补偿法测电阻

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R时，用电x压表测出R两端的电压U,用电流表测出通过R的电流I,xx则电阻值可表示为： R =U/Ix5. 试验方法：连接如下电路图，调节r使检流计G无电流通过3（指针指零），这时电压表指示的电压值U等于R两端的电bd x压U，即b,d之间的电压补偿了R两端的电压。清除了电ac x压内阻对电路的影响。c）主要仪器设备及耗材1. 安培表C -A（量程7.5mA-30A,共12档.）312. 伏特表c -A （量程45mV-600V,共10档）313. 检流计 AC5/2 型4. 电阻：R （100 Q滑线变阻器）；R由电阻箱提供，R :0 x 34.7k Q（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R的滑动端，使R大于R /30 1 0 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R，使U达到补偿状态3 bd 粗调：确认K断开，断续接通检流计的“电计”（若指2针超出量程就立即松开），并试探着调节R，使检流计3 指针偏转逐渐减小，直至接近零 细调：合上 K ，以提高检测灵敏度；仔细调节 R ，使23 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K。移动滑线变阻器R的滑动端，依20次增加R中的电流I，重复步骤34，再测量4组U，I的x对应值.试验数据处理举例及相关分析a） 试验数据表次 数 项目12345平均U(V)1.7361.9962.2242.4752.7342.233I(mA)3.5004.0054.4854.9605.4954.498R(Q)496.00498.337495.875498.992497.543497.357量程U=3 V级别：0.5量程1=7.5 mA 、 =0.015 =0.038仪U仪I 、 由U (R) = S (R)wnA可得： U (R) =0.62(对于该试验数据而言) A 、由u(V)=仪U 込；u(I)= / J3B仪UB仪IU 2(R)/R2=U (V)/U2+U 2(I)/I2BB1 B1可得：u (R) =3.708116B 由 U (R) = Ju 2(R) U 2(R)，cBB则有U (R) =3.14Q3Qc 由以上分析及处理可得：R=497 土3Qb) 试验数据表二次 数 项目12345平均U(V)1.4421.6241.8322.4062.2431.836I(mA)35.5039.6544.4549.9054.7044.84R(Q)40.62040.95841.01241.00241.00540.920量程U=3V级别0.5量程I=75mA 、=0.015 =0.38仪U仪I 、由 U (R) = S (R)nA可得：U (R) =0.08 (对于该试验数据而言)A 、由 u (V) =仪u / J3u (I) = / 73B仪UB仪IU 2（R） /R 2=U （V） /U2 +U 2（I）/I2B B 1 B 1可得U （R）=0.276238QB 、 由U 2（R） + U 2（R），c BB则有U （R） =0.28 Qc 、由以上分析及处理可得：R=40.92 土0.28 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10-9A/mm）以一个标准电阻r （r = r =470Q ）作为被测电阻进 标 标 x行测量，为了简单，这里就只分析测量时产生的绝对误差VR E和X 补相对误差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）5.006.007.008.009.0010.0011.0012.00电流（10-3）10.3012.4014.7016.7118.6520.9023.1025.20R (Q)X485.44483.87476.19478.76482.57478.47476.19476.19-=1 $8 r =479.71 QX内接 8XiVR = R -R =9.71 Qx内接x 标E = VRx X100%=2.1%(1)内接 R标1R =-x外接8表二：外接法测量数据测量次数12345678电压（V）5.607.308.209.3010.2011.0012.0012.90电流（10-3）14.0515.9017.8520.0022.0024.0026.0528.00R (Q)x462.63459.12459.38465.00463.64458.33460.65460.71丈 r =461.18Qxii=1VR= R -R =-8.82 QX外接x 标e = VRx X100%=-1.9%（2）外接R标、补偿法测电阻用补偿法测电阻的数据如下表表三：补偿法测量数据测量次数12345678电压（V）5.006.007.008.009.0010.11.0012.00电流（10-3 ）10.6112.7014.8516.9519.1521.2023.3925.55R (Q)x471.25472.44471.38471.98469.97471.70470.29469.67R =1 丈 r =471.09Q 补8 xii=1VR = R - R =1.09 Q补 x 标E = VRx X100%=0.23%(3)补 R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。