伏安法测电阻如何减小系统误差的分析

高彩莲

伏安法测电阻存在误差，而降低误差的方式有很多，本文为消除电流表的分压，电压表的分流，实现降低误差的目标，采用了还原法即还原电压法及还原电流法。

前言：在五年制高职物理实验中，“电阻的测量”实验是非常关键的电学试验，“伏安法测电阻”在诸多的“电阻的测量”实验中，是最基本的一种方法，利用欧姆定律是伏安法测电阻的基本原理，只要将电阻两端的电压和通过电阻的电流测出即可获得电阻。在进行伏安法测电阻时，电路分两种，一种为电流表内接法，另一种为电流表外接法，因为电表内阻的作用，会引起测量出现误差，但是对内接法或外接法进行合理地选择，对减少误差具有非常重要的意义。

1 附加电阻方式分析

附加一个电阻在原电路中，利用此种附加电阻的方式来减少并消除电压表的分流及电流表的分压对测量结果的干扰。

1.1电流表内接法

利用电流表内接法测量大电阻时，因为因为电流表分压，待测电阻两端的电压<电压表测得的电压值，因此采用电流表内接法测得的电阻值>真实值。假设再取一个较大的电阻串联待测电阻，并取开关并联（图1），之后根据下列方式操作。

1.2电流表外接法

当利用电流表外接法测量小电阻时，因为电压表分流，流过待测电阻上的电流<电流表测得的电流值，因此利用电流表外接法测得的电阻值<真实值。假设再取一个较小的电阻并联待测电阻，并取开关串联（图2）。之后根据下列方式操作。

2 电桥伏安法研究

该种方式如图3所示，电桥伏安法使用的原理是电桥平衡原理，当r使电桥平衡时，中的电流为电流表示数，两端电压则为电流表的读数。因此。

对于测量仪表自身电阻引入的问题，电桥法虽然克服了，但是应注意的是：⑴必须明确已知的桥臂电阻;⑵检流计必须具备灵敏性，反之则会出现新的系统误差。面对这样的问题，以下详细阐述了一种采用完全补偿法对电阻进行测量的方式。

3 补偿法研究

3.1原理

详见图4（a），对电池的电动势进行测量，假设在电池两端直接并联电压表，由于内阻r存在于电池内部，电压降也势必存在于电池内部，则电压表测到的不是电池的电动势而是电池的端电压。详见图4（b）的电路，被测电动势为可調标准电源为，对值进行合理调节，可促使0为检流计的读数，同时=，方向相反，实现电压的补偿。

3.2测电阻的具体方式

详见图5（电压补偿法测电阻）。一个待测装置由四个部分构成，主要有：为稳压电源，为电阻箱，为待测电阻，A为电流表，对电阻箱进行调节能达到等精度多次测量。补偿图5装置主要由四个部分构成，为稳压电源，为电阻箱，V为电压表形成分压电路，为滑线变阻器，其中用于粗调的电阻箱的阻值相对较大，用于微调的滑线变阻器的阻值相对较小。当两端的电压=分压器分得的电压时，0为检流计G的读数，进而实现电压的补偿，两端电压=电压表的示数U，通过的电流就是电流表测得的电流I，根据欧姆定律得出。详细的测量方式如下：

3.3测量电阻的优势

⑴具有較强的实用性，电路简易。常用器件为电路中的仪表以及元件，同时被测电阻的测量值不会受到各电阻箱及滑动变阻器的阻值的不精准性的影响，进而降低了电阻器件的选择要求。

⑵便于调节。利用微调与粗调来设计电路，不仅能对测量的速度进行提升，还能对检流计进行保护，与电桥法测量电阻相比较，补偿法测量电阻更胜一筹。

⑶易于系统误差的修正。测量仪表在电路中的电阻不与测量结果相关联，进而促使测量方法引入的系统误差得以降低，这是单纯的使用伏安法测电阻无法实现的。

4 结束语

总之，在测量电阻时，使用电压补偿法来进行，既克服了伏安法及电桥法各自的缺点，又全面体现出了各自的优势，最终将系统误差减小。

（作者单位：江苏城乡建设职业学院）