实验筛选电阻莫炯

实验要求: 现需要在100只阻值在 700到1200之间的电阻中筛选出阻值为1000的电阻，要求不确定度不高于1%。并进一步对筛选出的这些电阻进行分组，使得每组内的电阻相互之间阻值的差别不高于 0.1%。为了使筛选既快速、准确又经济的目的，可考虑设计自搭惠斯通电桥、并利用电桥灵敏度的概念对电阻进行筛选。 sx RRRR 12 )R( nS ssR测量xSTTg RRRRRR USS 21,其中理论设计原理：(见直流电桥测电阻实验) 2、电桥灵敏度： 定义 分析计算 1、电桥平衡时： 测量S nRRE sRsxRxr 11 2222122 )()()( 21 SRRRxRxr RRRRE S1.0 NRR 002.0%1 %17.02 rE 2221 rr EEE 3、本实验中引起不确定度的主要原因有： （2）电阻箱阻值不确定度： （本实验中电阻箱级别为 电阻箱阻值不确度可表示为 可以看出对于中等阻值的电阻，第一项远远大于第二项，故有 为定值 （3）导线电阻引起的不确定度：实验中电阻取值较大可以不考虑导线电阻。 因此，测量的总不确定度为：（1）电桥灵敏度引起的不确定度： 设计方案：1、不确定度分析 筛选阻值为1000 的电阻，要求不确定度不高于1%。由前面对不确定度的讨论可知 故设计电桥时只需考虑电桥灵敏度产生的不确定度分量 的影响，要求%12 rE 1rE%111 测量S nRE xr由此式可以看出，当 或 时 ，都可使， 格格，测量1100 nS格格，测量101000 nS%11 rE 。因此使用灵敏度为100格（或1000格）的电桥对电阻进行筛选，当检流计指针偏转不大于1格（或10格）时，这样的电阻就是满足要求的 2、合适的电桥灵敏度 进一步考虑对筛选出的这些电阻进行分组，要求每组内的电阻相互之间阻值的差别不高于 0.1%。我们做以下分析：若取 则电阻阻值的差别不高于 0.1%时，检流计指针偏转格数 ，这在实验上是很难分辨的；若取 则电阻阻值的差别不高于 0.1%时，检流计指针偏转格数 ，因此，选择 是合适的。格，测量100S格1.0n格，测量1000S格1n格，测量1000S 3、合理选择电桥参数 根据公式 我们通过合理选择检流计灵敏度、电源电动势及四臂电阻值的大小，就可使得 。格测量1000S,0.5001 R ,0.5002 R ,0.1000 SR ,3VU ,/106 ASg格格。则1000S时，1n；%1.0 1 rE时，10n。%11 rE 例如：取当 当xSTT g RRRRRR USS 21,其中理论 4、筛选电阻 利用该电桥可将对电阻的筛选及分组同时进行。先使用一只1000 的精密电阻（精度0.05%）作为待测电阻，调节电桥平衡，并使电桥灵敏度 精确地等于100格。然后换下1000 的精密电阻，轮流测量其它待测电阻并记录检流计指针偏转格数。检流计指针偏转在10格内的电阻不确定度小于等于1%；将检流计指针偏转在同一方向同一格内的电阻分为一组，这时各组内电阻阻值相互之间的差别不高于0.1% .测量S 注意事项： 由于电桥灵敏度的理论值与实验值会存在一定差别，实验时应以实验值为准。实验时如果理论值与实验值存在差别，要根据电桥灵敏度计算公式 通过调节检流计灵敏度、电源电动势及桥臂电阻阻值使灵敏度满足要求。附： 由于实验室提供的待测电阻误差范围偏大，为保证能筛选出合适的电阻，可将筛选阻值为1000 的条件放宽，既先任选一待测电阻调节电桥平衡，以该电阻的阻值作为筛选阻值。,TgR USS 理论 实验电路图R1 RsR2 RxG保护开关K1 E R K实验电路图 实验报告实验要求：设计方案：1、按实验要求作不确定度的定量分析。（10分） 2、分析如何合理选择电桥灵敏度和电桥参数。（10分）实验步骤：1、画出实验电路图。（5分） 2、调节电桥平衡并测量灵敏度，记录R1、R2、Rs、Sg、Rs 、 n、S测量的值。（5分） 3、调节检流计灵敏度、电源电动势及桥臂电阻阻值使灵敏度满 足要求。记录R 1、R2、Rs、Sg、Rs 、n、Rs、 S测量的值。（5分） 4、重新使电桥平衡（将Rs拨回平衡时的值），然后换下1000 的 精密电阻，轮流测量其它待测电阻并记录检流计指针偏转格数。（5分）实验结果：记录在表格中 （10分） 10左10左9左8左7左6左5左4左3左2左1右1右2右3右4右5右6右7右8右9右10 10R 23 R7 R5R3 再 见