灵敏检流计内阻测量的误差分析

误差分析1. 半片法测检流计内阻的误差讨论1. 系统误差半偏法实验条件要求保持0U 不变，但实际上，“半偏”与“满偏”时2R 不同，0U 也不同，当将2R 调大时，与0R 并联的电路部分电阻阻值增大，该并联线以外的电阻值不变，因此，由欧姆定律可知，在0R 上的分压增大，即0U 与之前的0U 不同了，而我们在实验时，是将两次测得的0U 看成不变的值，这里即存在了系统误差，实验中采用尽量使得0U 的值达到电压表满偏的地方的方法，以减小由于读数的偶然误差而增加的误差。

另外也可以证明02R R R g -≈。

这里0R 为Ω001.，如果把2R 当作g R ，则有一个固定的系统误差，因此最后确定测量结果时应地这项系统误差进行修正。

修正结果为：Ω=Ω-=-=1715411715502.).(R R R g2. 由检流计灵敏阈所决定的误差1∆所谓灵敏阈指引起仪表的示值发生一可察觉变化的被测量的最小变化值。

检流计的灵敏阈可取为0.2分度所对应的电流值。

在检流计中当电流的改变小于灵敏阈时，我们一般很难察觉出光标读数的变化，这就给内阻的测量带来误差。

测灵敏阈的方法是在调好半偏后，可以人为地增大2R 到)'R R (∆+2，使光标偏转减小2个分度，从而推算出0.2分度所对应的电阻的改变值为0.1'R ∆。

故灵敏阈对内阻测量的影响约导致Ω±=Ω⨯±=∆±=∆80202810101...'R .。

3. 由于电压U 波动所引起的误差2∆实验要求电压表V 的示值不变，而实际上电压可能有波动，而我们却察觉不出电压表指针的变化。

这项误差可按电压表灵敏阈为0.2分度来考虑，即U 的相对误差约为0.2分度的电压值除以电压表的示值，可得 半偏法：Ω±=Ω⨯⨯⨯±=⨯±=∆0367042020020201715722022../)..(./).(R g 电压表示值分度的电压值上式中的2事由于两个步骤中都要用电压表监视其示值不变。

课程名称：电路与电子技术实验Ⅰ指导老师：成绩：__________________实验名称：仪表内阻对测量结果的影响和修正含源一端口网络等效参数和外特性的测量实验类型：基础规范型实验同组学生姓名：一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、实验目的与要求1.了解电压表、电流表内阻的测量方法。

2.理解仪表内阻对测量误差的影响。

3.掌握修正仪表内阻对测量误差影响的方法。

4.掌握含源一端口网络等效参数及其外特性的测量方法.5.验证戴维南定理和诺顿定理6.了解实验时电源的非理想状态对实验结果的影响。

二、实验内容和原理1. 仪表内阻的测量方法仪表内阻是指仪表在工作状态下，在仪表两个输入端之间所呈现的等效电阻或阻抗。

在精确测量中，必须考虑由于输入电阻有限所引起的测量误差。

仪表内阻的测量方法：①万用表电阻挡直接测量：使用万用表或电阻表直接测量，操作最简单，但用这种方法须十分谨慎。

因电阻表低量程挡的工作电流一般都在100 mA以上，所以测量时通过被测表的电流必须小于其量程。

②半偏法：首先选定仪表的某一量程，直接加电源使该量程满偏，然后接人高精度可调电阻，并调节电阻大小使仪表半偏，此时对应的电阻值就是仪表内阻。

使用半偏法时，需要准备数值范围能够涵盖仪表内阻大小的高精度可调电阻以及标准电源。

③伏安法：有些仪表如功率表、电度表等含有电压和电流两个线圈，工作时须同时输入电压和电流才有读数，当测量其电流线圈内阻时，不可能利用其读数获得电流，所以需要外接电压表和电流表同时读数，以求得内阻的大小。

2.仪表内阻对测量值的影响及修正方法实际使用中的仪表由于存在内阻，在接人测量电路时，会改变被测电路的工作状态，使测量的结果与被测电路的实际值产生误差。

此误差属于系统误差(方法误差)，可以采用下述三种方法分析仪表内阻对测量值的影响，并加以修正。

电线电缆导体直流电阻测量误差分析在诸多电线电缆质量检验项目中，电线电缆导体电阻是重要的检测项目之一。

实际检测过程中往往由于忽略某些因素，导致测量结果的偏离。

对于电线电缆产品，根据GB/T3048.4-2007标准要求和实际检测工作，对电线电缆中电线电缆导体电阻项目的原理、实验过程、影响实验结果的因素及检测中应注意的事项进行分析。

文章通过多年检测实践，分析对测量结果产生影响的因素并给出了相应的解决办法，与大家共同探讨。

标签：电线电缆；直流电阻；横截面积；电流；温度1 概述电线电缆直流电阻测量的依据是GB/T3048.4-2007《电线电缆电性能实验方法第4部分：导体直流电阻试验》。

试验的方法如下：从被测电线电缆上按要求切取不小于1m的试样，去除试验导体外表的绝缘、护套或其他覆盖物，露出导体。

在试样接入测量系统前，清洁其连接部位的导体表面，去除附着物和油污，连接处表面的氧化层尽可能除尽后，将导体试样固定在专用四端卡具上，双臂电桥的四个测试端与导体两端可靠连接后闭合直流电源开关，仪器完成预热后开始测量。

调节电桥平衡。

读取电桥读数，记录至少四位有效数字，关闭试验电源后准确测量卡具间被测导线的实际长度，记录环境温度，将测量结果换算到20℃时1km导体长度的电阻数值作为最终的报出值。

2 系统误差一般情况下，我们检测的样品的电线电缆导体电阻都远小于1Ω/m，通常采用双臂电桥和专用的四端测量卡具，再配合试样、标准电阻、检流计、变阻器、电流表、连接导线、开关、温度计等实验器材，组合成一个测量系统进行检测。

不难看出，检测设备的精度、检定及校准是造成系统误差的主要原因。

如何减少系统误差呢？我们应定期对检测设备进行检定和校准，以保证所有设备的精度都能满足检测的需要。

使用双臂电桥时，标准电阻和试样间的导线电阻应明显小于标准电阻和试样的电阻。

否则应采取适当的方法予以补偿，如导线补偿，使线圈和引线阻值比例达到足够平衡。

对卡具的要求是每个电位接点与相应的电流接点之间的距离应不小于试样截面周长的1.5倍。

一种减小灵敏电流计内阻测量误差的方法摘 要：灵敏电流计内阻是灵敏电流计的一个重要技能参数，它测量要求精度非常高 ,然而用通常的测试方法测得的结果却难以达到精度要求。

为此,通过对测量线路的灵敏度及电流计零点漂移现象的分析，指出灵敏电流计内阻测量误差的产生的主要原因, 主要是由于测量过程中线路的灵敏度和由电流计温差电动势引起的零点漂移不稳定而造成的，最后采用了相应的减小测量误差的方法。

通过对测量方法的改进，可以得到比较理想的测量结果。

关键词：灵敏电流计；内阻；温差电动势；零点漂移；测量误差Measurement Error and Elimination of Sensitive Galvanometer Internal ResistanceAbstract ：The internal resistance is an important electrical parameter of the sensitive galvanometer.It requires to be measured precisely,however,the common measuring method cannot give an accurate result.By analyzing the sensitivity of the measuring circuit and the zero-point drift of the galvanometer,it is show that the reason causing measurement errors is mainly due to the instability of circuit ’s sensitivity and zero drift caused by thermo-electromotive force.Finally,some improved methods for eliminating the error were given,and the expe-rimental result shows that the more ideal measurement result can be obtained.Key words ：sensitive galvanometer; internal resistance; the electromotive force; zero drift; measurement1 引言灵敏电流计是供学生实验或实验室检查直流电路中微弱的电流或微小电压用的，它是一种高灵敏度的磁电式仪表。

电桥测电阻误差分析刘凯歌（徐州师范大学科文学院08自动）摘要从惠斯通电桥基本原理出发，讨论了不易桥臂与易桥臂法测电阻的误差计算方法。

对检流计的电流灵敏度、电桥调节灵敏度及电桥灵敏度进行了分析。

详细介绍了调节误差σRx 的测量方关键词电桥；误差分析；调节误差惠斯通电桥测电阻是一种利用比较法精确测量电阻的方法。

但要使实验结果有很高的可信度，就必须对实验过程进行分析，分析可能引入的误差，对所测数据进行处理。

对此文中将从实验原理出发，分析影响电桥灵敏度的因素。

详细分析各种误差，总结得出了电阻箱在新的检定规程下由等级引人误差的计算公式1电桥原理用惠斯通电桥测电阻常采用不易桥臂与易桥臂两种方法，原理如图1所示。

1.1不易桥臂法原理如图1所示，Rx 为待测电阻，Rs 为选定的调节电阻，实验时根据Rs 的大致范围选定适当的桥臂。

比例K=R A /R B ，只调节Rs 使电桥平衡。

电桥平衡时有：R A /R B =Rx/Rs(1)根据上式便可计算出Rx 值。

1.2互易桥臂法原理测量电路如图1，选定适当的桥臂比例k ，调节Rs 为Rs 1时电桥平衡，则根据式(1)有:Rx=R A ÷R B ×Rs 1(2)将R A 与R B 互易桥臂，但不改变它们的大小，此时电桥平衡被破坏，重新调节R 、至R 二时电桥又处于新的平衡状态，根据式(1)有:Rx=R A ÷R B ×Rs 2（3）R A R BR SRx由(2)和(3)式可得:R x^2=Rs1Rs2(4)2电桥灵敏度M2.1检流计电流灵敏度S若内阻为R g:的检流计中有δI电流变化时，检流计指针偏转格数为δθ，则检流计的电流灵敏度s为:S=δθ／δI=Rg·δθ／δV(5)式中δV为检流计两端电压变化。

2.2电桥调节灵敏度N若调节电阻Rs变化δRs时，检流计指针偏转格数为δθ，则该电桥的调节灵敏度N为:N=δθ／δRs:(6)2.3电桥灵敏度M，电桥调节与检流计的组合灵敏度称为电桥灵敏度，它在数值上等于电桥桥臂有单位相对不平衡值δRs／Rs时，所引起检流计相应偏转格数δθ即：M=δθ／(δRs／Rs)(7)式(6)代人式(7)有：M=N·Rs(8)实验时由于电桥灵敏度的限制，当电桥有微小不平衡时，并不能从检流计中观察到，要提高测量结果的准确度，提高电桥的灵敏度是一个很重要的方面。

测量电池电动势和内阻的系统误差分析测量电池电动势和内阻时的系统误差是指由于测量设备、环境因素等导致的测量结果与真实值之间的差异。

这些误差可能由于设备的不精确度、人为操作的不准确性以及测量环境的变化而产生。

下面将讨论测量电池电动势和内阻的系统误差，并分析可能的影响及其减小方法。

1.电阻测量误差：在测量内阻时，电阻表的零点漂移、内阻表阻抗等因素会导致测量结果的误差。

为了减小这种误差，可以使用较高精度的电阻表，并在测试前进行对零点进行校准，同时尽量选择内阻相对较大的电池进行测量。

2.电压测量误差：在测量电池电动势时，电压表的精度、输入电阻等因素都会对测量结果产生误差。

为了减小这种误差，可以使用高精度的电压表，并保持电池电极与测试仪器之间的稳定接触，同时进行对电压表进行校准。

3.测量线路电阻误差：测量线路中的导线电阻也会对测量结果产生一定影响。

为了减小这种误差，可以使用大截面的铜导线来减小线路电阻，并选择较短的线路来降低电阻影响。

4.温度影响：电池的电动势和内阻会随着温度的变化发生一定的偏差。

为了减小这种误差，可以在测量前等待一段时间以使电池温度趋于稳定，并在测量过程中采取一定的措施来控制环境温度的影响。

5.变化的负载条件：电池的内阻是动态的，随着负载的变化而变化。

为了减小这种误差，可以采取多个负载点的测量取平均值的方法，同时在测量过程中保持负载条件的稳定。

在实际测量中，以上要素的误差会相互叠加，在一定程度上影响测量结果的准确性。

为了尽可能降低系统误差，可采取以下措施：1.使用高精度的测量设备：选择精度更高的电阻表、电压表等测量仪器，以减小仪器本身引入的误差。

2.校准仪器：定期对测量仪器进行校准，特别是对零点进行校准以减小零点漂移引起的误差。

3.控制测量环境：尽量将测量环境保持恒定，特别是温度控制在一个合理的范围内。

4.多次测量取平均值：进行多次测量，然后取平均值，以减小个别测量结果的误差对整体结果的影响。

测电流表内阻的误差分析引言在电路实验中，经常需要测量电路中的电流大小。

为了准确测量电流，我们使用电流表来进行测量。

然而，电流表本身也带有一定的内阻，这就给实际测量带来了一定的误差。

本文将对测电流表内阻的误差进行分析，并提出相应的解决方法。

电流表的内阻误差电流表的内阻是因为其测量原理决定的。

电流表的工作原理是将测量电流通过对电阻的测量来实现。

这个电阻就是电流表的内阻。

然而，由于电流表的内阻不为零，当电流通过电流表时，会产生一定的电压降，从而导致测量结果偏小。

计算内阻的误差为了计算电流表的内阻误差，首先需要了解测量电路的组成。

假设我们要测量电路中的电流，电路示意图如下所示：┌──────────┐───┤ 电源├───└─────┬────┘│▼┌─────┐│ 电流表│└─────┘在这个电路中，电源给电流表提供电流。

根据欧姆定律，电流表的测量电压为：U = I * R其中，U为测量电压，I为实际电流，R为电流表的内阻。

假设我们测量结果为I’，测量电压为U’，那么我们可以得到以下等式：U' = I' * R由于测量电流不完全等于实际电流，我们可以假设实际电流为I，误差为δI。

同样地，测量电压为U，误差为δU。

那么我们可以得到以下等式：U = I * R + δUU' = I' * R + δU'将这两个等式代入欧姆定律的等式中，可以得到以下等式：I * R + δU = I' * R + δU'将δU和δU’约为0，我们可以得到以下等式：I * R = I' * R这个等式表明，在测量误差为零的情况下，测量电流与实际电流相等。

由此可见，电流表的内阻不会对测量结果产生误差。

然而，在实际测量中，测量误差是无法避免的。

由于电流表的内阻存在，测量电压将会偏小，从而导致测量电流偏小。

因此，我们需要考虑这个误差，以确保测量结果的准确性。

降低内阻误差的方法为了降低电流表内阻误差，我们可以采取以下方法：方法1：选择合适的电流表不同型号的电流表具有不同的内阻值。

电桥灵敏度与检流计内阻关系的分析作者：周慕王杭秋尹会听来源：《绿色科技》2014年第10期摘要：指出了在自搭式惠斯通电桥实验中，检流计内阻是电桥灵敏度一个重要影响因素。

首先从理论上推导出了电桥灵敏度与检流计内阻关系式，然后在实验中取检流计内阻不同值进行了分析，结果表明：检流计内阻Rg远远大于其他桥臂电阻时，电桥灵敏度很低，Rg在0～5000Ω范围中，随着Rg减小，电桥灵敏度会增加明显。

关键词：惠斯通电桥；灵敏度；检流计内阻中图分类号：O441.1文献标识码：A文章编号：16749944（2014）100235021引言惠斯通电桥采用比较法测量未知电阻，具有操作简便、测量精度高的特点，广泛地应用于科学测量技术诸多领域[1]。

高等学校大学物理实验中惠斯通电桥实验多采用自搭式。

学生实验时除完成基本测量外，还会探究电桥灵敏度与电源电动势、桥臂电阻[2～4]、桥臂比例之间的关系。

其实，为保护检流计，在“桥”上会和检流计串联一保护电阻，它对电桥灵敏度的影响学生们往往不会深入探究。

本文中将保护电阻和检流计内阻合称为检流计内阻，从理论推导和数值分析两方面探究检流计内阻对电桥灵敏度的影响。

4结论（1）实验结果表明，Rg取大于5000Ω的较大阻值时，电桥灵敏度普遍很低，检流计内阻对实验影响较大，主要原因是电桥不平衡时通过检流计的电流非常小，不利于检测。

（2）Rg取小于5000Ω的阻值时，当桥臂比例相同，检流计的内阻Rg越小，S电桥灵敏度越高。

Rg取值主要有串联的保护电阻决定，保护电阻一般先取最大值，随着逐渐趋近平衡，Rg应当减小到0。

（3）Rg 取小于5000Ω的阻值时，随着Rg的减小，各桥臂比例下，电桥灵敏度均逐渐增大，且桥臂1∶1条件下增大最明显。

采用自搭式惠斯通电桥测量电阻，为保护检流计，实验初保护电阻Rg需要设置较大的阻值，经过分析检流计内阻Rg应随着实验电桥趋于平衡逐渐减小，取Rg值越小，对电桥灵敏度提高越有利。

一、实验目的1.了解灵敏电流计的基本结构和基本原理,学习其使用方法。

2.测定灵敏电流计的电流常量、内阻和外临界电阻，掌握控制其工作状态的方法。

二、实验原理1、灵敏电流计的基本结构灵敏电流计是一种高灵敏度的测量仪表，它的基本结构如图30-1所示。

在永久磁铁、极之间，安置一个柱形软铁芯，使磁极与软磁芯之间产生均匀的径向磁场，矩形线圈用一根金属悬丝悬挂起来，该金属悬丝不仅作为线圈电流的进出引线，还作为线圈旋转的转轴。

当线圈通有电流时，线圈在磁场中受到磁力矩而发生偏转，同时悬丝被扭转而产生反方向的弹性扭力矩。

在偏转角为时，磁力矩和弹性扭力矩相等，线圈就达到平衡。

在悬丝上粘附一面小圆镜，它把光源射来的光反射到一个弧形标尺上，并形成一光标，如图30-2所示。

设当没有电流通过线圈时，反射光的光标位于弧形标尺的“0”点上。

当有电流通过线圈时，光标指在标尺刻度上。

可以证明，电流的大小与光标偏转的长度成正比，即Ig=Kd （30-1）式中比例常量称为灵敏电流计的电流常量，它在数值上等于光标移动一个单位长度时所通过的电流。

在国际单位中，其单位为安[培]每毫米，记为。

电流常量的倒数称为灵敏电流计的灵敏度,记为。

显然灵敏度愈大，灵敏电流计就愈灵敏。

2、线圈运动的阻尼特性在使用灵敏电流计时，我们常会看到，当通过灵敏电流计的电流发生变化时，光标会摆动很久才逐渐地停在新的平衡位置上，这时读数很费时间。

一般指针式电表由于内部装有磁阻尼线圈，通电后指针很快摆到平衡位置上，而不来回摆动。

灵敏电流计却不可以用这种方法，它的阻尼问题需要借助于外电路来解决，因此需要研究灵敏电流计线圈运动的阻尼问题。

根据电磁感应定律，线圈在磁场中运动，由于切割磁力线而产生感应电动势，相应的感应电流与磁场相互作用而产生阻止线圈运动的电磁阻尼力矩，它的大小与回路的总电阻（电流计内阻与外电阻之和）成反比，即（30-2）由上式可见，通过调节外电路电阻的大小，就可控制阻尼力矩的大小，从而控制线圈的运动状态。