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直流电路设计实验报告

02-07

实验结果

1. 将微安表改装成多量程电流表

(1) 用电桥测A表内阻

数据记录： 比率臂：C=1 测量阻值：2150 灵敏阈：4 0.2分格 等级：0.2 数据处理：

基本误差极限：Elim(%)(CR500C)(0.2%)(2150500)4.96 灵敏阈：s0.2CR/d0.214/0.24.00

测量结果不确定度：Rx

6.64 

故用惠斯通电桥测量电阻结果为：RxRRx(21507)

(2) 用数字电压表测实际电流：

实验数据记录：

不确定度计算：

u0.05%u0.01mV0.05%94.800.010.0574mV

R0.1%R0.005(N1)0.1%10000.005(51)1.03

Im0.0012A ImImIm0.0012100.50.00120.1160A

满偏电流的数值为: Im(94.800.12)A

(3) 根据IM，Ri的值估计R1，R2的大小

由预习内容：R1

IMRi

3

10(10IM)

R29R1

计算得R122.5,R2202.6

(4) 改装电表的校准

精密电阻阻值 R=160.28

精密电阻阻值 R=15.02

电流表的级别：

由上表中数据可知 无论1mA档还是10mA档在测验点最大相对误差都没有超过1.5% 故改装后的电流表符合1.5级标准

判断检验电流表等级的测量装置是否合理： R＝160.28,1mA校准

I10.115%1.5%I5

R＝15.02,10mA校准

I10.115%1.5%I5

综上所述，校准装置也是合理的

2. 用多种方法测量微安表内阻

(1) 比较法

RURiURURi

注： Ri

RRi

UR

不确定度推导：lnRilnURilnURlnR

lnRi1lnRi1

,URiURiURUR

R

iRi

UR＝0.05％UR＋0.03mv＝0.069666mv且URi＝0.05％URi＋0.03mv＝0.085345mv

Ri＝2151.58

2.51

Ri＝21523

(2) 伏安法

不确定度推导

URRlnRlnUlnIIRU0.05%U0.030.05%128.640.030.094mV

I

0.1A

R21443.90

R21444

比较法与伏安法的比较分析：

伏安法比比较法的不确定度大一些，说明比较法比伏安法更精确一些。伏安法中由于电表本身电阻的影响以及人读数的不准都使测量误差加大而比较法中电流的影响在U/R相除中可抵消，且测量的数据由数字电压表和电阻箱直接给出所以人为误差较小。

(3) 变形桥测电阻

测量时调节R使K闭合时微安表的示数不变，这时

r1Rir

 ——（1） 1即为比率臂； r2Rr2

然后调换微安表和电阻箱，同样调R使K闭合时微安表示数不变，这时

r1R'

 ——（2） r2Ri

综合（1）（2）

，可得Ri/ 测量结果如下：R=2120 R180格

R’=2420 R230/格

Ri2265.04

Ri1不确定度推导：lnRi

lnRlnR'2Ri

Rs0.2CR/d

rR'2120C1＝＝＝0.936

r2Ri2265.04

s0.20.936180＝33.69

Elim0.2%(CR500C)0.2％（0.9362120＋5000.936）＝4.90R34.05

同理可得R’的不确定度R'=43.85

RiR2265.0427.42

Ri226527

思考题

1. 用惠斯通电桥测量A表内阻时，为了使A表不超载需要降低电源电压，可以用分压电路也可以用限流电路，如果用限流电路，请估算需要多大得限流电阻？

当比率臂C=1,R1'R2'500,Ri2~3k 当平衡时,其等效电阻R0串联限流电阻R

RiR2'

1.25k 2

1.5V

7.5k,故限流电阻R限RR06.25k 2Im

2. 用电桥测A表内阻与测一般电阻更需要注意哪些问题？

首先应确保通过微安表的电流不能过大,以防烧毁表头. 其次,微安表接入电路时应保证正负正确.

3. 测微安表内阻时，微安表的示值大小对测量得准确度有无影响？

应该存在影响，当电流值过大，就会造成很大的热量，这样会改变微安表内阻的大小，准确程度会受到一定影响。

但同时也应该看到，当电流值较大时，充分利用了量程，对与准确度也应有所提高。 4. 测微安表满偏电流时为什么不采用将数字电压表并接在微安表两端的方法测量？（微安表内阻已有0.2级电桥给出）

因为有可能超过量程,微安表内阻在2k左右,而满偏电流达到100A,而数字电压表量程仅为200mV,若并接在微安表两侧可能超过量程.


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