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1、会计学1大学物理实验大学物理实验(shyn)预习导航预习导航第一页，共13页。内容(nirng)介绍1 1，背景介绍，背景介绍2 2，实验原理，实验原理(yunl)(yunl)3 3，仪器介绍，仪器介绍4 4，操作指南，操作指南5 5，数据处理要求，数据处理要求6 6，预习思考题，预习思考题第1页/共12页第二页，共13页。1，背景，背景(bijng)介绍介绍n n电阻按其阻值大小电阻按其阻值大小(dxio)(dxio)可分为高阻值电阻（可分为高阻值电阻（100K100K以上）、以上）、中阻值电阻（中阻值电阻（1100K1100K）和低阻值电阻（）和低阻值电阻（11以下）三种。不同以下）三种。
2、不同阻值的电阻，测量方法不尽相同，它们都有本身的特殊问题。用阻值的电阻，测量方法不尽相同，它们都有本身的特殊问题。用惠斯通电桥测中阻值电阻时，可以忽略连接导线的电阻和接点的惠斯通电桥测中阻值电阻时，可以忽略连接导线的电阻和接点的接触电阻（总称附加电阻）的影响。但用它测低电阻时，就不能接触电阻（总称附加电阻）的影响。但用它测低电阻时，就不能忽略了。由于附加电阻约为忽略了。由于附加电阻约为10-210-2数量级，测量小于数量级，测量小于11电阻时，电阻时，则附加电阻的影响将大于则附加电阻的影响将大于10%10%，阻值越低影响越大。，阻值越低影响越大。第2页/共12页第三页，共13页。2 2，实验原
3、理，实验原理，实验原理，实验原理预习预习预习预习(yx)(yx)要点（一）：要点（一）：要点（一）：要点（一）： 四端接法四端接法四端接法四端接法 1. 1. 测量电阻的简单电路测量电阻的简单电路(dinl)(dinl) 见图见图1 1 2. 2. 由于在元器件连接时不可避免由于在元器件连接时不可避免 地存在导线及接触电阻地存在导线及接触电阻, , 其等效其等效 电路电路(dinl)(dinl)图如图图如图2.2.注：注： 电压、电流表中测得的数值电压、电流表中测得的数值 与电阻上的实际电压值及电流值并与电阻上的实际电压值及电流值并 不相等；不相等； 电流数值相差较小；电流数值相差较小； 电压
4、表测得的是待测电阻电压表测得的是待测电阻 及等效接触电阻上的合电压，尤其及等效接触电阻上的合电压，尤其 在测量低电阻值时，误差会很大。在测量低电阻值时，误差会很大。 VARVA第3页/共12页第四页，共13页。预习要点预习要点预习要点预习要点(yodin)(yodin)(yodin)(yodin)（一（一（一（一 ）:四端接法四端接法四端接法四端接法3. 3. 我们把待测电阻制备成四个连接端我们把待测电阻制备成四个连接端, , 分别接至电压分别接至电压(diny)(diny)、电流测量仪表，、电流测量仪表，如左图如左图 3 3所示。所示。注：注： P P、P P端为电压端为电压(diny)(d
5、iny)测量接入点，测量接入点，设置在设置在 靠近待靠近待 测电阻的内侧；测电阻的内侧； C C、C C端为电流测量接入点，设置端为电流测量接入点，设置在在 远离待远离待 测电阻的外侧；测电阻的外侧； j j、 j j 点经焊接处理，此处无接触点经焊接处理，此处无接触 电阻。电阻。4. 4. 将制备成四端接法的电阻连入测量将制备成四端接法的电阻连入测量 电路电路, ,如图如图4 4。 注：注： 此时仪表可测得电阻上的准确电此时仪表可测得电阻上的准确电 压压和电和电 流，测量误差小；流，测量误差小； VAPPCCjj【说明】：1. 导线及接触电阻的等效值约在0.001 0.01 ,由此可以(ky
6、)估算出测量计算的误差2. 改用四端接法,并未消除接触电阻,而是改变其分布位置,使得测量和计算误差大大减小第4页/共12页第五页，共13页。预习要点（二）：预习要点（二）：预习要点（二）：预习要点（二）：双电桥双电桥双电桥双电桥(dinqio)(dinqio)(dinqio)(dinqio)的设计思想的设计思想的设计思想的设计思想和结构和结构和结构和结构 . . 四端接法引入电桥测量电路四端接法引入电桥测量电路(dinl), (dinl), 演变出凯尔文电桥演变出凯尔文电桥, , 亦称双臂桥。亦称双臂桥。 . . 接触电阻和导线电阻分别用等效电阻接触电阻和导线电阻分别用等效电阻 r r 表示于
7、图中，表示于图中，r r 阻值约在欧姆；阻值约在欧姆； R1 R1、R2R2、 Ra Ra 、 Rb Rb 、 等配置电阻取值在几十至几百欧姆；等配置电阻取值在几十至几百欧姆； . . 仪器设计得能够保证仪器设计得能够保证R1R1、 R2 R2与与 Ra Ra、Rb Rb 成比例联动调整，在电桥平衡条成比例联动调整，在电桥平衡条 件下，经合理简化，可以得到与惠斯登电桥相同的测量计算关式；件下，经合理简化，可以得到与惠斯登电桥相同的测量计算关式； . . 详细的推导与论述请参看实验讲义详细的推导与论述请参看实验讲义128 - 129128 - 129页。页。EGRX R R2R1r II0iKG
8、KBr r r r Ra Rb 第5页/共12页第六页，共13页。3 3， 仪器仪器仪器仪器(yq)(yq)介绍介绍介绍介绍预习要点（三）预习要点（三）预习要点（三）预习要点（三）: : 仪器仪器仪器仪器(yq)(yq)使用使用使用使用010-1020-201001010.10.010.010.020.030.000.100.040.050.060.080.07双臂电桥双臂电桥C1C2P1P2调零调零灵敏度灵敏度ONOFF+BG倍率选择倍率选择QJ - 44型双臂电桥的仪器面板示意图型双臂电桥的仪器面板示意图第6页/共12页第七页，共13页。4 4，操作指南，操作指南，操作指南，操作指南(zh
9、nn)(zhnn)预习要点（三）预习要点（三）预习要点（三）预习要点（三）: : 仪器使用仪器使用仪器使用仪器使用 使用操作要点：使用操作要点： . . 双臂电桥用以测量低值电阻，待测电阻须依四端接法接入电桥；双臂电桥用以测量低值电阻，待测电阻须依四端接法接入电桥； . . 根据根据 可测得未知电阻之值。可测得未知电阻之值。 C C称为倍率；称为倍率； . . 使用电桥之前，应先选择倍率使用电桥之前，应先选择倍率C C的取值。的取值。C C可由粗测阻值和电桥读值来估算其数值；可由粗测阻值和电桥读值来估算其数值； . C . C的取值应使电桥读值有最多的有效位数（四位）；的取值应使电桥读值有最多
10、的有效位数（四位）； . . 仪器的工作电源可以内接，也可以外接；仪器的工作电源可以内接，也可以外接； . . 使用仪器以前，先接通电使用仪器以前，先接通电(tng din)(tng din)源，预热五分钟；源，预热五分钟； . . 注意调节检流计零位；注意调节检流计零位； 灵敏度先调节至最小、操作中逐步提高测量灵敏度；灵敏度先调节至最小、操作中逐步提高测量灵敏度； . . 在最高灵敏度条件下进行最后测量，电桥读数等于步进粗调盘的读数与滑动细调读在最高灵敏度条件下进行最后测量，电桥读数等于步进粗调盘的读数与滑动细调读 数之和；电阻测量结果为电桥读数与倍率之积；数之和；电阻测量结果为电桥读数与倍
11、率之积； . . 电桥测量操作尽可简短，避免较工作大电流长时间通电电桥测量操作尽可简短，避免较工作大电流长时间通电(tng din)(tng din)运行引起测量误差运行引起测量误差或危及仪或危及仪 器安全；器安全； . . 按扭按扭 B B 和和 G G 应间歇使用（跃接），不要锁住；应间歇使用（跃接），不要锁住；第7页/共12页第八页，共13页。预习要点预习要点预习要点预习要点(yodin)(yodin)(yodin)(yodin)（三）（三）（三）（三）:仪器使用仪器使用仪器使用仪器使用 电桥测量的不确定度：电桥测量的不确定度：电桥测量的不确定度：电桥测量的不确定度： . . 双臂电桥的
12、精确度等级与所选择的倍率双臂电桥的精确度等级与所选择的倍率双臂电桥的精确度等级与所选择的倍率双臂电桥的精确度等级与所选择的倍率(bi l)(bi l)有关；电桥各级倍率有关；电桥各级倍率有关；电桥各级倍率有关；电桥各级倍率(bi l)(bi l)与有与有与有与有效量程、精确度等级指数的关系可见下表：效量程、精确度等级指数的关系可见下表：效量程、精确度等级指数的关系可见下表：效量程、精确度等级指数的关系可见下表： 倍率倍率倍率倍率 有效量程有效量程有效量程有效量程( (欧姆欧姆欧姆欧姆) ) 准确度等级指数准确度等级指数准确度等级指数准确度等级指数(a)(a) 100 100 1 - 11 1
13、- 11 0.2 0.2 10 10 0.1 1.1 0.1 1.1 0.2 0.2 1 1 0.01 0.11 0.01 0.11 0.2 0.2 0.1 0.1 0.001 0.011 0.001 0.011 0.5 0.5 0.01 0.01 0.0001 0.0011 0.0001 0.0011 1 1. . 测量不确定度可由下面公式计算：测量不确定度可由下面公式计算：测量不确定度可由下面公式计算：测量不确定度可由下面公式计算： 为所在为所在为所在为所在(suzi)(suzi)倍率下的最大可测电阻值倍率下的最大可测电阻值倍率下的最大可测电阻值倍率下的最大可测电阻值 第8页/共12页第九
14、页，共13页。5 5，数据处理要求，数据处理要求，数据处理要求，数据处理要求(yoqi)(yoqi) 实验实验(shyn)(shyn)测量内容：测量内容： 本实验本实验(shyn)(shyn)要求同学用双臂电桥测量一批标称值为欧姆的商品电阻要求同学用双臂电桥测量一批标称值为欧姆的商品电阻, , 分别计算出每只电分别计算出每只电 阻的相对误差阻的相对误差, , 挑选出误差超标的电阻；挑选出误差超标的电阻； 待测电待测电阻（阻（ ）倍率倍率粗调值粗调值（ ）细调值细调值（ ）准确准确度等度等级级最大可最大可测电阻测电阻值值电阻电阻1 1电阻电阻2 2电阻电阻3 3第9页/共12页第十页，共13页。
15、 操作提示(tsh)： 如何将一般商品电阻制备成四端测量样品？ 可以借助实验导线， 但这里需要考虑导线电阻，必须对导线电阻进行测量；（每条导 线的阻值约在欧姆） 第10页/共12页第十一页，共13页。6，思考问题：，思考问题：n n 1. 双臂电桥和惠斯登电桥在结构上有双臂电桥和惠斯登电桥在结构上有什麽不同什麽不同(b tn)?为什麽前者适合于低电为什麽前者适合于低电阻的测量阻的测量?n n 2. 用双电桥测量电阻时用双电桥测量电阻时,为什麽为什麽 B 按扭按扭要间歇使用要间歇使用,不能锁住不能锁住?n n 3. 简单归纳一下双臂电桥的规范操作简单归纳一下双臂电桥的规范操作步骤；步骤；n n n n 第11页/共12页第十二页，共13页。内容(nirng)总结会计学。第1页/共12页。C、C端为电流测量接入点，设置在 远离待。注： 此时仪表可测得电阻上的准确电 压和电。2. 改用四端接法,并未消除接触电阻,而是改变(gibin)其分布位置,使得测量和计算误差大大减小。预习要点（二）： 双电桥的设计思想和结构。件下，经合理简化，可以得到与惠斯登电桥相同的测量计算关式。4，操作指南预习要点（三）: 仪器使用。. 使用电桥之前，应先选择倍率C的取值。为什麽前者适合于低电阻的测量第十三页，共13页。
