选择电桥参数合理选择电桥参数合理选择电桥参数合理选择电桥参数 根据公式根据公式 我们通过合理选择检流计灵敏度、电源电动势及四臂电阻值的我们通过合理选择检流计灵敏度、电源电动势及四臂电阻值的大小，就可使得大小，就可使得 。例如：取当 当第7页，共12页，编辑于2022年，星期五4、筛选电阻筛选电阻 利用该电桥可将对电阻的筛选及分组同时进行。先使用一只1000 的精密电阻（精度0.05%）作为待测电阻，调节电桥平衡，并使电桥灵敏度 精确地等于100格。然后换下1000 的精密电阻，轮流测量其它待测电阻并记录检流计指针偏转格数。检流计指针偏转在10格内的电阻不确定度小于等于1%；将检流计指针偏转在同一方向同一格内的电阻分为一组，这时各组内电阻阻值相互之间的差别不高于0.1%.第8页，共12页，编辑于2022年，星期五注意事项：注意事项：由于电桥灵敏度的理论值与实验值会存在一定差别，实验时应以实验值为准。实验时如果理论值与实验值存在差别，要根据电桥灵敏度计算公式 通过调节检流计灵敏度、电源电动势及桥臂电阻阻值使灵敏度满足要求。附：附：由于实验室提供的待测电阻误差范围偏大，为保证能筛选出合适的电阻，可将筛选阻值为1000 的条件放宽，既先任选一待测电阻调节电桥平衡，以该电阻的阻值作为筛选阻值。第9页，共12页，编辑于2022年，星期五实验电路图实验电路图R1RsR2RxG保护开关K1ERK实验电路图实验电路图第10页，共12页，编辑于2022年，星期五实验报实验报告告实验实验要求要求：设计设计方案：方案：1、按实验要求作不确定度的定量分析。（10分）2、分析如何合理选择电桥灵敏度和电桥参数。（10分）实验实验步步骤骤：1、画出实验电路图。（5分）2、调节电桥平衡并测量灵敏度，记录R1、R2、Rs、Sg、Rs、n、S测量的值。（5分）3、调节检流计灵敏度、电源电动势及桥臂电阻阻值使灵敏度满 足要求。记录R1、R2、Rs、Sg、Rs、n、Rs、S测量的值。（5分）4、重新使电桥平衡（将Rs拨回平衡时的值），然后换下1000 的 精密电阻，轮流测量其它待测电阻并记录检流计指针偏转格数。（5分）实验结实验结果果：记录在表格中（10分）110 0左左1 10 0左左9 9左左8 8左左7 7左左6 6左左5 5左左4 4左左3 3左左2 2左左1 1右右1 1右右2 2右右3 3右右4 4右右5 5右右6 6右右7 7右右8 8右右9 9右右1 10 0110 0R R2323R R7 7R R5 5R R3 3 第11页，共12页，编辑于2022年，星期五再见第12页，共12页，编辑于2022年，星期五