《設(shè)計實驗電路測定微安表內(nèi)阻》設(shè)計舉例1

微安表內(nèi)阻的測定邱翠花紅河學(xué)院08物理一班(200802050102)摘要:微安表內(nèi)阻測定的測定有很多種方法，在此試驗中分別運用了半偏法、替代法、電橋法來測量微安表內(nèi)阻。并對測量結(jié)果進行比較來分析哪種方法相對來說比較精確。關(guān)鍵詞：微安表、半偏法、替代法、電橋法引言：測定微安表內(nèi)阻的方法有很多種，例如：伏安法、替代法、半偏法、電橋法等等。但每種方法都會存在很多誤差，來自電阻箱的、電流表的和多次測量造成的等等。就這些問題我們要設(shè)法避免或減小來提高試驗中的準(zhǔn)確度。實驗?zāi)康模?.提高電學(xué)實驗的操作能力；2.比較、熟悉三種(半偏法、替代法、電橋法)相關(guān)操作；3準(zhǔn)確測出微安表的內(nèi)阻。實驗儀器：微安表、標(biāo)準(zhǔn)電流表、電源、滑動變阻器、QJ-23型箱式直流電橋、電阻箱、導(dǎo)線、開關(guān)。實驗原理圖一1替代法測微安表內(nèi)阻替代法的實驗原理圖見圖一，其中Rg為表頭內(nèi)阻，uA為高精度的標(biāo)準(zhǔn)微安表。測量時，先閉合K1,將K2置于1處，調(diào)節(jié)R使被測表頭在某較大示值處（注：被測表頭的指針不能超過量程），記錄標(biāo)準(zhǔn)表的記數(shù)I；然后將K2置于2處，保持R1不變，調(diào)節(jié)R2,使標(biāo)準(zhǔn)表指在原來位置上，則有R2二Rg。2半偏法測微安表內(nèi)阻圖3如右圖所示，偉微安表內(nèi)阻，為電阻箱，為標(biāo)準(zhǔn)微安表。通過觀察G表的示值來控制主干路電流使其在整個測量中保持不變，測量時：（1）將滑線變阻器R至于安全輸出狀態(tài)，閉合緩慢調(diào)整使得測微安表滿偏，在此過程中保持標(biāo)準(zhǔn)電流表讀數(shù)不變。此時，3.電橋法測微安表內(nèi)阻QJ-23型電橋是目前應(yīng)用最廣泛的一種商品電橋。圖8-4它的原理如右圖所示，其中凡和 一及3作為比例臂，比作為比較臂。改變C點位置可以改變的比值。當(dāng)選擇開關(guān)C與“101”位置相連時，則有R2_ 0.999+8.902481.009后-409J)9x2+71.009+8.902+0,9990.10000若取此=0.10000時，則g的精確度可達萬分之一，與c在“10”位置幾乎相同。然而比的精確度較&低一個量級。所以此時凡的系統(tǒng)誤差主要取決于比而不是峪,由圖可知比有四個可變的標(biāo)準(zhǔn)電阻相互串聯(lián)總電阻可達9999Q本儀器適用于測量1到9999000范圍內(nèi)的電阻，準(zhǔn)確度為±0-2%電源電壓為4.5V儀器面板元件安置如圖所示，右上角四個讀數(shù)就是用,右下角直接接比的兩個端鈕和接通檢流計G接通電源B的兩只按鈕（如需長時間接通，可再按下后沿順時針即可鎖?。?。中上部分是比例臂的選擇開關(guān)，也稱作倍率旋鈕，他的下面就是檢流計，左面由上往下分別是“+、-、內(nèi)、G、外”五個按鈕，“+、-”為外接電源的輸入端鈕“內(nèi)、G、外”為檢流計選擇端鈕，當(dāng)"G”和“內(nèi)”有短路片連接時，則在G和“外”間需外接檢流計，在“G”和“外”短接時本儀器內(nèi)附的檢流計已經(jīng)接入橋路中。ooeaaooOQooeaaooOQ在試驗時，為了使被測電流表滿偏，而又不至于超出其最大量程，我們可以選擇在“十、-”之間接入一電阻箱來控制電流，使得流入電路的電流等于待測電流表的最大量程。因為工QO0Q所以比例取為0.1,調(diào)節(jié)電橋上的電阻'使得檢流計指針為0,此時0.1此=0實驗數(shù)據(jù)及其處理1半偏法側(cè)微安表內(nèi)阻、次122345R590.0O590.3O590.0O590.5O590.0O左偏格產(chǎn)，530.2530.2530.3530.5c530.2A右偏格LL653.0a653.0Q4上653.0Q653.2Q653.0QR=590.36您用=532.38。;曰二653.04Q&-g(開+方)-592.71不確定度的計算:0」％x59271以m(G= ￡ =034G=0.27Q則不確定度與(4)=瓜欣)F.了,有；瓦千=0.470結(jié)果得：R=(592.71±0.47)02用替代法測微安表內(nèi)阻\次項、數(shù)目、12345A593.2O590.2O592.3O594.5O594.3O左偏格 畜 625.3——ft——628.4——ft——631.5——ft——630.2 ft 627.3——ft——右偏格567.5Q562.3Q563.4Q560.1Q561.5Q

R=592.90G;我二562.96口,無=62834G&—〈何+爐)—595.75C不確定度的計算尤(&-國)上 o.Si)rt(n-I)0.1%x595.75V3=0.34QV30.1%x595.75V3=0.34QV3=0.190則不確定度/?}=”舊?+%區(qū)『+甥5J'=0-90Q結(jié)果得：%-(595.75±0.90)Q3用電橋法測微安表內(nèi)阻\次12345%590.4590.0590.0590.25903左偏5格/?/0654.9652.5653.4654.1653.3右偏5格尺7。532.9531.9532￡532.5531.3R=590,180; =653.64f3iRr=532.64H4 伊+#)-592.96。相對靈敏度的計算5H—J舸—同土區(qū)―鳳)一60.7?！??=物6_K

R不確定度的計算不確定度主要來源于：電阻箱的誤差；電橋靈敏度的誤差；多次測量的差異。按所用電阻箱的標(biāo)準(zhǔn)，&A、電阻箱xlOOX100()檔為0.1級，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度(計算時取凡90G-900L1段二59000)為（&）=0,2%X90cmw?—0.IQ%（RJ=0.2%X900Q+超=1.00%（/?4）-0.2%x59（XK3+v：，3—6.8Q電阻箱引入的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為外⑷二592匹但干＞工運%=1皿? H90）［90。）15900）電橋靈敏度引入的不確定度4如伊）=（0.%目6）x592.96/E=1.4Q多次測量引入的不確定度巴（R）=G43Q合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度心如=口］記;（行；町=1.2Q結(jié)果得：--（593*0±12）0小結(jié)：（1）比較三種方法的測量結(jié)果，半偏法與電橋法結(jié)果相近與代替法結(jié)果相差較大，其原因應(yīng)該是控制電流大小的微安表引入了一定的誤差，此微安表的精確度不夠可以選用精度較高的標(biāo)準(zhǔn)微安表測量結(jié)果可能會更精確。（2）半偏法同樣存在這樣的問題，因此同樣要選擇相對登記精度高的微安表控制電流。同時在測量過程中要是電流盡量大，只要不超過電表的最大量程。（3）在運用三種方法測量時，應(yīng)保證通過微安表的電流相差不大，即盡量滿偏。這樣可使被測表引入的誤差大大減小。參考文獻：[1]王華等大學(xué)物理實驗[M].華南理工大學(xué)出版社，2008.2[2]朱鶴年.物理實驗研究川].清華大學(xué)出