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1、补偿法测电阻的相关问题试验基本回顾a)试验目的、意义1. 学会正确使用电流表、电压表、检流计、电阻箱和变阻器等 仪器;2. 学会用伏安法测电阻的几种不同接线方法并分析对系统误差的影响;3. 学会用补偿法测电阻;b)试验基本原理与方法4. 基本原理:在一定温度下,直流电通过待测电阻Rx时,用电压表测出Rx两端的电压U,用电流表测出通过Rx的电流I, 则电阻值可表示为:Rx=U/I5. 试验方法:连接如下电路图,调节 Rg使检流计G无电流通过(指针指零),这时电压表指示的电压值Ubd等于Rx两端的电 压Uac,即b,d之间的电压补偿了 Rx两端的电压。清除了电压 内阻对电路的影响。c)主要仪器设备
2、及耗材1. 安培表C31 -A(量程-30A,,共12档.)2. 伏特表C31-A (量程45mV-600V共10档)3. 检流计AC5/2型4. 电阻:Ro ( 100滑线变阻器);Rx由电阻箱提供,R3 :(多圈电位器)5. 电源:直流3V电源d)试验方法与技术路线1. 按上述电路图布置并接好导线;2. 对试验室给定的待测电阻,按以下步骤选取电表量程 将稳压电源的输出电压调到3V 移动滑线变阻器Ro的滑动端,使Ri大于Ro/3 由大到小试探着先取电流表量程, 直到电流示值大于量程的1/33. 调节R3,使Ubd达到补偿状态 粗调:确认k2断开,断续接通检流计的“电计”(若指 针超出量程就立
3、即松开),并试探着调节 R3,使检流计 指针偏转逐渐减小,直至接近零 细调:合上K2,以提高检测灵敏度;仔细调节R3,使检 流计指针指零4. 记录下此时电压表的示值 U,电流表的示值I,填表5. 重复测量:断开电计K2。移动滑线变阻器Ro的滑动端,依次增加Rx中的电流I,重复步骤34,再测量4组U, I的 对应值.试验数据处理举例及相关分析a)试验数据表次项目12345平均U(V)l(mA)R(Q)量程U=3 V级别:量程I= mA、/仪 U =/仪| = 、由Ua(R)=S(R)用可得:Ua(R)二(对于该试验数据而言) 、由Ub(V)= 仪u/ ,3 ; Ub(I)= 仪|/、3Ub2(R
4、)/ R2=Ub(V)/ U:+Ub2(I)/ I:可得:Ub(R)二Q 由 Uc(R) = .Ub2(R) Ub2(R),则有Uc(R)二3Q 由以上分析及处理可得:R=497士 3Qb)试验数据表二次 X 项目12345平均U(V)l(mA)R(Q)量程U=3V级别量程l=75mA 、仪u=仪| = 、由 Ua(R)=S(R) ;n可得: Ua(R)二(对于该试验数据而言) 、由 Ub(V)二仪 U / . 3Ub(I)= 仪 |/ ,3Ub2(R)/ r2二Ub(V)/ Ui2 + Ub2(I)/ I:可得Ub(R) =q 、 由 Uc(R)二 Ub2(R) Ub2(R),则有Uc(R)
5、=Q 、由以上分析及处理可得:R= Q对补偿法测电阻的优点的分析a)从试验数据对补偿法测电阻的误差分析为了便于比较误差的大小,这里将补偿法测电阻与伏安法测电阻作一组对照,两种测量方法中的电流表(C46-mA型0-50mA档)电压表(C46-V型0-15V档)选得完全相同,选用 BZ-4型检流计(灵敏度为io 9A/mm以一个标准电阻R示(R标=Rx=470Q )作为被测电阻进行测量,为了简单,这里就只分析测量时产生的绝对误差VRxE补和相对误差E 、用伏安法测电阻伏安法测量电阻的电路图略,相关数据如下表表一:内接法测量数据测量次数12345678电压(V)3电流(10)Rx (Q)VRX内接=
6、Rx_ &示=QE内接二佟 x 100%=%R标(1)表二:外接法测量数据- =1 8Rx外接Rxi8 i 1VR x夕卜接一 R x -测量次数12345678电压(V)电流(10 3)Rx (Q)E 外接-x 100%=%R标(2)、补偿法测电阻用补偿法测电阻的数据如下表表三:补偿法测量数据R补一测量次数12345678电压(V)10.电流(10 3)Rx (Q)VR补一Rx -片示=QVRxR标x 100%=%(3)从上式试验数据(1)( 2)( 3)的试验数据分析比较,进一步验证 了补偿法测电阻比伏安法测电阻产生的误差要小, 这主要是因为补偿 法测电阻时没有引入测量仪表自身的电阻, 从
7、而降低了系统误差,提 高了测量正确度。b)补偿法测电阻的优点电路简单,实用性强。电路中的元件和仪表都是常用器件,并且个滑 动变阻器和电阻箱的阻值是否准确均不会影响被测电阻的测量值,从而对电阻器件的选择降低了要求。调节方便,电路通过粗调和细调的设计,既可以提高测量的速度,又可以保护检流计,这是电桥发测量电阻时很难做到的。修正系统误差。电路中测量仪表自身的电阻与测量结果无关, 从而降 低了测量方法引入的误差,这是单纯伏案法测量电阻时无法做到的。结束语综上所述,利用补偿法测量电阻,既发挥了伏安法测量电阻的优 点,又克服了这个测量方法的缺点,该方法的测量灵敏度只取决于各 测量仪表的灵敏度,与电路本身的参数无关,在现有的试验设备和有 限的误差范围内,利用补偿法测电阻也是一种非常有效的方法。