阻温度系数

阻温度系数 西京学院实验教学教案首页 实验课程 大学物理 课序 实验日期 教师 杨铜锁 一、实验名称:直流电桥测量电阻温度系数 二、实验目的、要求: 1 了解惠斯通电桥测量电阻的原理及线路组成 。 2 会正确使用电桥测量电阻。 3 用箱式电桥测量电阻 三、实验的重点、难点: 重点:学会正确使用电桥测量电阻的方法。 难点:测量误差的计算和测量结果的正确 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示。 四、器材、设备: 1、QJ—23型箱式电桥。 2、加热器,包括0—100? 水银温度计或者数字式温度计～康铜丝等,。 3、100?左右自来水。 1 五、实验原理: 如图1所示‘四个电阻R、 R 、R 、R连成四边形～称为电桥的四个臂。在四边形120x 的对角线b、d之间接有检流计G～称为电桥的“桥”。四边形的另一条对角线上接有电源E～称为电源对角线,a～c,。 图1 电桥原理 接通电源k后～线路各支路均有电流。调节电阻R使b～d两点电位相等～则通过检流0 计的电流I=0。这时我们称电桥处于平衡状态。电桥处于平衡状态时: g ? I=0 ? U= U U= U 即 IR= IR,,,IR= IR ,,, abad bcdc g1 1 2 2 1 x 2 0 有,1,～,2,式得: R/ R,R,R R,R R,R ,？, 1x20x012 ,？,式中若已知R,R～R 就可以求得R 。 R,R称为电桥的比率臂～在QJ—2320x121 -33型箱式电桥中共分为,个档～由,,到,,。QJ—23型箱式电桥R叫做电桥的比较臂～0通常有电阻箱组成。R称做电桥的待测臂。在电桥上读出了比率臂R,R～比较臂R～就x120知道了R。由于电阻箱制作精密～所以电桥测电阻精确度很高。,大大高于伏安法测电阻,。 x 六、金属丝电阻温度系数介绍 大多数金属的电阻都有随温度变化的性质～多数金属的电阻随温度的升高而增大。有如下关系式: ,2, R,R(1，,t),R，R,tt0R00R -1R～R分别是金属丝在t?和0?时的电阻值～是电阻的温度系数～单位是?。 ,t 0R 本实验中认为是常量。利用金属电阻随温度变化的性质可以制成电阻温度计来测量温,R 度。 七、实验步骤, 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 ,: 1、QJ—23型箱式电桥介绍,见图2,: -33?比率臂C= R,R共分7个档～由,,到,,～根据测量对象电阻大小选择合适档12 次～使测量数值有效数字最多,四位有效数字,。 2 图2我校实验室QJ—23型箱式电桥 ?比较臂R由四盘电阻箱组成～最大值为9999Ω～测量时各盘尽量用上。 0 ?端钮介绍:R端钮接待测电阻,G端钮外接检流计～本实验不用外接检流计～故将外x 开关搬向G,B是外接电源端钮～本实验不用外接电源～故将开关搬向B,并将箱式内,外内电桥电源插头插到电源上。 ?检流计右边有调零旋钮～测量前将检流计调零。 ?按钮B是电源开关～接通电源时将其按下～必要时可以锁住,右旋,。按钮G是检流计开关～一般应采取“跃按”～必要时可以锁住,右旋,。 -3-2?测量前最好能知道电阻的大约值～选择合适比率值～本实验应选×10或×10。 2测量固定电阻: ?将待测量电阻,铜丝探头连线,接到R接线柱上。 x ?将检流计调零。 -2?选择合适比率值,×10,。 ?比较臂大致放在R的估计值上。 x ?先后按下B～G按钮～观察检流计指针偏转方向,再先后放开G、B～判断应加大还是小比较臂电阻。若指针向“十”方向偏转～则应加大比较臂电阻～反之～则应减小比较臂电阻,若指针偏转角度很大～则改变高位数的比较臂电阻～反之～则应改变低位数的比较臂电阻。 ?(调整比较臂电阻～直到捡流计指零为止。此时按下与松开G按扭指针都不动～电桥才算达到平衡。记下比率臂的倍率及比较臂的数值。 ?将测量结果记入下表: 指导教师签字 比率臂 比较臂 测量臂 0(01 5823 58(23 3 3、数字处理 ?电桥灵敏度: 测量中～电桥平衡与否是通过捡流计有无偏转来判断的。使用的张丝式 -7-8指针检流计～指针每偏转一格～相应的电流为10A 。所以～当通过它的电流小于10A时～指针的偏转就小于0.1格～我们的眼睛就无法察觉出来。因此～检流计本身的灵敏度直接影响了电桥的灵敏度。当电桥达到平衡时～若使其中一个桥臂的电阻R。改变一个微小量?R。～则电桥就偏离平衡～假定使捡流计偏转?n格～则电桥灵敏度定义为 ,n,n S,,，R0,R,R00 R0 测定电桥灵敏度时～根据实验的情况～式中?n可取1—5格。譬如:在上述测量中R=5823～0?n=2～?R=3 S=3882,上式中将R～?R用R～?R表示～可以证明结果相同,。 00 0xx 电桥越灵敏～所带来的测量误差也越小。由电桥灵敏度所引起待测量电阻R的误差?R为 xx ''RR,n,n11 ,R,,R,，，R,，Rxx00RRSS22 ’其个?n的大小取决于实验者的平衡电桥的熟练进度～一般取为o(5格。譬如:在上述测量中 0.5?R =。 ，58.25,0.0075(,)x3882 ?测量结果的表示:实验和理论计算都表明～影响电桥灵敏度的因素是多种多样的～如电源电压、检流汁灵敏度和内阻、桥臂的电阻值等。通常可用如下面表格表示测量结果。 电桥型号QJ23A ,编号0607206 电阻标称值/Ω 无 注释 -2比率臂读数 ×10 准确度等级指数α 0.2 见电桥内盖说明 电桥平衡时测量盘读数R/Ω 5823 四盘电阻箱值相加 平衡后将检流计调偏?d/分格 2 与?d对应的测量盘示值变化?R/Ω 3 测量值CR/Ω 58.23 58.23 电桥基本误差极限值[E=α,,CR+500C,]/ Ω 0.1 见表下面说明 lim-3电桥的灵敏阈(?s=0.2C?R /?d)/Ω 3×10 见表下面说明 0.1 有效数字只保留一位22测量结果的不确定度?R=(E)，(,s)/, xlim可疑数字 测量结果表示 (58.23)/Ω 见表下面说明 ,0.1 -2-2表格中电桥基本误差极限E=α,(CR+500C),0.2,×(10×5823+500×10)=0.1246(Ω) lim 根据测量误差只保留一位可疑数字的原则～取:E=0.1(Ω). lim 表格中电桥的灵敏度阈?s=0.2C?R /?d中由于含比率C,故?R应取测量盘读数改变量,即 -2-3 ?s=0.2×10×(5823-5820)/2=3×10 根据”表示测量值最后结果的有效数字尾数与不确定度的尾数要对齐”的原则,将测量结果表示为58.2?0.1(Ω) ?对发给学生讲义上测量结果表示的说明:学生讲义上测量结果表示为 4 -2 仿照此方法我们测量的比较臂R(Ω) =5823,比率臂C=10,R=CR(Ω);根据误差理论: x 电桥,QJ24型,: ,k%×R,k仪器等级～R电阻示值, ,仪 ?=?R= R〃级〃,=58.23×0.2×,=0.11646(Ω);总不确定度S R=?仪xxx 22=0.11646/=0.06724?0.07(Ω) (总不确定度?=对于单次测量按照误差理,，,3AB 论?的定义?=0 ;所以?=?=?/=?R/ 33仪AABx 所以测量结果可表示为:58.23?0.07(Ω) 4、测金属丝电阻温度系数 ?给加热杯灌适量90?左右的水,不宜过满～防止放入探头水溢出,～将金属丝和温度计探头放入水中～温度每下降5度测量一次金属丝电阻R 。填入下表, 比如: t 指导教师签字 温度/? 90 85 80 75 70 65 60 金属电阻 71.40 70.31 69.30 68.22 67.14 66.04 65.04 ?以温度t?为横轴～电阻R为纵轴～将上述测量数值描点,按照作图法数据处理的方法,步t 骤作金属丝R-t图象。求出直线的斜率k～截距R～求出金属丝的电阻温度系数:α=k/ R。0R0 ?用计算机的Excel作直线拟合法～求金属丝电阻温度系数。用直线拟合法求方程 的相关系数CORREL,截距INTERCEPT= R,温度t水平R,R(1，,t),R，R,t0t0R00R 轴～R为纵轴,,斜率SLOPE。求发如下: 68.22,67.14,66.04,65.04～输入Excel的A 将电阻的7个数值:71.40,70.31,69.30, 栏,竖列,。 将温度的7个数值:90,85,80,75,70,65,60～输入Excel的B栏,竖列,。 单击f后在“输入函数”对话框的或选择类别,C,栏中选“常用函数”,在选择函数,N,x‘栏中选“SLOPE”,单击“确定”后弹出“函数参数”SLOPE两个对话框～一个输入y数 ‘‘‘值～一个输入x数值。选中A栏,竖列,7个值输入到y。然后选中x对话框后再选B栏 ‘‘,竖列,～y～x栏都输入值后～单击“确定”～弹出斜率SLOPE值。 相关系数CORREL,截距INTERCEPT= R的求法与斜率SLOPE相同。 0 5 图表标题 959085金属丝电阻与温80度关系图7570线性 (金属丝电65阻与温度关系图)电阻(欧姆)6055504540 6466687072绘图～方法见附件。 温度(摄氏) 附件 6 用Excel软件作图及数据拟合 通过半导体磁阻效应实验的数据处理过程，向大家讲解如何用Excel软件来作图和对离散的数据点做数据拟合，得到经验公式。 一、励磁电流与磁场强度的关系(作图) 1、在Excel中输入数据，见图1 图1 2、选中作图的数据，见图1中的黑色方框 3、点击“图表向导”按钮，见图2 图2 4、点击后出现图3，选择“XY散点图”，子图表类型选择“平滑线散点图”(如箭头所指)，点击“按下不放看查看示例”按钮则显示所作的图形(图4所示) 图3 图4 5、点击“下一步”出现图5，给图取一个名称(如励磁电流与磁场强度) 7