实验筛选电阻莫炯

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,实验4.10 筛选电阻,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。,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：,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,由此式可以看出，当,或,时,，都可使,，,。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。,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 。,例如：取,当,当,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%,.,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。,实验电路图,R,1,R,s,R,2,R,x,G,保护开关K,1,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R,1,、R,2,、R,s,、S,g,、R,s,、,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,、R,2,、R,s,、S,g,、R,s,、n、R,s、,S,测量,的值。（5分）,4、重新使电桥平衡（将R,s,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10,10,R,23,R,7,R,5,R,3,再见,