单双臂电桥测电阻实验报告..docx

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1、单双臂电桥测电阻试验报告篇一：双臂电桥测低电阻试验报告大学物 理 实 验 报 告试验题目：开尔文电桥测导体的电阻率姓名：杨晓峰 班级：资源0942 学号：36 日期：2023-11-16试验目的： 1了解双臂电桥测量低电阻的原理和方法。 2测量导体电阻率。 3了解单、双臂电桥的关系和区分。试验仪器本试验所使用仪器有双臂电桥、直流稳压电源 、电流表、电阻、双刀双掷换向开关、标准电阻、低电阻测试架待测铜、铝棒各一根、直流复射式检流计?C15/4 或 6 型、千分尺螺旋测微器、米尺、导线等。试验原理：双臂电桥工作原路：工作原理电路如图 1 所示，图中 Rx是被测电阻，Rn 是比较用的可调电阻。Rx

2、和 Rn 各有两对端钮，C1 和 C2、Cn1 和 On2 是它们的电流端钮，P1 和 P2、Pn1 和 Pn2 是它们的电位端钮。接线时必需使被测电阻 Rx 只在电位端钮 P1 和 P2 之间， 而电流端钮在电位端钮的外侧，否则就不能排解和削减接线电阻与接触电阻对测量结果的影响。比较用可调电阻的电流端钮 Cn2 与被测电阻的电流端钮 C2 用电阻为 r 的粗导线连接起来。R1、R1、R2 和 R2 是桥臂电阻，其阻值均在 lO 以上。在构造上把 R1 和 R1 以及 R2 和 R2 做成同轴调整电阻，以便转变 R1 或R2 的同时，R1 和R2 也会随之变化，并能始终保持测量时接上 RX 调

3、整各桥臂电阻使电桥平衡。此时，由于Ig0，可得到被测电阻 Rx 为1、 为了消退接触电阻对于测量结果的影响，需要将接线方式改成以下图方式，将低电阻 Rx以四端接法方式连接241图 1 直流双臂电桥工作原理电路可见，被测电阻 Rx 仅打算于桥臂电阻 Rz 和R1 的比值及比较用可调电阻 Rn 而与粗导线电阻 r 无关。比值 R2/R1 称为直流双臂电桥的倍率。所以电桥平衡时被测电阻值=倍率读数比较用可调电阻读数因此，为了保证测量的准确性，连接 Rx 和 Rn 电流端钮的导线应尽量选用导电性能良好且短而粗的导线。只要能保证，R1、R1、R2 和R2 均大于 1O，r 又很小， 且接线正确，直流双臂

4、电桥就可较好地消退或减小接线电阻与接触电阻的影响。因此，用直流双臂电桥测量小电阻时， 能得到较准确的测量结果。由图?和图?，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，依据基尔霍夫定律，可得方程组1?I1R?I3RX?I2R3?I1R1?I3Rn?I2R2?I3?I2?R1?I2?R3?R2?解方程组得242RX?R2R3?RRR1? R1?R1R3?R2?R1?R1R?通过联动转换开关，同时调整 R1、R 2、R3、R，使得R2R3?R1R 成立，则2式中其次项为Rx 和标准电阻 Rn 的接触电阻 Rin1、R ix2 均包括在低电阻导线Ri 内，则有零，

5、待测电阻RX? RRnR1实际上即使用了联动转换开关， 也很难完全做到R2/R1?R3/R。为了减小式中其次项的影响，使用完量粗的导线以减小电阻 Ri 的阻值，使式其次项尽量小，与第一项比较可以无视，以满足式。金属电阻率的测定1、按图 5 所示连接电路，取电源电压为 15V，调整滑线变阻器是电流表指示为 1A；2、由长到短分别测量铜杆不同长度的电阻每隔 5cm 测一次，总共至少 6 次；3、用数显卡尺在铜杆的不同部位测量其直径屡次并记 录。图 5试验内容及步骤：1电阻及电阻率的测量。（1） 将铜棒按 4 端接法接入双臂电桥 C1 P1C2P2 接线柱，估量北侧电阻，选择适合的倍率，接通电源，按

6、下电源，按下粗细调整钮、调整 Rn 使电桥平衡，记录 Rn 值有公式算出 Rx 的值，测Rn5 次。（2） 用卡尺测出铜棒长度 L，用千分尺在铜棒不同位置测出铜棒的直径 D、5 次，记录在表格中，有公式求出铜的电阻率p 2金属电阻温度系数的测定2431。测量电阻的 R-t 曲线，并依据曲线计算电阻的温度系数。首先，将 YJ-HW-II 型试验仪的“电缆”座通过电缆与恒温箱连接。将试验仪左侧开关置于“设定”，选择所需温度点， 调整温度“粗选”、“细选”使到达适宜位置。然后按下开关使置于“测量”。翻开加热开关，观看仪器显示至选定温度并稳定下来后，将电阻插入恒温箱中，稍侯电阻升温完毕，把信 号接入试

7、验仪的输入端，得到选定温度上 Pt100 的电阻值。2、重复以上步骤，分别测量设定温度为 600C、700C、800C、900C、1000C 时Pt100 电阻的值。依据所记录的数据， 绘出 R-t 曲线。并在曲线上选取不同两点，计算电阻的温度系数。3.用双臂电桥测出电阻的准确值。 数据记录： 电阻 R的值铜棒的值： 数据处理： #以电阻 1 为例估算不确定度，表示结果。R1R 左= = R2R RX 右=2R 右= R1RX 左=Rx= RX 左+ RX 右/2= S=n/R/R= 244电阻箱引入误差DRN=%，式中 N 为转盘数，R 为使用值，m 为电阻箱等RR级，比例臂 m 取 0.1

8、，比较臂 m 取 0.02。按均匀分布： u= = =Ru= R1u= = R2检流计平衡指示不确定度为：u1?R0.1?= R3RS传播率为：ur?u?Rx=u=测量结果： Rx= ? ；P=0.683； E=思考题：1电桥平衡后，假设各桥臂电阻保持不变，只把检流计和 电源的位置互换，是否仍能平衡？说明理由。245篇二：试验报告试验报告双臂电桥测低电阻 姓名：齐翔学号：PB05000815 班级：少年班试验台号：215 组 2 号试验目的1. 学习把握双臂电桥的工作原理、特点及使用方法。2. 把握测量低电阻的特别性和承受四端接法的必要性。3. 学习利用双臂电桥测低电阻，并以此计算金属材料的

9、电阻率。试验原理测量低电阻小于1?，关键是消退接触电阻和导线电阻对测量的影响。利用四端接法可以很好地做到这一点。 依据四端接法的原理，可以进展成双臂电桥，线路图和等效电路如下图。?标准电阻Rn 电流头接触电阻为 Rin1、R in2，待测电阻Rx 的电流头接触电阻为 Rix1、R ix2，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、R n2，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，由于它们与较大电阻R1、R 2、R3、R 相串连，故其影响可无视。由图?和图?，当电桥平衡时，通过检流计G 的电流 IG = 0, C 和 D 两点

10、电位相等，依据基尔霍夫定律，可得方程组1?I1R?I3RX?I2R3?I1R1?I3Rn?I2R2?I3?I2?R1?I2?R3?R2?解方程组得RX?R2R3?RRR1?R1?R1R3?R2?R1?R1R?通过联动转换开关，同时调整 R1、R2、R3、R，使得R2R3成立，则2?R1R式中其次项为零，待测电阻 Rx 和标准电阻 Rn 的接触电阻Rin1、R ix2 均包括在低电阻导线 Ri 内，则有Rx? RRnR1但即使用了联动转换开关，也很难完全做到 R2/R1?R3/R。为了减小式中其次项的影响，应使用完量粗的导线，以减小电阻Ri 的阻值，使式其次项尽量小，与第一项比较可以无视， 以满

11、足式。参考：铜棒：1.69410-8m 铝棒：2.710-8m 所用到的器材：直流复射式检流计、0.02 级QJ36 型双臂两用电桥、059-A 型电流表、电源、单刀双掷开关，导线假设干试验数据处理： 直流电桥：0.02 级标准电阻：Rn=0.001?0.01 级 估=2mm一、 铝棒的平均值和不确定度的计算铝棒的直径和 A 类不确定度：n=6 x=5.000 1x2=5.002xxxx3 4 5 6=4.988 =5.000 =5.000 =4.988nx?xi/n? 4.996 i?1?xi?x/?n?1?0.008246i?1 n n 2? A?xi?x/?n?1?*n?0.003366

12、i?1 2铝棒直径的 B 类不确定度和合成不确定度：A=0.003366 tP=1.11 c=3 0=0.002 B=0/c=0.000667 kp=1 U0.68? tP*?AkP*?B?0.00298565 2?2二、铜棒的平均值和不确定度的计算铜棒的直径和 A 类不确定度：n=6 x=4.980 1x2=4.974xxxx3 4 5 6=4.988 =4.980 =4.980 =4.978nx?xi/n? 4.980 i?1?xi?x/?n?1?0.008654i?1n n 2? A?xi?x/?n?1?*n?0.003366i?1 2铜棒的 B 类不确定度与合成不确定度：A=0.003

13、366 tP=1.11 c=3 0=0.002 B=0/c=0.000667 kp=1 U0.68? tP*?A?kP*?B?0.002659 22三、40cm 铜棒电阻 R 的测量与数据处理：1平均值和 A 类不确定度：n=6x=1600.03 1 x2=1600.01xxxx3 4 5 6=1601.31 =1601.32 =1600.08 =1600.04nx?xi/n? 1600.465 i?1?xi?x/?n?1?0.0000021i?1 n 2篇三：二级大物试验报告-双臂电桥测低电阻试验题目：双臂电桥测量低电阻试验目的：把握双臂电桥的工作原理，并用双臂电桥测 量金属材料的电阻率试验

14、原理：低电阻是指电阻值小于 1的电阻。当测量低电阻时，必需考虑接触电阻和导线电阻对测量产生的影响，故一般的伏安法和惠斯通电桥法就失效了。如以下图 依据惠斯通电桥结合四端接法改进成的双臂电桥可消退附加电阻的影响。右以下图由于接触电阻Rn1、Rn2、Rx1、Rx2 均与大电阻 R、R1、R2、R3 串联，故其影响可以无视，当电桥平衡时，IG=0，由基尔霍夫定律，得：?I1R?I3RX?I2R3? ?I1R1?I3Rn?I2R2?I3?I2?R1?I2?R3?R2?解得：RX? RR1 R1?R2R3? ?R3?R2?R1?R1R?RR1通过联动转换开关，调整 R、R1、R2、R3， 使得R2R1?

15、R3R成立，那么有：RX?RR1Rn试验内容：1、测量铜棒长度各 6 次2、按图连接好电路，分别选取 30cm 和 40cm 长度接入电路，将双刀双掷开关正反各打三次，各得 6 个电阻数据3、同铜棒，测量铝棒 40cm 接入电路的电阻4、依据所得数据算出各自的电阻率，并计算铜棒 40cm接入电路时的数据不确定度。实际电路图试验数据： 数据分析：依据电阻率的计算公式以及 Rx 的表达式可以得到：?DRRn 4LR12?铝棒直径平均值:6?DD?i?1 i6? 4.990?4.996?4.997?4.992?4.991?4.9956mm?4.994mm测量所得电阻的平均值: 6?RR?i?1 i6

16、? 754?749?754?752?756?7506?753?那么计算得?DRRn 4LR12? 3.14?753?0.00124?0.4?1000?m?3.69?10?8?m铜棒直径平均值: 6?DD?i?1 i6? 4.985?4.980?4.987?4.984?4.988?4.9816mm?4.984mm测量所得电阻的平均值:6?RR?i?1 i6? 1194?1199?1196?1199?1197?11966?1197?那么计算得?DRRn 4LR12? 3.14?1197?0.00124?0.3?1000?m?7.78?10?8?m40cm 铜棒接入电路时：进展不确定度计算 铜棒直径

17、平均值: 6?DD?i?1 i6? 4.985?4.980?4.987?4.984?4.988?4.9816mm?4.984mm测量所得电阻的平均值: 6?RR?i?1 i6? 1605?1610?1608?1610?1607?16096?1608?那么计算得:?DRRn 4LR12? 3.14?1608?0.00124?0.4?1000?m?7.84?10?8?m直径 D 的测量列的标准差为?i i) 2n?1 222222?.987)?6?1mm?0.003mm取 P=0.95，查表得 t 因子 tP=2.57，那么测量列 D 不确定度的 A 类评定为tP?n?2.57?0.0036mm?

18、0.003mm仪器千分尺的最大允差 仪=0.001mm，依据正态分布算，测量列的不确定度的 B 类评定uB?C?0.0013mm?0.0003mm那么合成不确定度?62222U? tP?kPuB?0.003?mm?0.003mm,P?0.95电阻 R 的测量列的标准差为?i i) 2n?1 22? 2? 2? 2? 26?1?2?取 P=0.95，查表得 t 因子 tP=2.57，那么测量列 R 不确定度的 A 类评定为tP?n?2.57?26?2?仪器电阻箱为 0.02 级，那么 仪=16080.02%=0.32， 考虑到人的推断相对来说比较准确，因此认为uBR= 仪=0.32。 那么合成不

19、确定度? 62222U? tP?kPuB?2?2?,P?0.95又有 URn=0.01%0.001=110-7 UR1=10000.02%=0.2 UL=2mm依据不确定度的传递公式应当有：U?42UD? 2UR? 2URn? 2UL? 2UR1 2那么U? UD 24? UR? 2URn? 2UL? 2UR1 22400)?m?0.09?10 2?8?m于是最终结果写成：?U?10?8?m,P?0.95课上思考：为什么电流反向后测量值有差异？由于测量电阻为小电阻，电桥平衡中又有较周密的仪器。 故交换电流方向后，导线上的电阻造成的误差就会表达出来，因此会有差异试验小结：1、本试验原理比较简洁，但电路图连接比较 简单，特别是电阻的四端接法应留意正负极的全都；2、试验过程中应当留意对仪器的调零和保护；3、试验中测量同一组量时留意保持系统的稳定，不行中 途拆卸，否则会造成比