伏安法测电阻-数据处理模版.xls

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1、电磁学实验学生数据记录及处理二、伏安法测电阻 第 1 页 共 4 页 实实验验二二、伏伏安安法法测测电电阻阻 学学号号：110307001姓姓名名：林清灵 测测量量记记录录 实验桌号 NO：01 一、电表选择记录 表2-1 要求电表测量引入的相对误差：ER2% 待 测 电 阻电 流 表 选 择电 压 表 选 择 标称值R0(K)P0（W）I0（mA）Im (mA)aA（计算）aA(选用)Um（V） aV（计算） aV选用） 1.50.518.310.000.940.5015.000.940.5 二、测量记录 表22电流表内阻： RA2.22.2电压表内阻：7500 I(mA)7.007.508

2、.008.509.009.5010.00 I(A)0.007000.007500.008000.008500.009000.009500.01000 伏安法 U(div) (A表内接) 103.4111.3118.4126.1133.1140.9147.9 U(V)10.3411.1311.8412.6113.3114.0914.79 U(div) (A表外接) 86.192.599.3105.2111.7117.6123.1 U(V)8.619.259.9310.5211.1711.7612.31 补偿法 U(div)103.0111.1117.9125.9132.8140.3147.3 U

3、(V)10.3011.1111.7912.5913.2814.0314.73 表23 测量数据检验 Ui/Ii（A表内接）1477.11484.01480.01483.51478.91483.21479.0 Ui/Ii（A表外接）1230.01233.31241.31237.61241.11237.91231.0 Ui/Ii（补偿法）1471.41481.31473.81481.21475.61476.81473.0 I（A表内接）I（补偿法）0.040.020.050.020.030.060.06 (Ui/Ii)最大值(Ui/Ii)最小值A表内接：6.9A表外接：11.3补偿法：9.99.9

4、 数数据据处处理理 一、用最小二乘法计算待测电阻值Rx 方方法法一一 分分步步计计算算（利用计算器运算） 表24 测量方法伏 安 法 补 偿 法 项目 测量结果A 表 内 接A 表 外 接 i (=Ii) (A) 0.05950.05950.05950 (A) 0.008500.008500.00850 （I i）2 (A)2 0.0035400.0035400.003540 I 2i (A)2 0.0005130.0005130.000513 yi (=U i ) (V) 88.1173.5587.83 12.58710.50712.547 W W 0m II取RIU mm 100 3 2

5、2 E 100 I I 2 E a R m R A RV E 23 200 a = mmV U500UR )V(U I 0 0 0 R P I = RA E 23 200 a 电磁学实验学生数据记录及处理二、伏安法测电阻 第 2 页 共 4 页 (Ui)2 (V)27763.45409.67714.1 Ui2 (V)21124.4185783.57251117.2065 0.759310.633860.7569 5.242554.3762255.225885 0.000007000.000007000.00000700 15.365342910.77214285714315.190942857

6、143 0.010370.008680.010310 0.010370990.008683610.01031196 0.9999050.9999050.9995850.9995850.9998100.999810 1480.81480.81236.21236.21476.11476.1 方方法法二二 利利用用计计算算机机ExcelExcel的的fxfx函函数数运运算算程程序序直直接接计计算算 表25 测量方法 伏安法 补偿法 A表内接A表外接 1480.81480.81236.21236.21476.11476.1 0.9999050.9999050.9995850.9995850.99981

7、00.999810 二、Rx标准不确定度 的估算 1.重复测量的差异而引入的A类标准不确定度 表26 A表内接Ri Ii (V)10.365911.106411.846812.587213.327614.068114.8085 A表外接Ri Ii (V)8.65339.27149.889510.507611.125711.743812.3619 补偿法Ri Ii (V)10.3326311.0706711.8087212.5467613.2848114.0228514.76090 表27 测量方法伏安法 补偿法 项 目 运算结果A表内接A表外接 2.562.564.514.513.633.63

8、 2.电表测量误差而引入的B类标准不确定度 表28 1.73211.73210.02890.02890.04330.0433 测量方法伏安法 补偿法 =mU 2 )( i U i U 2 i U 2 i U 2 i U 2 i U 2 3 )VA(UI ii ）V(AUI ii 2 2 i2 i )A( n )I( IS -= cc )V( n )U( US 2 2 i2 iyy -= )VA( n UI UIS ii iiyx -= yyxxS S = yyxx xy SS S r )K( I UI b R 2 i ii x W = )( I UI b R 2 i ii x W = = yy

9、xx xy SS S r )R(u xC )R(u xA )( 1n )IRU( I I )R(u 2 ixi 2 i i xA W - - = )R(u xB ）（mA)3%aI() I (u AmB =）（V)3%aU()U(u VmB = 电磁学实验学生数据记录及处理二、伏安法测电阻 第 3 页 共 4 页 项目 运算结果A表内接A表外接 7.157.156.606.607.137.13 3 3.Rx的标准不确定度 合成 表29 测量方法伏 安 法 补偿法 项目 运算结果A表内接A表外接 7.68.08.0 三三、三三种种测测量量数数据据的的电电压压电电流流图图线线如下图一。 图一 伏安

10、法测电阻UI图线 20.0018.0016.0014.0012.0010.008.006.004.002.000.00 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 15.00 16.00 17.00 18.00 19.00 20.00 21.00 22.00 23.00 24.00 25.00 26.00 27.00 28.00 29.00 30.00 31.00 I（mA） U（V） Series1 Series3 Series5 系列1. 伏 安法测量 (A表内接) 趋势线

11、系列3. 伏 安法测量 (A表外接) 趋势线 系列5. 伏 安补偿 法测量趋 势线 i U 2 )() U )U(u () I ) I (u (R)R(u 2B2B xxB W+= )R(u xC )()R(u)R(u)R(u x 2 Bx 2 AxC W+= 补偿法 电磁学实验学生数据记录及处理二、伏安法测电阻 第 4 页 共 4 页 结结果果报报道道 一一、测测量量结结果果 1伏安法测量 A表内接测得： Rx=Rx=（ 1.4811.4810 0. .0 00 08 8 ） A表内接测得： Rx=Rx=（ 1.2361.2360 0. .0 00 08 8 ） 2. 补偿法测得： Rx=R

12、x=（ 1.4761.4760 0. .0 00 09 9 ） 二二、三种方法测量的相对标准不确定度及电表内阻引入的系统误差及其相对误差分别为： 1伏安法测量 A表内接：电表内阻引入的系统误差2.2，测得电阻实际值：R=RXRA=1478.6 相相对对标标准准不不确确定定度度： 0.51% ，相相对对系系统统误误差差0.149% 。 A表外接：测得电阻实际值：1347.2 ，系统误差：205 相相对对标标准准不不确确定定度度： 0.65% ，相相对对系系统统误误差差16.6% 2补偿法测量 测得电阻实际值：1476.1 ，系统误差：0.0 相相对对标标准准不不确确定定度度： 0.54% ，相相

13、对对系系统统误误差差0.0% 结结果果讨讨论论 从上述结果中可见，伏安法测量中A表外接法的测量相对不确定度最小，补偿法测量的相对不确定 度次之，但A表外接法的相对系统误差很大，达16.6%而补偿法测量时，电表内阻影响而引入的 系统误差已经消除， 相对系统误差=0.0%故三种电路中补偿法的测量结果最可信，最后的测量 结果应取补偿法测量结果，即为： RX=（ 1.4761.4760.0090.009 ）K WK WK WK W W = - = xV Vx RR RR R = x xc R )R(u W W = x xc R )R(u 。 = + -=d V 2 RR R R = d X R R = d X R R WW = 2 i ii I UI R =d A RR =d R = x xc R )R(u 。 = d X R R 到， ，