电位差计测电阻实验报告

电位差计测电阻实验报告 大学物理实验-电位差计测电阻率 大学物理实验报告 专业班级:姓 名学 号: 成 绩: 篇二: 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 性报告样本-电位差计测量电阻 电位差计测量电阻设计报告 一、目的:(1)掌握进行设计性实验的原理;(2)加深对电位差计测量的补偿法原理的理解;(3)掌握非电量电测(电阻测量转换为电压测量又转为长度测量)的一种 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ;(4)学习用不确定度分析来知道设计实验;(5)掌握电阻箱、检流计、十一米线等仪器的使用方法。 二、实验原理(利用电位差计的电压补偿原理): 1( 根据测量电路，推算出测量结果的计算公式和要测量的物理量。 图1方法: 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 电阻为定值Rs，测量时，A、B两点接上，断开C点，调整A点并滑动B点，使Ig=0,此时，VRs=VAB ,即I2Rs=I1RAB=I1ρLAB „„„„ (1) 再断开A点，接上B点和C点，调整B点,并滑动C点，使Ig=0, 此时有: VRx=VBC,即I2Rx=I1RBC=I1 ρLBC „„„„„(2) 比较(1)和(2)可得:Rx/Rs=LBC/LAB ,则:Rx= RsLBC/LAB(3) 由(3)知，预先设定Rs,然后测量出LAB和LBC，即可计算出Rx. 2( 根据结果计算公式，推导出测量装置的不确定度表达式。【学 生完成～】 对(3)式求偏导，并结合不确定度传递计算公式得: ?Rx?L?L?Rs2 ?()?(AB)2?(BC)2 RxRsLABLBC 3( 实验数据预估【给出电路中所有器件所选择的大概数值:电压，电 阻，长度等】 结合各测量仪器，估算出各部分可以达到的相对不确定度，最后代入整体不确定度公式，分析各中间测量物理量的不确定度对整体不确定度的影响程度， 根据 1 要求 结合实验要求: 由误差均分原理: 即在选择实验测量长度时要保证长度L1.732m. ΔLAB和ΔLBC=5mm，是安仪器的系统误差，就是B类不确定度。 经测量而得，LAB和LBC的有效数字末位取mm，所以有四位有效数字。为减小长度测量引起的误差，应使L值尽可能大，在增大回路电流(I1和I2)并使用高灵敏度的检流计情况下，ΔL的值应在mm量级，另外，由于十一米线的设计问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 导致的仪器误差(接头处)可以取5mm，即每个ΔL由两部分组成，按???2A??2B 计算出每个ΔL。估计由此引起的相对不确定度约在0.1%左右。因此，能保证整套仪器的测量不确定度小于0.5%。 4( 实验数据预估【给出电路中所有器件所选择的大概数值:电压，电阻，长度等】 为方便合理:标准电阻的值应和被测电阻阻值相近，所以取R0=240欧姆，另外，给两个电阻供电的干电池的电压约1.5伏，则可知被测电阻上的电压【,】。在电位差计平衡时，此电压应和十一米线上的某个长度相等【自己选择，但要满足1.732m的要求】。由此长度上的电压，可以推导出11米线上的电压值，另外， 2 ，自然满足(10)的要求。另外， ，代入(10)，求解不等式得: 11米线的电阻为77欧姆，由此确定总电压和对应的限流电阻【只要选定一个，其他一个值就可以用欧姆定律计算出】。到此，全部实验中出现的值都预估出来了。 三、实验仪器及其参数:十一米线;电阻箱，稳压电源，干电池 四、结合实验装置和测量要求，设计并写出实验步骤。 (1)采用回路接法，按要求连接电路。 (2)把总电源调到3伏左右，调压电阻设定在200欧姆左右，使用万用表测量十一米线两端的电压，证实其在1.0伏左右。 (3)用万用表测量Rs和Rx两端的电压，结合十一米线上的总电压降，估算出要平衡Rs和Rx上的压降所需要的线的长度。 (4) 断开C点，连接A和B两点，测量LAB (5)根据计算结果，并使用万用表粗测，在其附近寻找补偿平衡点，记录LAB，重复测量5次。 (6)断开A点，连接B和C两点，根据计算结果，并使用万用表粗测，在理论值附近寻找补偿平衡点，测量LBC，重复测量5次(注意:待测比较电压的正负)。 5( 绘出拟测量的物理量的记录表格。 选定的值，Rs=240.0Ω ，电源电压:3.1伏限流电阻的阻值:200.0欧姆 待测电阻的测量值:Rx= RsLBC/LAB=240.0X7564.8/7531.8=241.0 Ω 不确定度计算: LAB的不确定度:A类不确定度 ΔLAB=0.7mm ,B类不确定度Δ=5mm;则总不确定 3 度为:?LAB??2A??2B=5mm LBC的不确定度:A类不确定度 ΔLBC=0.7mm ,B类不确定度Δ=5mm;则总不确定度为:?LBC??2A??2B=5mm Rs的不确定度:ΔRs=a%Rs+b+Ro= Ω Rx总不确定度: ?Rx?L?L?Rs2 ?()?(AB)2?(BC)2= RxRsLABLBC 测量结果的相对不确定度0.15%小于实验设计要求0.5%。 Δ Rx=0.15%x241.0=0.4Ω 测量结果:Rx=241.0?0.4(Ω) 注意事项: 1( 要根据实验室提供的仪器，计算出平衡电阻上的压降所需要的十一米线 的长度，必须保证长度在5000mm以上。由此，确定电源电压和限流电阻的阻值。 2( 要经常使用万用表检查电路，判断其通断。 思考题: 1. 检流计指针无法调平衡, 可能原因:a.主回路或待测回路某处断路;b.待测回路的电池的正负极 接错，使它不能与主回路补偿抵消;c.检流计损坏;d.连接主回路和待测回路之间的导线断开(包括连接检流计的导线)。 4 篇三:电位差计研究性实验报告 北京航空航天大学物理实验研究性报告 实验专题 第一作者 第二作者 院(系)名称 电位差计及其应用 李萌 凌勇 自动化科学与电气工程学院 2014年12月15日 目录 北京航空航天大学物理实验研究性报 告 .......................................................................... - 1 - 目 录...................................................................................................................................... - 2 - 1.摘 要................................................................................................................................... - 3 - 关键 字: ...................................................................................................................... - 3 - 2.实验原 理 ........................................................................................................................... - 3 - 图 一 .............................................................................................................................. - 3 - 2.1 补偿原 理 ............................................................................................................... - 3 - 2.2零示 法 .................................................................................................................... - 3 - 2.3测量原 理 ................................................................................................................ - 4 - 2.4 UJ25型电位差 计 .................................................................................................. - 4 - 3. 实验仪 器 ......................................................................................................................... - 6 - 4. 实验步 骤 ......................................................................................................................... - 6 - 4.1 自组电位差 计 ....................................................................................................... - 6 - 4.2 UJ25型箱式电位差 计 ....................................................................................... - 6 - 5.实验数据处 理 ................................................................................................................... - 7 - 5.1自组式电位差计测电动 势 .................................................................................... - 7 - 5.2 UJ25型电位差计测电动 势 .................................................................................. - 8 - 5.3 UJ25型电位差计测电 阻 ...................................................................................... - 9 - 6. 误差分 析 ......................................................................................................................... - 9 - 6.1电位差计工作电源电压不 稳: ............................................................................ - 9 - 6.2检流计灵敏度误 差 .............................................................................................. - 10 - 6.3调平检流计时人眼与检流计未保持平 衡 .......................................................... - 10 - 6.4标准电源的电动势变 化 ...................................................................................... - 10 - 7. 实验改 进 ....................................................................................................................... - 10 - 7.1 测出电压随时间的(转载于:www.xiElw.coM 写 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 网:电位 差计测电阻实验报告)变化情 况 ............................................................................. - 10 - 7.2 保持水平视线读 数 ............................................................................................. - 10 - 7.3 选择适宜灵敏 度 ................................................................................................. - 10 - 8. 感想与总 结 ................................................................................................................... - 11 - 【参考文 献】 .................................................................................................................... - 11 - 附件:原始数 据 ........................................................................................................ - 12 - 1.摘要 本研究性实验阐述了电位差计测量干电池电动势的实验 原理和实验步骤，旨在了解电位差计及其应用，并在此基础上， 对自组式电位差计和UJ25型箱式电位差计的相关实验进行了分 析，讨论和改进。 关键字:电位差计;补偿原理;UJ25型电位差计;电阻;系统 误差。 2.实验原理 电位差计是利用电压补偿原理制成的一个内阻真正无穷大的电压表，用于精密测量电势差或者电压。同理，利用电流补偿原理也可以制作一内阻为零的电流表，用于电流的精密测量。 图一 图1 2.1 补偿原理 由于如果直接把伏特表接到干电池两级进行测量(如图1左所示) 会因伏特表分流产生接入误差，为了避免接入误差。采用补偿电路(如图1右所示)。 补偿原理正是电位差计高精确度的来源，它精巧的利用了电阻之间的分压定律而使得电位差计变为内阻真正无穷大的电压表，补偿原理，顾名思义，就是用一个补偿电路和补偿电阻来补偿内阻非无穷大所带来的介入误差，故称补偿。 2.2零示法 为了避免接入误差，可以采用如图1右所示的补偿电路。若cd可调，E Ex，则总可以找到一个cd位置，使E 所在回路中无电流通过。 上述原理称为补偿原理;回路Ex?G? d?c?Ex 称为补偿回路;E?S?A?B?E构成的回路称为辅助回路。在找CD位置使Vcd=Ex的过程中，由于无法对电压是否相等作出直观判断，故无法判定电压是否相等。此时，在补偿电路中串联入一个灵敏度足够高的检流计，当检流计偏转为零时，即 可确定此时Vcd=Ex,这种用检流计来判断电流是否为零的方法，称为示零法。 2.3测量原理 先由温度对电池的修正公式算出在实验室条件下的标准电池的电压值EN 标准电池温度修正公式为: EN ? [1.01860 - 3.99×10-5(t - 20) - 0.94×10-6(t - 20)2 + 9×10-9(t - 20)3]V 再由EN算出当I = 1mA时ab的阻值，调好ab。双刀双掷开关打到左端，调节CD，使检流计指针不偏转(此时主干路中电流为标准电流)。将双刀双掷开关打到右侧，同时调节变阻箱AB、CD，使其电阻之和不变(保证干路电流不变)，同时使检流计指针不再偏转。 此时变阻箱CD的读数乘以1mA即为未知电源的电压。 由补偿原理可知，可以通过测定 Vcd来确定 Ex，接下来的问题便是如何精确确定Vcd，在此采用比较测量法。把Ex接入RAB的抽头，当抽头滑至位置cd时，G中无电流通过，则Ex=IRcd，其中I是流过RAB的电流;再把一电动势已知的标准电池EN接入RAB的抽头，当抽头滑至位置ab时，G再次示零，则EN=IRAB，于是: Ex = RcdEN (1)Rab 这种方法是通过电阻的比较来获得待测电压与标准电池电动势 的比值关系的。由于RAB是精密电阻，Rcd/Rab可以精确读出，EN是标准电池，其电动势也有很高的准确度，因此只要在测量过程中保持辅助电源E的稳定并且检流计G有足够的灵敏度，Ex就可以有很高的测量准确度。按照上述原理做成的电压测量仪器叫做电位差计。 应该指出，式(1)的成立条件是辅助回路在两次补偿中的工作电流I必须相等。事实上，为了便于读数，I = EN/Rab应当标准化(例如取I = I0 = 1mA)，这样就可由相应的电阻值直接读出Vcd 即Ex=I0Rcd。 2.4 UJ25型电位差计 UJ25型电位差计是一种高电势电位差计，测量上限为1.911110V，准确度为0.01级，工作电流I0=0.1mA。它的原理如图3所示，图4是它的面板，上方12个接线柱的功能在面板上已表明。 图 3 图4 图中RP，即右下角标有粗，中，细，微的四个连续旋钮，起调节工作电流I0之用。RAB为两个步进电阻旋钮，起调节工作电流时修正标准电池电动势之用。RCD是标有电压值——即I0Rx之值——的六个大步进旋钮，用以测出未知电压的值。左下角标有“粗”、“细”、“短路”的三个按钮是检流计G的控制开关，通常 处于断开状态，按下“粗”，检流计接入电路，但串联一大电阻R’,用以在远离补偿的情况下，保护检流计;按下“细”，检流计直接接入电路，使电位差计处于高灵敏度的工作状态;“短路”是阻尼开关，按下后检流计线圈被短路，摆动不止的线圈因受很大的电磁阻尼而迅速停止。这三个按钮上方的是功能转换开关，当其处于“断”时，电位差计不工作;处于“N”时，接入EN可进行工作电流的检查和调整;处于X1和X2时，测第一路或者第二路的位置电压。 电位差计使用方法如下: 1 调解工作电流:将功能转换开关置N、温度补偿电阻RAB旋至修正后的标准电池电动势“1.018_ _V”后两位，分别按下粗、细按钮，调节RP至检流计指零。 2 测量待测电压:功能转换开关置X1或X2，分别按“粗”“细”按钮，调节RCD至检流计指零，则RCD的显示值为待测电压。