设计性实验预习导航 补偿法测量电阻.ppt

设计性实验-预习导航 补偿法测量电阻
北京工业大学
王吉有
内容介绍
1，引言
2，设计思路和实验原理
3，实验数据的预估
4，仪设计性实验-预习导航 补偿法测量电阻
北京工业大学
王吉有
内容介绍
1，引言
2，设计思路和实验原理
3，实验数据的预估
4，仪器介绍
5，操作指南
6，数据处理要求
一、引言
本实验是设计性实验，要求同学们在回顾已经学习的电位差计测量电动势实验的基础上，结合其它相关知识，自行设计实验方案、确定实验方法、选择配套仪器设备 ,进行实验测试 ,最后写出比较完整的实验报告或论文 .
实验前，要自学设计性实验绪论，根据实验设计要求，自行查找实验资料，独立完成实验设计和测量。
二、设计思路和实验原理
根据电位差计可以测量电压的原理，把电阻的测量转换为电压的测量。另外，电位差计可以测量长度，但要计算出被测电阻，还需要另外已知标准量。实验提供了电阻箱为标准电阻。
两个电阻的阻值比等于它们的电压降之比，现然，这要求流过这两个电阻的电流相等，即可得：。
三、测量不确定度对实验的限制：
根据电阻结果计算公式，推导出不确定度表达式。
（9）
实验要求：测量电阻的相对不确定度
。
下面结合实际测量仪器，估算各待测物理量的取值范围。
（1）电阻箱：%，给定的误差为：
±（%+）+≈%
（2）ΔLAB和ΔLBC选为仪器误差限，即：
结合实验要求：
由误差均分原理：
（10）
，自然满足（10）的要求。另外，
，代入（10），求解不等式得：
上式表明：实验中待测电阻上的电压和标准电阻上的电压所对应的十一米线的长度要大于1733mm,这样才能保证
三、实验数据的预估
为了减少实验的盲目性，减少仪器损坏，尽量保证测量顺利成功，要在实验前确定所有可以调节量的取值。
1，预估手段：预先用万用表粗测待测电阻[约240Ω]，干电池的电压[]。为防止十一米线的不均匀，选标准电阻与被测电阻的电压降相接近，即选标准电阻的阻值与被测电阻相近（都在240Ω附近）；这样根据干电池的电压，可以分别估出被测电组与标准电阻上的电压[]；
这些待测电压应小于十一米线上的总电压，这样可以设定十一线上的电压[]，在这样，，；然后，再选定比电阻上电压高的直流稳压电源电压[，为了方便]；因为，，，十一米线的电阻100Ω，因此，计算出限流电阻应在100Ω左右[电源电压和限流电阻选定一个，就可以计算出另外一个的数值]。
四、实验仪器
五、操作指南
（1）采用回路接法，按要求连接电路。
（2），调压电阻设定在100欧姆左右，使用万用表测量十一米线两端的电压，。
（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6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6次。重复测量的含义：左右滑动触点到检流计开始左右偏转的位置，记录这些左右点的位置。
六、实验数据记录和处理处理
选定的值，Rs= Ω ，电源电压：伏 限流电阻的阻值：Ω
LBC的不确定度：A类不确定度
，计算得：ΔLBC= ,B类不确定度Δ=5mm;
则总不确定度为：
Rx总不确定度：
=
测量结果的相对不确定度 %%。
测量结果：Rx=R±ΔR (Ω)