伏安法测电阻阻值(实验一)

实验一 【实验名称】 伏安法测电阻阻值 【实验目的】

1. 学会简单的电路设计；明确如何选择仪器和确定最佳测量条件. 2. 学会分析实验中的系统误差,掌握其修正方法. 【实验环境】

1.待测电阻两个(RX115;RX110K) 2.直流稳压电源一台

3.滑线变阻器（500,1.3A一只；23,3A一只；140，1A一只）

4.电压表:(0-2.5-5-10V,0.2级,电压灵敏度333.3/V)一只,(0-1.5-3V,0.5级,电压灵敏度200/V)一只 5.电流表:(0-50-100mA,0.5级,表头压降90mV)一只，(0-150-300A,0.5级,表头压降177mV)一只 6.开关数个,导线若干. 【实验原理与方法】

1、实验原理：本实验要求用伏安法测量线性电阻的阻值，其实验原理是欧姆定律即：R两端的电压，以及流过电阻的电流，根据欧姆定律计算得到电阻的值。

2、设计要求：用伏安法测量线性电阻的阻值的相对误差要不超过1.5％，即ER

VI

VI

，通过测量电阻

RxRx

1.5%。通过伏安法

测量线性电阻的阻值R，是间接测量，需要通过间接测量误差的传递公式而合成，据此：

RxRx

II

VV

①根据间接测量误差传递公式：ER

1.5%。

假设电阻RX的误差平均地分配到V、I分误差上（误差均分原则）。 ②根据误差均分原则：

IIVV

1.5%2

0.75%



II

0.75%

VV

0.75%

对于电表这类的示值类的仪器，%

仪量程

。以上两式就是选择电流表和电压表等级的重要依据。

③选择电表：对于电表的选择，重要的两个参数就是电表的等级和量程。 因为

VV

0.75%

II

0.75%，电表在等级的选择上必须选取小于等于0.75级的。根据国标规定，电表

的等级划分为：0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0七个等级。那满足实验要求就有0.1、0.2、0.5三个等级的电表，但是在设计性实验中，选择仪器设备时还有一个节约的原则，就是：在满足条件的情况下，首先考虑选择精度最低的仪器。那么在本实验中，只有选择0.5级的电压表和电流表，在所提供选择的电压表中只有一只是0.5级的。而两只电流表都是0.5级的。还要分别对两个不同阻值的电阻的测量进行分析：

A、对于测量RX115，假设选取0.5级，1.5V的电压表，那么根据R

I1m

V1Rx1

1.515

100mA

VI

I

VR

所以测量RX1时应选择0.5级，1.5V的电压表和0.5级，100mA的电流表作为测量仪器。 B、对于测量RX210K，同理可以得到I2m

V2Rx2



310000

300A

所以测量RX2时应选择0.5级，3V的电压表和0.5级，300uA的电流表作为测量仪器。

④判断电流表的接法：

对于伏安法测线性电阻阻值，电表的接法主要是指电流表在电路中内接还是外接。一般有两种判断方法：

Rx，电流表外接，如图1

＜Rx，电流表内接，如图2所示； A、 对于测量RX115，根据所选的电表：

RV2001.5300，RA90/1000.9

16.43

所以测量RX115时，电流表采用外接。 B、 对于测量RX210K，根据所选的电表：

RV2003600，RA177/0.3590

594

所以测量RX210K时，电流表采用内接。 ⑤、确定最佳测量条件：

使用的仪器选、电路的接线方式确定后，应选取最佳的测量范围。确定最佳测量范围的原则是： 1、电表不能超过满量程。

2、电表使用低于满量程时，由电表引起的测量相对误差应满足要求

V仪量程

UU

II

0.75%

A、对于测量RX115，选取0.5级，1.5V的电压表，因为

V仪0.75%

0.75%0.75%

%, V仪量程%0.75% ，又

V测



1V，可得电压表的最佳测量范围为：1VV测1.5V,同理毫安表的最佳测量范

围为：66.7mAI100mA（在此条件内都能满足误差要求） B、对于测量RX210K，同理根据上例可得出

电压表的最佳测量范围为：2VU3V 电流表的最佳测量范围为：200AI300A

⑥、计算公式的修正：

A、对于测量RX115，我们采取电流表外接的接线电路。

Rx1

VI

VRV

B、对于测量RX210K，我们采取电流表内接的接线电路。

Rx2

VIRA

【注意事项】

1. 在最佳测量范围内采用多点测量法，且各点均匀。 2. 按照要求接好线路，检查无误后方能通电。 【数据记录】

A、对于测量RX115 RV300

B、对于测量RX210K RA590

V(v)

I(A)

Rx2()

2.00198

2.10208

2.20218

2.30228

2.40239

2.502509410

2.60258

2.70269

2.80278

2.90289

3.00298

9506.29501.79497.79451.8

9470.58

9487.59447.29481.99444.69477.1

Rx2

()

35.572831.162127.1383

18.74

60.58116.938423.406311.361425.97896.5331

Rx2()

Rx2

注意：

25.7412

1、 一定要用修正公式进行计算，得到Rx的值。

2、 可能有一些测量点不在测量范围，要舍去，用符合要求的测量点进行计算。 【数据处理】

A、对于测量RX1 ：

RX1

R

n

X1i

14.70

RX1

RX1RX1



RX1in

0.04

100%0.27% 1.5%

B、对于测量RX2 ：

RX2

R

n

X2i

9.47k

RX2

RX2RX2



RX2in

0.03k

1.5%100%0.31%

【实验结果】

A、对于测量RX1 ：

RX1RX1RX1＝14.700.04



RX1

100%＝0.28%

RX1



实验结果完全符合实验要求，说明该设计合理，操作正确，实验成功。

B、对于测量RX2 ：

RX2RX2RX2＝(9.470.03)103

RX2

100%＝0.32%

RX2



实验结果完全符合实验要求，说明该设计合理，操作正确，实验成功。