雙電橋測低電阻研究性報告——余浩12071186

1、北京航空航天大學(xué)報告物理研究性實驗報告1042雙電橋測低電阻院 系： 機(jī)械工程及其自動化第一作者： 余 浩 學(xué)號：12071186第二作者 沈 豪 學(xué)號：120711872013年 12 月 13 日目錄摘要3一、實驗?zāi)康?二、實驗原理3三、儀器設(shè)備6四、實驗內(nèi)容6五、數(shù)據(jù)處理71、原始數(shù)據(jù)記錄72、對數(shù)據(jù)進(jìn)行線性回歸處理83不確定度的計算10六、誤差分析10（1）銅桿有效接入長度的測量誤差所引起的實驗誤差11（2）兩端的接觸電壓和附加電阻所引起的誤差。11（3）開爾文電橋消除附加電阻對測量結(jié)果影響12（4）由電橋靈敏度引起的誤差13八、實驗經(jīng)驗教訓(xùn)及注意事項15（1）實驗過程中注意事項15故

2、障分析15九、實驗改進(jìn)161、測量方法的改進(jìn)162、通過提高雙電橋靈敏度減小實驗誤差16 3、通過改變承載導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)減小實驗誤差 17十、感想與收獲17參考文獻(xiàn)182通過提高雙電橋靈敏度減小實驗誤差摘要本文以“雙電橋測低電阻”實驗為基礎(chǔ)，通過與惠斯通單電橋的對比，詳細(xì)介紹了開爾文雙電橋測量低電阻的原理以及特點，進(jìn)行了更加嚴(yán)格的實驗數(shù)據(jù)處理與不確定度的計算。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析了系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差的來源，并且結(jié)合參考資料對于減小實驗誤差提出了改進(jìn)方案，對于新方案與原始方案進(jìn)行比較，驗證了新方案的優(yōu)勢。在實驗與研究過程中，對于測量電阻的方法有了新的感受和見解。一、實驗?zāi)康?、掌握電橋平衡的原理零示法。

3、2、學(xué)習(xí)用正反接法來降低實驗誤差2、了解雙電橋測低電阻的原理，以及它對惠斯通電橋的改進(jìn)。3、學(xué)習(xí)使用QJ19型單雙電橋測低電阻以及相關(guān)儀器。4對一元線性回歸法的進(jìn)一步鞏固并且學(xué)會對誤差進(jìn)行正確的分析。5、了解測量線性導(dǎo)電材料（銅絲）電導(dǎo)率的測量方法。二、實驗原理用惠斯通電橋測量電阻時，其所測電阻值一般可以達(dá)到四位有效數(shù)字，最高阻值可測到10-6歐姆，最低阻值為10歐姆左右。當(dāng)被測電阻的阻值低于10歐姆時稱為低值電阻，單臂電橋測量到的電阻的有效數(shù)字將減小，另外其測量誤差也顯著增大起來，究其原因是因為被測電阻接入測量線路中，連接用的導(dǎo)線本身具有電阻稱為接線電阻，被測電阻與導(dǎo)線的接頭處亦有附加電阻稱

4、為接觸電阻。接線電阻和接觸電阻的阻值約為10-410-2歐姆，接觸電阻雖然可以用清潔接觸點等措施使之減小，但終究不可能完全清除。當(dāng)被測電阻僅為10-310-6歐姆時，其接線電阻及接觸電阻值都已超過或大大超過被測電阻的阻值，這樣就會造成很大誤差，甚至完全無法得出測量結(jié)果。所以，用單臂電橋來測量低值電阻是不可能精確的，必須在測量線路上采取措施，避免接線電阻和接觸電阻對低值電阻測量的影響。為了消除接線電阻和接觸電阻的影響，先要弄清楚它們是怎樣影響測量結(jié)果的。如上圖T1所示，單電橋測量低電阻時，附加電阻是直接與待測電阻Rx串聯(lián)的，當(dāng)附加電阻的大小與待測電阻大小相比不能被忽略時，用單電橋測量電阻的公式：

5、Rx=R2R1R0就不能準(zhǔn)確地得出Rx的值；再者，由于Rx很小，如R1R2時，電阻R0也應(yīng)該是小電阻，其附加電阻的影響也不能被忽略，這也是不能準(zhǔn)確測量Rx的原因。開爾文電橋是惠斯通電橋的變形，在測量小電阻的時候有很高的準(zhǔn)確度，如圖1所示，用單電橋測低電阻時，附加電阻R與R和Rx是直接串聯(lián)的，當(dāng)R和R的大小與被測電阻Rx大小相比不能忽略時，用單電橋測電阻的公式Rx=（R3/R1）RN就不能準(zhǔn)確地得出Rx的值；再則，由于Rx很小，如R1R3，電阻RN也應(yīng)該是小電阻，其附加電阻（未在圖中具體標(biāo)出）的影響也不能被忽略，這也是得不出Rx準(zhǔn)確值的原因。開爾文電橋是惠斯通電橋的變形，在測量小阻值電阻時能給出

6、相當(dāng)高的準(zhǔn)確度。它的電路原理圖如圖2。其中R1、R2、R3、R4均為可調(diào)電阻，Rx為被測低電阻，RN為低值標(biāo)準(zhǔn)電阻。與圖1相比，開爾文電橋作了兩點主要的改進(jìn)：1、 增加了一個由R2和R4組成的橋臂。2、 RN和Rx由兩端接法改為四端接法。其中P1P2構(gòu)成被測低電阻Rx，P3P4是標(biāo)準(zhǔn)電阻RN，P1、P2、P3、P4常被稱為電壓接點，C1、C2、C3、C4稱為電流接點。圖 1 圖 2在測量低電阻時，RN和Rx都很小，所以與P1-P4、C1-C4相連的八個接點的附加電阻（引線電阻和端鈕接觸電阻之和）RP1'RP4'、RC1'RC4'，RN和Rx間的連線電阻RL

7、9;，P1C1間的電阻RPC1'，P2C2間的電阻RPC2'，P3C3間的電阻RPC3'，P4C4間的電阻RPC4'，均應(yīng)該予以考慮。于是，開爾文電橋就可以等效成為如圖3所示的電路圖。其中RP1'遠(yuǎn)小于R3，RP2'遠(yuǎn)小于R4，RP3'遠(yuǎn)小于R2，RP4'遠(yuǎn)小于R1，均可忽略。RC1'、RPC1'、RC4'、RPC4'可以并入電源內(nèi)阻，不影響測量結(jié)果，也不予考慮。需要考慮的只有跨線電阻R'=RC2'+RPC2'+RPC3'+RC3'+RL'。按照這種方

8、式可以對如圖3所示電路進(jìn)行極大地簡化，簡化結(jié)果如圖4。 圖 3 圖 4調(diào)節(jié)R1、R2、R3、R4使電橋平衡。此時，Ig=0，I1=I3，I2=I4，I5=I6，VB=VD，且有三式聯(lián)立解得：可見，雙電橋的平衡條件比單電橋的多一個修正項。當(dāng)保持一定的輔助條件時，可以比較準(zhǔn)確地測量低的電阻值。表面上看起來只要保證（R3/R1）=（R4/ R2），即可有Rx=R3RN/R1，附加電阻的影響即可略去。然而絕對意義上的（R3/R1）-（R4/R2）=0實際上做不到，但是修正項中，再加上跨線電阻足夠小即R'0，就可以在測量精度允許的范圍內(nèi)忽略的影響。通過這兩點改進(jìn)，開爾文電橋?qū)N和Rx的接線電阻

9、和接觸電阻巧妙地轉(zhuǎn)移到了電源內(nèi)部和阻值很大的橋臂電阻中，又通過（R3/R1）=（R4/R2），和R'0的設(shè)定，消除了附加電阻的影響，從而保證了測量低電阻時的準(zhǔn)確度。為保證雙電橋的平衡條件，可以有兩種設(shè)計方式：（1） 選定兩組橋臂之比為M=R3R1=R4R2,將RN做成可變的標(biāo)準(zhǔn)電阻，調(diào)節(jié)RN使電橋平衡，則計算Rx的公式為Rx=MRN。式中，RN稱為比較臂電阻，M為電橋倍率系數(shù)。（2） 選定RN為某固定阻值的標(biāo)準(zhǔn)電阻并選定R1=R2為某一值，聯(lián)調(diào)R3與R4使電橋平衡，則Rx的公式換算為：Rx=RNR1R3或者Rx=RNR2R4此時，R3或R4為比較臂電阻，（RN/R1）或(RN/R2)為

10、電橋倍率系數(shù)。本實驗中由實驗室提供的QJ19型單雙電橋采用的是（2）中所描述的方式。電阻率是半導(dǎo)體材料的重要的電學(xué)參數(shù)之一，它的測量是半導(dǎo)體材料常規(guī)參數(shù)測量項目。本實驗的一個基本目的就是通過銅棒電阻的測量間接測得銅的電阻率。通常把待測材料加工成粗細(xì)均勻的線性材料，這樣的材料其電阻和長度成正比，與材料的橫截面積大小成反比。與材料電阻率成正比，并有如下公式：R=LS，又因為銅棒的直徑為d，所以R=4Ld2；式中R為電阻，L為接入電路的電阻絲的長度，d為絲線的直徑，因此可得電阻率的測量方法：=d24LR實驗中只要測出接入銅棒的電阻，長度以及直徑，便可以確定電阻率。最終的數(shù)據(jù)處理要用到一元線性回歸法。

11、已知電阻的計算公式為R=l/S。令x=l，y=R,并設(shè)一元線性回歸方程y=a+bx,其中b=/S。由一元線性回歸法的計算公式b= , 可求出b，進(jìn)而求得電阻率=b*S。三、儀器設(shè)備QJ19型單雙電橋，F(xiàn)MA型電子檢流計，滑線變阻器（48, 2.5A），換向開關(guān)，直流穩(wěn)壓電源（03A），四端鈕標(biāo)準(zhǔn)電阻（0.001），待測低電阻（銅桿），電流表（03A），數(shù)顯卡尺。四、實驗內(nèi)容1、檢查實驗儀器并作相應(yīng)的準(zhǔn)備工作。（1）檢查儀器數(shù)目是否足夠，有無缺失；（2）檢查儀器有無明顯損壞，能否正常使用；（3）將有開關(guān)的儀器均調(diào)至關(guān)閉狀態(tài)，滑線變阻器調(diào)至電阻最大處，電源點擊檔至15V處。2、參照如圖5所示的電路

12、圖，正確連接電路。調(diào)節(jié)R1R2為某一定值。打開電源開關(guān)，合上S，調(diào)節(jié)Rp使電流表指示為1A，打開電子檢流計，調(diào)零并預(yù)熱一段時間。3、將電阻Rp撥至估計值，調(diào)節(jié)Rp使電流表示數(shù)為1A左右。4、先將單雙電橋調(diào)至粗測狀態(tài)，即躍接粗調(diào)開關(guān)，調(diào)節(jié)R3和R4至電子檢流計示數(shù)為零。5、讀取QJ19型單雙電橋的示數(shù)并做記錄。6、然后躍接細(xì)調(diào)開關(guān)，調(diào)節(jié)R3和R4電子檢流計示數(shù)為零，重復(fù)第5步操作。7調(diào)節(jié)開關(guān)改變電流至相反方向，重復(fù)4,5,6三步操作。8、改變接入的銅絲長度，重復(fù)4,5,6,7四步操作。共獲得五組數(shù)據(jù)。9、測量銅絲直徑：在銅桿的4個不同位置分別測量，記下測量結(jié)果。10、測量結(jié)束，整理實驗儀器，并進(jìn)

13、行數(shù)據(jù)處理。實驗儀器電路圖如下：圖 5五、數(shù)據(jù)處理1、原始數(shù)據(jù)記錄原始數(shù)據(jù)列表如下：（1）電阻相關(guān)數(shù)據(jù)：表一i所測項目12345678銅桿長度L（mm）5010015020025030035038028.5257.1186.22116.94144.87175.55204.99225.5530.5160.6190.83122.76150.37181.87212.61231.5429.51558.8688.525119.85147.81178.65208.8228.545（2）銅桿直徑相關(guān)數(shù)據(jù)：表二12345678銅桿直徑di（mm）4.024.004.024.003.973.944.004.01

14、R1=R2=100 RN=0.001 儀=0.03mm2、對數(shù)據(jù)進(jìn)行線性回歸處理（1）由表二可得銅桿直徑D平均=4.02+4.00+4.02+4.00+3.97+3.94+4.00+4.018=3.995mm由公式RX=4Ld2可知=d24LRX又知道 RX=RNR1R3那么R3=4LR1d2RN由線性回歸可設(shè)R3=y，L=x，由此公式R3=4LR1d2RN可以化為y=bxixi（10-3m）xi2（10-6m2）yi（）xiyi（10-3）yi2（2）150250029.5151475.75871.1421001000058.8658863464.5031502250088.52513278

15、.757836.68420040000119.252397014364.02525062500147.8136152.521847.80630090000 178.6553595 31915.227350122500208.87308043517.448380144400228.54586847.152232.82列出處理數(shù)據(jù)表如下表：表三由表三數(shù)據(jù)可以算得：x=i=18xi8=222.50mm=0.22250m y=i=18yi8=132.57x2=i=18xi28=0.061800m2 y2=i=18yi28=22016xy=i=18xiyi8=33885m易知b=xy-xyx2-x2 =

16、1.6636X106=0.99929R3與L高度線性相關(guān)即RX與L高度線性相關(guān)P=d24b=7.6294x10-5·mm3、不確定度的計算（1）計算直徑d的不確定度d的不確定度由兩部分組成，一個是A類統(tǒng)計誤差不確定度和B類儀器誤差不確定度組成A類不確定度的計算：=0.0115mmB類不確定度的計算：銅桿直徑d的不確定度為：=2.07735x10-5m（2）計算線性回歸回歸系數(shù)b的不確定度為：=4.87x103（3）合成不確定度為：=bb2+d(d)2=d24(b)2+bd2(d)2代入數(shù)據(jù)：=px7.525×10-3m=5.741x10-10最后結(jié)果表示成：±p=

17、（7.63+0.06）×10-8m六、誤差分析由討論及查閱資料，我們總結(jié)出這次實驗的誤差主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）銅桿有效接入長度的測量誤差所引起的實驗誤差在本實驗中，測量銅桿的有效接入長度是通過銅桿架上自帶的刻度尺進(jìn)行測量的，而且通過肉眼判斷鱷魚夾的中線從而讀數(shù)，由于判斷準(zhǔn)確度不高的原因，這樣測量的誤差很大，會給結(jié)果造成一定的誤差?？梢灾溃~桿有效接入長度的測量誤差可以達(dá)到，此時產(chǎn)生的的測量誤差（設(shè)銅桿的電阻分布呈線性），則有由上式可知，在測量過程中產(chǎn)生的最大誤差達(dá)到4%，而當(dāng)銅桿有效接入長度逐漸增大的過程中，最大誤差在逐漸減小，考慮到測量誤差的波動性，這些誤差將對整個實驗結(jié)

18、果造成不大卻不可以忽視的誤差（2）兩端的接觸電壓和附加電阻所引起的誤差。在本實驗中，它說明的是與、關(guān)系，而實際上的關(guān)系為，為導(dǎo)線的電阻，為接觸電阻。由查閱資料可知，此時由此產(chǎn)生的誤差表示為，由公式可以得出下表關(guān)系：0.010.11101001010.1由上表可以看出，當(dāng)測量電阻很小時（例如為0.01時）此時產(chǎn)生的誤差較大，而從測量結(jié)果來看，我們測量的銅桿的接入電阻都大于30，由此產(chǎn)生的誤差不會超過0.05%，則此部分誤差可以忽略。大事需要注意的是在實驗過程中，實驗操作者應(yīng)盡量是用縮短所用導(dǎo)線長度，并用鱷魚夾夾緊銅桿，以此來減小導(dǎo)線電阻與接觸電阻所帶來的實驗誤差。（3）開爾文電橋消除附加電阻對測

19、量結(jié)果影響、開爾文電橋消除附加電阻對測量結(jié)果影響的原理在測量低電阻,特別是阻值在1以下的電阻時，必須考慮到接觸電阻和導(dǎo)線電阻等附加電阻所帶來的影響。接觸電阻與接觸的表面積、表面形狀和清潔程度有關(guān)，不易定量計算出來，大小一般在10-2左右，不小于10-4，對于一個1的電阻來說，它占0.01%，但對一個數(shù)量級為10-3的電阻它卻占10%以，對導(dǎo)線電阻的影響可作類似的分析。所以測量低電阻時必須考慮附加電阻的影響。用單電橋測量小電阻時，為減小附加電阻的影響，可設(shè)想將被測小電阻及與之比較的標(biāo)準(zhǔn)電阻都分別引出四個接線端，并將串聯(lián)于電源支路端。由此，得到開爾文電橋如圖所示。在線路中，電橋各臂的電阻用R1、R

20、2、R3、R4、RN和RX表示，接線電阻和接觸電阻則用r1、r2、r3、 r4、 r5、 r6 、r7和r8表示，r為RN和RX間的總電阻。電路與單電橋不同之處在于，除對Rx、RN采用了四接點接法外，在電流計支路附加了兩個大電阻R3和R4，而電阻R1、R2、R3和R4比Rx、RN及附加電阻r3、 r4、r7和r8大得多，在回路中流過的電流I1、I2遠(yuǎn)小于I3。當(dāng)電橋平衡時，通過檢流計的電流Ig=0。，于是有：I3RX+I2(R4+r7)=I1(R1+r4); I3RN+I2(R2+r8)=I1(R3+r3); I2(RN+RX+r5+r6)=(I3-I2)r解得：對上式可作如下討論:(1)、由

21、于，所以r3、r4、r7、r8可以忽略不計，于是有：(2)、若使,且保持整個測量過程中不變，則,測得的Rx已消除了附加電阻的影響。、引起測量誤差的主要原因1、從以上討論知，采用開爾文電橋測低電阻可將附加電阻引起的誤差減至最小.但同時也應(yīng)看到，在上述分析中，忽略4個附加電阻的條件是可行的。實際上，對于不同的待測電阻，當(dāng)選擇不同倍率即改變，即使采用聯(lián)動調(diào)節(jié)也不可能使與疊完全相等，當(dāng)待測電阻較小如10-2數(shù)量級時，為提高測量準(zhǔn)確度，可取比率小于1，,例如可取比率為0.001，則上述誤差項變?yōu)?顯然，為避免產(chǎn)生較大的誤差，在接入待測電阻時，應(yīng)用干凈的粗銅線聯(lián)接好，保證附加電阻r較小，一般被測電阻至電橋

22、連接導(dǎo)線的附加電阻應(yīng)小于0.01。2、在滿足上述因素后，電橋測量的準(zhǔn)確度主要取決于其靈敏度.電橋靈敏度取決于檢流計的靈敏度、電源電壓及電橋本身的結(jié)構(gòu).檢流計給定后，電源電壓又不可以任意升高，因此，對電橋本身的結(jié)構(gòu)也應(yīng)有考慮。依據(jù)與單臂電橋靈敏度類似的定義，可以推導(dǎo)出，當(dāng)其它因素固定的條件下，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電阻RN與待測電阻RX有同一數(shù)量級，最好滿足時，電橋靈敏度最高。（4）由電橋靈敏度引起的誤差電橋靈敏度的定義： 在電橋測量中，需要用到檢流計，檢流計有其靈敏度Sg，其定義為Sg=nIg作為整個儀器，電橋也有靈敏度，電橋靈敏度有絕對靈敏度和相對靈敏度之分，絕對靈敏度表示為SL=nRi其中，n為電橋平衡時

23、某一橋臂電阻Ri改變Ri后，所引起的檢流計讀數(shù)格的變化量。電橋的相對靈敏度表示為S=nRiRi=RinRi可見電橋的絕對靈敏度和相對靈敏度之間并無本質(zhì)的區(qū)別，在研究中經(jīng)常使用電橋的相對靈敏度作為研究對象。上圖所示的電路將雙電橋轉(zhuǎn)換為等效的惠斯通電橋，應(yīng)用惠斯通電橋的靈敏度公式，可將雙電橋靈敏度S表示如下：在對靈敏度進(jìn)行估算時，可以略去分母中的、和，略去、支路中的電流，并利用關(guān)系式，則上式化簡為：可見，雙電橋的靈敏度可以分成兩部分，其中為檢流計的靈敏度，為電路靈敏度，兩者是獨立的，增大其中一個不受另一個的約束，這就是電橋線路的優(yōu)點。由靈敏度定義，用實驗測定雙電橋靈敏度時，實驗中的、分別用量、代替

24、，。用公式估算結(jié)果與與實驗值基本符合。七、實驗經(jīng)驗教訓(xùn)及注意事項（1）實驗過程中注意事項1. 要將短而粗的導(dǎo)線接在RN與RX之間，以減小實驗誤差。2. 為了保護(hù)檢流計，每次都應(yīng)該先粗調(diào)再細(xì)調(diào)，并采用躍接的方法。3. 基于實驗原理的需要，要盡量減小跨線電阻，所以連接待測電阻與標(biāo)準(zhǔn)電阻的應(yīng)該是短而粗的適當(dāng)材料的導(dǎo)線4. 要保持每個接線端的清潔和良好接觸。5. 每次重復(fù)測量R值時，要將保護(hù)電阻放到最大，以保護(hù)檢流計，防止被打壞。6. 實驗過程中，電阻值會隨著溫度的升高而增大，所以通電時間不能過長。7. 使用鱷魚夾在銅桿上取長度時，不能滑動，否則造成接觸電阻變大，使得實驗誤差增大。8. 如何快速將檢流

25、計調(diào)節(jié)到零？要使得檢流計為零，需要調(diào)節(jié)R阻值的大小，應(yīng)該依據(jù)從大到小的原則調(diào)節(jié)，當(dāng)在每個檔位的某個阻值使得檢流計正向偏轉(zhuǎn)，增大一個數(shù)值則逆向偏轉(zhuǎn)，則取得較小阻值，依次向下進(jìn)行。 （2）故障分析、電路連接無誤,按下K1或K2,改變R1的阻值,檢流計無任何反應(yīng)。故障分析:電路無工作電流或檢流計未真正接入電橋。故障排除:1)按下穩(wěn)壓電源的“電壓/電流”按鍵,若顯示電流為零,則E RNRxRh回路中有斷路,可懷疑導(dǎo)線接頭虛接或有導(dǎo)線不導(dǎo)電,應(yīng)接緊各處導(dǎo)線接頭或更換導(dǎo)電性能良好的導(dǎo)線。2)如按下穩(wěn)壓電源“電壓/電流”按鍵,若顯示電流正常,則可懷疑檢流計接入電橋的導(dǎo)線虛接或不導(dǎo)電,應(yīng)接緊或更換此處導(dǎo)線。、

26、按下K1,檢流計指針偏轉(zhuǎn),無論如何調(diào)節(jié)R1,都不能使指針回到零點。故障分析:電路左右兩部分對稱性被破壞,實質(zhì)上已不是雙臂電橋,無論如何調(diào)節(jié)R1,電路都無法達(dá)到平衡。故障排除:1)E RN-Rx-Rh回路若按下圖順序連接則RN和Rx與電橋面板并聯(lián)的兩組粗導(dǎo)線不可交叉連接(因電橋面板內(nèi)部的電路結(jié)構(gòu)已完全固定)， 若有其中一組交叉連接，將導(dǎo)致電路本質(zhì)發(fā)生變化,如下圖(可考慮r=0)，C、D兩點始終有電勢差，總有電流流入檢流計,檢流計指針無法回到零點。應(yīng)檢查電路并將交叉連接的導(dǎo)線交換接線端(若恰好兩組粗導(dǎo)線同時交叉連接,則電橋電路仍正常)。 2)若RN和Rx與電橋面板并聯(lián)的兩組粗導(dǎo)線均沒交叉連接，則應(yīng)

27、檢查E -RN-Rx-Rh回路是否按上第二圖順序連接。若回路沒有順序連接,該故障現(xiàn)象、原理和上述1)相同,應(yīng)使E RN-Rx-Rh回路嚴(yán)格按上兩圖順序連接。3)電路連接無誤,按下K1,R1=0時檢流計指針有較大偏轉(zhuǎn),增大R1,檢流計指針偏轉(zhuǎn)角度增大。可懷疑標(biāo)準(zhǔn)電阻RN與電橋面板連接的導(dǎo)線虛接或?qū)Ь€不導(dǎo)電，應(yīng)接緊該處導(dǎo)線或更換導(dǎo)電性能良好的導(dǎo)線。4)電路連接無誤，按下K1,R1=0時檢流計指針有較大偏轉(zhuǎn)，增大R1,檢流計指針偏轉(zhuǎn)角度減小，但始終無法回零。可懷疑待測電阻與Rx電橋面板連接的導(dǎo)線虛接或?qū)Ь€不導(dǎo)電,應(yīng)接緊該處導(dǎo)線或更換導(dǎo)電性能良好的導(dǎo)線。、測量的R1值與粗細(xì)均勻的金屬絲的長度呈線性反比

28、關(guān)系。故障分析：電橋?qū)ΨQ且可達(dá)到平衡,標(biāo)準(zhǔn)電阻RN和待測電阻Rx接入電橋時錯位。故障排除：可將接錯的RN和Rx調(diào)整位置,并重新測量;或根據(jù)實際電路推導(dǎo)正確的公式,即使用公式可計算得正確結(jié)果。、測量的R1值正比于粗細(xì)均勻的金屬絲的長度,但無明顯的線性關(guān)系。故障分析：檢流計使用過程中更換靈敏度擋沒有調(diào)零。故障排除：每次更換檢流計靈敏度,都必須先調(diào)零。八、實驗改進(jìn)通經(jīng)過我們倆的深入討論，得出一個結(jié)論實驗是對一系列數(shù)據(jù)的測量和計算。故我們認(rèn)為實驗改進(jìn)的主要在于數(shù)據(jù)的測量方面，只要能把測量的數(shù)據(jù)進(jìn)一步精確，我們實驗測得結(jié)果在正確的計算下，一定會更加準(zhǔn)確。這樣就可以進(jìn)一步減小實驗的誤差，提高實驗的準(zhǔn)確度。

29、具體的改進(jìn)方案如下：1、測量方法的改進(jìn)針對電阻值與銅桿長度的圖像分析，由于長度測量不準(zhǔn)確帶來了很大的誤差，如果使用鱷魚夾，粗略的測量兩個鱷魚夾中心之間的距離，則會使得長度的測量帶來10%級別的誤差。那么，我們可以通過改進(jìn)測量方法來更加準(zhǔn)確的測量銅桿的長度。主要方法有二。一：可以通過測量兩個鱷魚夾外緣的距離L1和內(nèi)緣的距離L2，然后取平均數(shù)作為長度的測量值，更加準(zhǔn)確，使得電阻值與銅桿長度線性更加明顯。 二：可以更替鱷魚夾，用更加精確的架子，例如用繩索夾，或者更加細(xì)的夾子。這樣可以使得讀數(shù)更加精確，減小人為的測量誤差。2通過提高雙電橋靈敏度減小實驗誤差提高雙電橋靈敏度可以采取以下措施：、選用靈敏度

30、高，內(nèi)阻小的電流計以滿足測量精確度的要求，但靈敏度過高會使電橋平衡調(diào)節(jié)困難且易受外界干擾、提高電源電壓（即增大工作電流）。在精密測量時，要求對應(yīng)不同的被測電阻調(diào)整電壓以提高靈敏度，但工作電流的增加必須與橋路的電阻的額定功率相適應(yīng)，此外增大電流也會增加電源負(fù)擔(dān)。、靈敏度與橋臂電阻相關(guān)。與惠斯通電橋不同的是檢流計支路中串聯(lián)了一個電阻，使靈敏度降低，的數(shù)值取決于橋臂電阻值，為了減小電壓接頭接觸電阻的影響，要求橋臂電阻足夠大，但橋臂電阻的增大勢必導(dǎo)致靈敏度下降，一般橋臂電阻取在范圍內(nèi)、在公式中略去了、，即認(rèn)為、的電流接頭之間的接觸、接線電阻可以忽略，這一點在制造電橋時已經(jīng)得到滿足。實驗中電阻R采用了一

31、個短而粗的銅棒，一般要求R的數(shù)量級和、的數(shù)量級接近。3通過改變承載導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)減小實驗誤差在實驗過程中發(fā)現(xiàn)許多銅棒在多次實驗后都已經(jīng)變得彎曲，這樣帶來的后果就是當(dāng)用游標(biāo)卡尺測量接入的作為被測電阻的銅棒的長度時，由于測量方位的限制，卡尺只能得到兩個導(dǎo)線夾之間的直線距離，如果中間的銅棒是彎曲的，就會導(dǎo)致測量長度較實際長度偏小。為了改善這種狀況，設(shè)想，可以將銅棒的載體改成一個鏤空的絕緣的軌道，將這個導(dǎo)體棒筆直的鑲嵌進(jìn)去。考慮到實際用卡尺也不好準(zhǔn)確測量導(dǎo)線夾的距離，所以可以將載體和游標(biāo)結(jié)合，實現(xiàn)卡尺與導(dǎo)線夾的聯(lián)動。還有，考慮到需要在接觸的地方留有一定的散熱空間，所以方案中在考慮通過嵌入軌道使銅棒一直保持

32、筆直時，還要使軌道部分鏤空，以減小對散熱的影響。九、感想與收獲 俗語說，說的容易做的難。這句話在我做完每一個實驗之后都有深刻的體會。有些東西雖然書上寫的很詳細(xì)，但是到了實際要去做的實驗，你會發(fā)現(xiàn)很多困難是在書本上沒有的。在這次實驗中尤其深有感觸。 在做實驗之前，我對這個實驗進(jìn)行了詳細(xì)的預(yù)習(xí)，對實驗的的原理加深了了解，并對電學(xué)實驗中的零示法有了初步認(rèn)識。通過本次實驗，我基本掌握了雙電橋測低電阻的方法，學(xué)會了QJ19型單雙電橋的使用方法，熟練的掌握了游標(biāo)卡尺的使用。在預(yù)習(xí)的時候，我發(fā)現(xiàn)實驗誤差分析中，其中一個導(dǎo)線接觸點的電阻讓我記憶深刻。以前認(rèn)為電學(xué)實驗中導(dǎo)線、接點等處的電阻都很小，差不多是可以忽略不計的，所以我從來沒有考慮過消除這些電阻引起的誤差（在以前的實驗中因為導(dǎo)線、接點的電阻相對于被測量來說很小，確實可以忽略不計），但是在測量低電阻時，這些線路電阻的大小就可以對實驗的精確導(dǎo)致相當(dāng)?shù)恼`差，不能忽略了。然而開爾文電橋的消除導(dǎo)線電阻的方法就解決了這個問題。實驗設(shè)計者的縝密的思維和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目紤]使得他在設(shè)計整個實驗的時候，考慮到了各種引起實驗誤差的因素（溫度、接觸電阻、導(dǎo)線電阻），并認(rèn)識到了這些實驗誤差對整個實驗的最后結(jié)果影響程度的