Компенсационные методы измерений. Мостовые методы измерения сопротивлений

Работа 4.2

«Компенсационные методы измерений.

Мостовые методы измерения сопротивлений»

Цель работы: изучение компенсационных методов измерения электрических величин.

Оборудование: мост постоянного тока (Р329), гальванометр, источник питания моста (батарея, аккумулятор), плата с сопротивлением, малое проволочное сопротивление, образцовое сопротивление, катушка из тонкого медного провода, рамка с натянутой медной проволокой и подвижными потенциальными контактами, амперметр, переключатель полярности, реостат, штангенциркуль.

Одинарный мост Уитстона

Рис.1  Одинарный мост постоянного тока.

U_ип – источник питания, Г – гальванометр (нуль-индикатор).

1. В качестве измеряемых сопротивлений я взяла четыре сопротивления: R¹=91 Ом (10%),                   R²=2,4 КОм (5%),  R³=39 Ком (10%), R⁴=680 Ом (10%).

При измерении тестером:   R¹=94,4 Ом

R²=2,4 КОм  

R³=39,1 КОм

R⁴=680 Ом

При измерении одинарным мостом:  

Таблица 1. Измеренные сопротивления (одинарный мост)

	R3	R2	R4	Rx
R1	942,65	100	1000	94,27  Ом
R2	240,86	1000	100	2,409  КОм
R3	391,6	10000	100	39,16  КОм
R4	692,04	100	100	692  Ом

Погрешности: класс точности моста постоянного тока (Р329) в пределах измерений        50-100000 Ом  составляет 0,05.

∆ R¹ =  Ом             R¹ = (94,27 ± 0,05) Ом         

∆ R² =  Ом              R² = (2,409 ± 0,005) КОм

∆ R³ = Ом           R³ = (39,16 ± 0,05) КОм

∆ R⁴ = Ом              R⁴ = (692 ± 0,5) Ом

2.  Сопротивление медного провода зависит от температуры следующим образом:   

При нулевой температуре (в стакане с вводно-ледяной смесью) :  R₀ = 162.91 Ом

При комнатной температуре (20,5⁰С по показаниям термометра) :  R = 177.64 Ом

⁰С

Двойной мост Томпсона

Рис.2  Схема двойного моста.

R₁=R₃ , R₂=R₄

1. Проволочные образцы R¹ и R²

R¹: R_N = 1 Ом;   10000

Измерения: 1) 664.3 ,  после переключения ключа  2) 642.1

R_x1 = 6,64*10^-2  Ом ;  R_x2 = 6,42*10^-2 Ом

R²: R_N = 0,001 Ом;   100

Измерения: 1) 423.1 ,  после переключения ключа  2) 385.4

R_x1 = 4,23*10^-3 Ом ;  R_x2 = 3,85*10^-3 Ом

Погрешности: класс точности моста постоянного тока (Р329) в пределах измерений        0,001-100,0 Ом  составляет 0,05.

R¹: (6,64±0,01)*10^-2 Ом ;   (6,42±0,01)*10^-2 Ом

R²: (4,23±0,01)*10^-3 Ом ;   (3,85±0,01)*10^-3 Ом

Резистор:  R_N = 1 Ом;   10000

Измерения: 100,01 →  R = 0,01 Ом

2. Измерив диаметр проволоки штангенциркулем в десяти различных точках, я получила среднее значение: 1,8 мм = 0,0018 м.

R_N = 1 Ом,  10000

Таблица 3. Сопротивление медного провода

R, 10-4 Ом	L, 10-2 м	ρ, 10-8 Ом*м
3,7	5	1,88
7	10	1,78
10,89	15	1,84
14,81	20	1,88
18,54	25	1,88
21,97	30	1,86

ρ_ср =

По справочным значениям удельное сопротивление меди равно 

Рис.3 Зависимость сопротивления проводника от его длины.