双臂电桥测低电阻实验报告教程文件.doc

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1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。双臂电桥测低电阻实验报告-双臂电桥测低电阻实验报告实验题目双臂电桥测低电阻实验目的熟悉双臂电桥的原理、特点和接线方法。掌握测量低电阻的特殊性和采用四端接法的必要性。了解金属电阻率测量方法的要点。实验原理为了消除接触电阻对于测量结果的影响，需要将接线方式改成下图3方式，将低电阻Rx以四端接法方式连接，等效电路如图4。此时毫伏表上测得电眼为Rx的电压降，由Rx=V/I即可准测计算出Rx。接于电流测量回路中成为电流头的两端(A、D)，与接于电压测量回路中称电压接头的两端(B、C)是各自分开的，许多低电阻的标准

2、电阻都做成四端钮方式。根据这个结论，就发展成双臂电桥，线路图和等效电路图 5和图 6所示。 标准电阻Rn电流头接触电阻为Rin1、Rin2，待测电阻Rx的电流头接触电阻为Rix1、Rix2，都连接到双臂电桥测量回路的电路回路内。标准电阻电压头接触电阻为Rn1、Rn2，待测电阻Rx电压头接触电阻为Rx1、Rx2，连接到双臂电桥电压测量回路中，因为它们与较大电阻R1、R2、R3、R相串连，故其影响可忽略。由图 5和图 6，当电桥平衡时，通过检流计G的电流IG=0,C和D两点电位相等，根据基尔霍夫定律，可得方程组（1）(1)解方程组得(2)通过联动转换开关，同时调节R1、R2、R3、R，使得成立，则

3、（2）式中第二项为零，待测电阻Rx和标准电阻Rn的接触电阻Rin1、Rix2均包括在低电阻导线Ri内，则有(3)实验仪器铜棒，铝棒，稳压源，电流表，限流电阻，双刀双掷开关，标准电阻，检流计，低电阻，电桥，导线等。本实验所使用仪器有 QJ36型双臂电桥（0.00.02级）、JWY型直流稳压电源（5A15V）、电流表（5A）、RP电阻、双刀双掷换向开关、0.001W标准电阻（0.01级）、超低电阻（小于0.001W)连接线、低电阻测试架（待测铜、铝棒各一根）、直流复射式检流计（AC15/4或6型）、千分尺、导线等。棒材金属测试架实验步骤用双臂电桥测量金属材料（铜棒、铝棒）的电阻虑r，先用（3）式测

4、量Rx,再求r。1将铜棒安装在测试架上，按实验电路图接线。选择长度为400cm，调节R1，R2为1000W,调节R使得检流计指示为0，读出此时R的电阻值。利用双刀开关换向，正反方向各测量3组数据。2选取长度30cm,重复步骤1。3在6个不同的未知测量铜棒直径并求D的平均值。4计算2种长度的和r，再求。5取铜棒40cm长度，计算测量值的标准偏差。6将铜棒换成铝棒，重复步骤1至5。实验电路图注意事项n按线路图电流回路接线，标准电阻和未知电阻连接到双臂电桥时注意电压头接线顺序。n先将铝棒(后测铜棒)安装在测试架刀口下面，端头顶到位螺丝拧紧。n检流计在X1和X0.1档进行调零、测量，不工作时拨到短路档

5、进行保护。实验数据表1-1铜(铝)棒直径直径(mm)123456铜棒5.1185.0975.0785.0865.0735.070铝棒5.1105.1115.1205.1215.0905.108“零点”1.110mm表1-2铜棒40cm电阻电阻()123正向162316211621反向162416261628表1-3铜棒30cm电阻电阻()123正向120612051205反向120712071207表1-4铝棒40cm电阻电阻()123正向745745744反向747746746Rn0.01级电桥0.02级数据处理表1-5直径计算直径（mm）平均值标准差不确定度铜棒5.0870.018040.

6、00737铝棒5.1100.011190.00457表1-6电阻计算电阻()R=R3不确定度不确定度铜棒40cm1623.81.13771.62381.1377铜棒30cm1206.20.40141.20620.4014铝棒40cm745.50.42820.74550.4282表1-7电阻率计算40cm30cm铜棒8.25068.1717铝棒3.8222-分析评定实验结果的不确定度对铜棒40cm的测量分析0.00737m1.333m=1.11，=1，P=0.688.233m1.1377m=6.666m代入不确定度合成公式：=2.73m，P=0.68实验结果实验结果电阻()电阻率（）铜棒40cm

7、1.6238P=0.68铜棒30cm1.2062铝棒40cm0.7455实验讨论和心得体会实际上即使用了联动转换开关，也很难完全做到。为了减小(2)式中第二项的影响，使用尽量粗的导线以减小电阻Ri的阻值(Ri0.001W)，使(2)式第二项尽量小，与第一项比较可以忽略，以满足(3)式。本次实验基本达到了实验目的，理解了其原理等。本实验很重要的一方面是操作连接电路，在老师的知道下尝试以对原理的理解来记忆电路，然后接线，效果非常好。课后思考题1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，又重新带来了接触电阻的影响，这与四端法的本意相违背。2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：有影响，电压头接线电阻与串联，的实际值应分别加上它们，而我们在计算是认为它们相对非常小，忽略不计。但当它们的值较大时我们就不可以忽略了-