低值电阻的测量(探究性实验报告)

低值电阻的测量

通常1Ω以下的电阻叫作低电阻。在日常生产和实践中，很多时候要对低电阻进行测量，如电线电缆20℃导体电阻、金属热处理过程中的电阻、金属焊接后电阻率的变化，电阻值在-Ω，甚至更小。因测量电路中总是存在接触电阻和导线电阻，其数量级有时和被测电阻相同,甚至高于被测电阻，所以会对测量结果造成很大影响，甚至使测量结果完全失去正确性。四引线法较好地避免了接触电阻和导线电阻的影响，因此用以下三种方法中测量低电阻时都要采用四引线法。

四引线法体现在标准电阻与待测电阻的接线柱上，中间两接线柱为电压接触端，外侧两接线柱为电流接触端。

一、电位差计测量低电阻

1.1实验器材：电位差计直流稳压电源标准电阻滑动变阻器待测电阻若干导线标准电池（U=1.0186V）

1.2实验原理：

测量电阻时，可按图1.1的线路接线（直流稳压电源一般取用1.5V左右的电压值）。为了减少测量误差，所选用标准电阻R的数值，尽可能接近被测电阻R的数值，利用变阻器调节被测电路中的电流，使其小于电阻的额定负荷，分别测得标准电阻R上的电压降U和被测电阻上的电压降U，按下列公式计算得：

R= （R_N=1Ω）

图1

1.3测量数据

测出的三种不同数量级低电阻的数据如下：

表1.1

表1.2

表1.3

1.4测量数据分析：用电位差计法在测量第一种待测电阻时误差比较小，而在测量后两种待测电阻时误差比较大。即当待测低电阻与标准电阻相近时用电位差计法较准确，当待测低电阻与标准电阻差距较大时用电位差计法测量待测电阻时会产生较大误差。所以，用电位差计法测量低电阻有一定局限性。

二、双“单电桥”法（甲）

2.1实验器材：标准电阻箱（两个）检流计标准电阻单刀双掷开关一个直流稳压电源导线若干待测电阻

2.2测量原理：

电桥是一种用比较法进行测量的仪器，用检流计作为平衡指示仪判断电流有无，不需提供读数，具有较高的灵敏度，测量电阻准确度高。用单臂电桥测量中值电阻时，忽略线路中接触电阻和导线电阻，测量准确。若用它来测量低值电

阻，误差就会较大。采用两个单电桥交替测量，被测电阻和标准电阻均采用四引线接法，也能准确测量低电阻，即双“单电桥”法。如图2所示（直流稳压电源一般取用1.5V左右的电压值）：

图2

其中为标准电阻，为被测电阻，、为电阻箱。G为检流计，r为接触电阻和连线电阻，S为一个单刀双掷式开关。

开关拨到右边（的电压接头），调节、，使检流计指针为零。将记作，记作，根据电桥平衡条件有：

当开关拨向左边（的电压接头）时，调节、，使检流计指针为零。将记作，记作，同样有：

根据以上两式，可得：

（2.1）

（2.2）

由（2.1）求得待测电阻，而从(2.2)可以求出接触电阻和导线电阻。

2.3测量数据：

表2.1

表2.2

表2.3

三、双“单电桥”法（乙）

3.1 实验器材：电阻箱（两个）、检流计、标准电阻、单刀双掷开关3个、直流稳压电源、导线若干、待测电阻。

3.2实验原理：

测量电路如图3所示（直流稳压电源一般取用1.5V左右的电压值）：

图3

当三键皆拨向右，并使G显示平衡时，记作,则

当三键皆拨向左，并使G显示平衡时，记作则

由以上两式可解得，

在实际测量中中，令则

3.3测量数据：

表3.1

表3.2

表3.3

操作心得:

在实验中对第3个待测电阻进行理论值鉴定时，最好选取实验室提供的标准导线，避免使用自裁导线，以防引入较大误差。

在双“单电桥”法的甲、乙两实验中，由于两个电阻箱在不同情况下“身份”是在改变的，因此，我们可以制作小标签将两个电阻箱在不同情况下的“身份安排”标出，贴在电阻箱上。防止出现数据记录错误。

总结:

在本实验中我们提出了三种测量低电阻的方法，并且用三种方法对三种不同数量级的电阻进行了测量。测量结果验证了三种方法的正确性和可行性，可见电位差计法、双“单电桥”法都能够用于测量低电阻。通过结果比较可以看出，电位差计法的测量误差较大，其它两种方法误差较小。双“单电桥”法原理简单，操作简单，测量精度高，测量准确性好。

第二篇：伏安法测量线性电阻阻值(设计性)实验报告[1]

物理实验报告（仅供参考）

姓名：专业：班级：学号：

实验日期： 20##-9-26下午实验教室： 5206 指导教师：

【实验名称】 伏安法测线性电阻阻值（设计性）

【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

【实验要求】

1.若要求电阻的测量误差,应如何选择仪器和确定最佳测量条件?

2.对你所用仪器来说,两种接线方法(即内接法和外接法)其电表内阻给测量引起的系统误差各为多少?你采用哪一种方法?是否必须修正才能满足实验要求的?

3.设计并绘出适当的线路图(图中标仪器规格,元件参数);

4.写出测量步骤设计好数据记录表格.

5.提出数据处理和误差估算方法.

【仪器和用具】(根据设计需要选择)

1.待测电阻两个()

2.直流稳压电源一台

3.滑线变阻器（500一只；23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)一只

5.电流表:(0-50-100mA,0.5级,表头压降90mV)一只，(0-150-300A,0.5级,表头压降177mV)一只

6.开关数个,导线若干.

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：，通过测量电阻两端的电压，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。通过伏安法测量线性电阻的阻值，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：

①根据间接测量误差传递公式：。

假设电阻R_X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：

对于电表这类的示值类的仪器，。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，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：