《设计实验电路测定微安表内阻》设计举例

《《设计实验电路测定微安表内阻》设计举例》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、WORD资料下载可编辑设计实验电路测定微安表内阻【实验目的】1、掌握简单测量电路中最佳电路参数的设计和最佳测量条件的选择；2、使学生学会独立自主对实验方法、实验装置进行设计，并对实验过程和结果进行分析和研究，培养学生的开拓精神和创新能力。3、设计用不同实验方法测量微安表的内阻（要求设计至少两种不同的方法）。【实验要求】请设计两至三种方法测定一量程为，等级为f=1.0级，内阻范围是2KW～3KW的微安表内阻。要求：微安表内阻测量的相对不确定度【设计步骤】1、查阅相关文献，确定实验方案和实验原理。2、对所确定的方案进行误差分析,给出该方案相对不确定度的具体表达式。3、

2、确定最佳电路参数及最佳测量条件(并将其标在电路图上)。4、拟定实验步骤及实验表格，记录数据。5、对实验数据进行误差计算，给出测量结果，并对结果进行讨论。【仪器列表与已知条件】C43被测微安表表头(量程Ig=100uA，精度等级f=1.0，内阻范围2KW

3、65-A(0.5级)多量程直流电流表(0.5-1-2-5-10-20-50-100-200-500mA-1-2-5-10-20A)；ZX21型旋转式多值电阻箱若干个；滑线变阻器一个（0.9A，0～520W）；【原理的相关提示】1、测量微安表内阻的实验方法很多，如“伏安法”、“半偏法”、“全偏法”、“替代法”、“电桥法”、“补偿法”等等。经过设计实践发现：这些方法都能满足设计的性能指标要求，前提是必须找出这些方案的最佳方案，并按最佳方案进行实验。所谓的最佳方案指的是：方案必须同时满足电路参数最佳和测量条件最佳。技术资料专业分享WORD资料下载可编辑1、要确定某种方案

4、的最佳方案的思路是：第一、先把该方案的性能指标（如本实验为）的具体表达式推导出来，如用多个性能指标则应分别推导（本实验只有一个），该表达式一般是电路参数及测量条件的函数；第二、由该性能指标的具体表达式，结合现在仪器及关相已知条件，运用求函数极小值的方法分别确定最电路参数和最佳测量条件。【设计举例】方法一、串联替代法1、实验原理及最佳电路参数、最佳测量条件的确定串联替代法的实验原理图见图一，其中Rg为表头内阻，uA为高精度的标准微安表。测量时,先闭合K1，将K2置于1处，记录标准表的记数I；然后将K2置于2处，保持E及RH不变，调节电阻箱R，使标准表指在原来位置上，

5、则有Rg=R。图1串联替代法电路(a)及其等效电路(b)性能指标的具体表达式推导如下：把图1(a)电路通过戴维南等效电路变换为电压源电路，见图1(b)。设当串被测表时，标准表读数为I；串电阻箱R时，标准表读数为，则有：(1)令，整理得：(2)由上式两边取微分得：技术资料专业分享WORD资料下载可编辑(3)因为，所以是一个无穷小量，则和是二级无穷小量，可以忽略,则式变为：(4)其中：，，是电流表的灵敏阈，为标准微安表精度等级，为电流表量程。代入上式得：(5)最佳电路参数及最佳测量条件的确定：由式可知，为了使尽可能小，①标准微安表的量程量应尽可能小，因为标准微安表被测

6、电流的最大值是100uA，标准微安表的量程，故标准微安表的最佳量程，即选C31-μA（0.5级）多量程直流微安表作为标准微安表取其量程为(内阻)。②应使尽可能小，由于，故的最佳电路参数为；另一方面，测量时标准微安表的读数值为满偏（即）；变阻器的滑头C尽可能靠端（即越小）为最佳测量条件。其他电路参数的确定：电源电压E的初值可取0V，实验时可调。2、实验步骤、表格的设计及数据记录①按照前面设计好的最佳电路参数和其他电路参数，选择并设置好相应的仪器后，按图1接线；②按前面设计好的最佳测量条件，测量时先闭合K1，将K2置于1处，并把变阻器的滑头C滑到A端，然后慢慢增大电源

7、电压，直到标准微安表的读数满偏（即），然后将K2置于2处，其他电路不动，调节R，使标准微安表的读数再次满偏，并记下此时R的读数值。③把开关K2置于1处，先把电源电压调到0，然后再慢慢增大，直到微准微安表的读数满偏；然后将K2置于2处，其他电路不动，调节R，使标准微安表的读数再次满偏，并记下此时R的读数值。④重复步骤③，得到6次等精度测量数据见表1。技术资料专业分享WORD资料下载可编辑表1替代法测微安表内阻实验表格设计及数据记录次数123456表头和电阻箱互换前后，标准表读数100.0100.0100.0100.0100.0100.0电阻箱2420.02424.0

8、2433.