补偿法测量电阻 - 北京工业大学.
补偿法测电阻
实验项目名称：补偿法测电阻实验人员：姓名：高宁学号：65120511 实验时间：2013.11.24实验地点：李四光实验楼204一、实验项目简介：1.实验来源：在之前做过的物理实验中做过通过补偿法测量电源电动势和内阻的实验，于是想再做利用补偿法的实验，从而加深对补偿法的理解。
2.实验目的1)了解补偿法的实验方法2).通过对比体会补偿法在测量中的优势二、实验原理：1.欧姆定律：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。
表达式：I=U/R2.在伏安法测电阻的实验中，根据电流表的连接方式，主要分两种：内接法和外接法（1）内接法：图一为内接法的原理图，在测量过程中，由于电流表自身所带内阻的分压，导致电压表所测得的电压值大于被测电阻两端的实际电压值，由欧姆定律可知，测量值将大于实际值。
图一图二（2）外接法:图二为外接法的原理图，在测量过程中，由于电压表自身所带内阻的分流，导致电流表所测得电流值大于流过被测电阻的实际电流值，有欧姆定律可知，测量值将小于实际值。
3.通过补偿法对两种测量方法进行改装：（1）电压补偿法测电阻：图三为电流补偿法测电阻的原理图，当检流计示数为零时，电路达到补偿状态，电压表的示数即为Rx两端电压，此时电压表内阻相当于无穷大，从而使电流表的示数即为流过Rx的电流，最后由欧姆定律计算出Rx的电阻值。
图三（2）电流补偿法测电阻：图四为电流补偿法测电阻的原理图，R3进行粗调，R2进行细调，R1作用为保护电流计，当检流计的示数为零时，电路达到补偿状态，从而使电压表的示数即为Rx两端的电压值，而电流表的示数也为流过Rx的电流，最后由欧姆定律计算出Rx的电阻值。
图四三、实验仪器：电源、单刀单掷开关、变阻箱、滑动变阻器、电压表、电流表、检流计等。
四、实验内容及实验数据：按图一连接电路，被测电阻Rx的阻值为150Ω，读出电流表和电压表的示数，测量8次，记录数据于表1-1中。
测量次数 1 2 3 4 5 6 7 8电压（V） 1.50 3.00 4.50 6.00 7.50 9.00 10.50 12.00 电流（mA）9.62 19.11 29.24 38.22 48.08 56.96 66.62 76.38R（Ω）155.92 156.98 153.90 156.98 155.99 158.00 157.61 157.11 x表1-1平均值：xR=1/8(155.92+156.98+153.90+156.98+155.99+158.00+157.61+157.11)=156.56百分误差：ε=ΔRx/Rx×100%=4.37%按图二连接电路，被测电阻Rx的阻值为150Ω，读出电流表和电压表的示数，测量8次，记录数据于表1-2中。
大学物理实验伏安法测电阻中补偿法的应用研究
０ ． 引言
在大学物理实验 中， 利 用伏安法对 电阻进行 测量是广 大物理 学领域学生的基础实验之一 ， 具有重要的实践性意义。电压 、 电流 和电阻是物理学科 中三大 电力相 关名 词 ， 也是重 要 的实验 参数 。 在大学物理试验 中， 对 电阻的测量有多种方法 ， 而伏安法是常用 的 电阻 测 量 方 法 之 一 。然 而 在 实 际 测 量 中 ， 该 种 方 法 的 实 验 结 果 存 在 着 一定 程 度 的误 差 ， 为 了减 少 误 差 、 提 高 实 验 的精 准 度 ， 补偿法 的运用至关重要 。本文对补偿法在大学物理 的伏安法测量 电阻的 实验 中 的应 用 进 行 如 下 阐述 。 １ 相 关 概 念 阐 述
１ ２补 偿 法概 要
电路 ， 所 分得 的电压用 电压表测 出； 由稳压 电源 Ｅ ｌ 、 待测电阻 Ｒ ｘ 和 电流表组 成一个 电流 回路 ， 当被测 电阻两端 电压 与分 压电路 电压 相等 时， 检 流 表 Ｇ示 数 为 ０ ， 此 时 电路 得 到 补 偿 ， 电压 表 所 显 示 的 数 值 就 等 于 通 过 被 测 电 阻 的 电 压 。此 时 电压 表 的 内阻 影 响 可 忽 略 不计 ， 而电流表示数就是通 过被测 电阻 Ｒ Ｘ的电流 ， 可 通过 欧姆定 律 测 出 的误 差 较 小 的 电阻 值 。 （ ２ ） 电 流 补偿 ： 由稳 压 电 源 和滑 线 变 一 阻 器 Ｒ ０组 成 一个 补 偿 电路 ， 调节滑动变阻器来 改变灵 敏 电流计 的显 示数值并使其 读 数为０ ， 此时通过电流计 的电流得 到补偿 ， 使 电路 中灵 敏电流计 的 两端 电压相等 ， 此时电压表读 书就是被测 电阻的 电压值 。 由于 灵 敏电流计 的读数为零 ， 对原 电路在检流表 Ｇ中的电流方向相反 、 大 小相等 ， 可通过欧姆定律测 出的误差较小的电阻值 。
北京工业大学半导体物理7个实验预习
• 2、3探针的电位差为： • 由此可得样品的电阻率为
• 上式就是利用直流四探针法测量电阻率的普 遍公式。只需测出流过1、4探针的电流I以及 2、3 探针间的电位差V23，代入四根探针的 间距，就可以求出该样品的电阻率ρ。
• 实际测量中，最常用的是直线型四探针，即 四根探针的针尖位于同一直线上，并且间距 相等，设r12=r23=r34=S，则有：
上式说明：对于极薄样品，在等间距探针情况下、探针间距和测
量结果无关，电阻率和被测样品的厚度d成正比。
• 2.2扩散层的薄层电阻
• 半导体工艺中普遍采用四探针法测量扩散层的薄 层电阻，由于反向pn结的隔离作用，扩散层下 的衬底可视为绝缘层，对于扩散层厚度（即结深 Xj）远小于探针间距S，而横向尺寸无限大的样 品，则薄层电阻率为： • 实际工作中，直接测量扩散层的薄层电阻，又称 方块电阻，其定义就是表面为正方形的半导体薄 层，在电流方向所呈现的电阻，见图1.5。所以
实验一 四探针法测量半导体电 阻率和薄层电阻
12023110 王宁 12023117张祚 12023120于娜
一、实验目的
• 掌握四探针法测量材料电阻率和薄层电阻 的测量原理及方法，针对不同几何尺寸的 样品，掌握其修正方法; 了解影响电阻率测 量的各种因素及改进措施;了解热探针法判 断半导体材料的导电类型以及用阳极氧化 剥层法求扩散层中的杂质浓度分布。
• 当非平衡少子浓度 Dp 比平衡多子浓度 n0 少的多时（小 注入）， b 0 是常数。若 t=0 时， • • Dp = Dp(0) 则由上式得到： • 非平衡少子寿命可表示为 • 得出： • • • 直流光电导法所用测试样品要求是矩形：尺寸为 2l×2w×2d。光束沿 x 方向垂直射到表面，在 Z 方向通 以恒定电流。当有光注入时，电导 G 增加，电导增量 DG 引 • 起样品两端电压减小 DV ，在小注人条件下：
设计性实验补偿法测量电阻
设计性实验
补偿法测量电阻
北京工业大学 王吉有
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1
内容介绍
▪ 一，引言
▪ 二，实验目的
▪ 三，设计思路和实验原理
▪ 四，实验数据的预估
▪ 五, 实验仪器
▪ 六，实验步骤
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5
三、设计思路和实验原理
▪ 根据电位差计可以测量电压的 原理，把电阻的测量转换为电压 的测量。另外，电位差计可以测 量长度，但要计算出被测电阻， 还需要另外已知标准量。实验提 供了电阻箱为标准电阻。
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▪ 两个电阻的阻值比等于它们的电压降之比， 现然，这要求流过这两个电阻的电流相等， 即可得：。
▪ ５，重复测量的含义：左右滑动触点到检 流计开始左右偏转的位置，记录这些左右 点的位置。
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九、思考题
▪ １，简述电压补偿法的原理。 ▪ ２，为什么要对实验中的可调量和待测量
预先估算出数值？ ▪ ３，测量时检流计指针不偏转的原因？ ▪ ４，检流计指针总向一个方向偏转的原因？ ▪ ５，如何重复测量6实验数据？
结合十一米线上的总电压降，估算出要平 衡Rs和Rx上的压降所需要的线的长度。
▪ (4)断开C点，连接A和B两点，测量LAB
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▪ （5）根据计算结果，并使用万用表粗 测，在其附近寻找补偿平衡点，记录 LAB，重复测量6次。
▪ （6）断开A点，连接B和C两点，根据 计算结果，并使用万用表粗测，在理 论值附近寻找补偿平衡点，测量LBC， 重复测量6次。重复测量的含义：左右 滑动触点到检流计开始左右偏转的位 置，记录这些左右点的位置。
补偿法测电阻
实验项目名称：补偿法测电阻实验人员：姓名：高宁学号：******** 实验时间：2013.11.24实验地点：李四光实验楼204一、实验项目简介：1.实验来源：在之前做过的物理实验中做过通过补偿法测量电源电动势和内阻的实验，于是想再做利用补偿法的实验，从而加深对补偿法的理解。
2.实验目的1)了解补偿法的实验方法2).通过对比体会补偿法在测量中的优势二、实验原理：1.欧姆定律：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。
表达式：I=U/R2.在伏安法测电阻的实验中，根据电流表的连接方式，主要分两种：内接法和外接法（1）内接法：图一为内接法的原理图，在测量过程中，由于电流表自身所带内阻的分压，导致电压表所测得的电压值大于被测电阻两端的实际电压值，由欧姆定律可知，测量值将大于实际值。
图一图二（2）外接法:图二为外接法的原理图，在测量过程中，由于电压表自身所带内阻的分流，导致电流表所测得电流值大于流过被测电阻的实际电流值，有欧姆定律可知，测量值将小于实际值。
3.通过补偿法对两种测量方法进行改装：（1）电压补偿法测电阻：图三为电流补偿法测电阻的原理图，当检流计示数为零时，电路达到补偿状态，电压表的示数即为Rx两端电压，此时电压表内阻相当于无穷大，从而使电流表的示数即为流过Rx的电流，最后由欧姆定律计算出Rx的电阻值。
图三（2）电流补偿法测电阻：图四为电流补偿法测电阻的原理图，R3进行粗调，R2进行细调，R1作用为保护电流计，当检流计的示数为零时，电路达到补偿状态，从而使电压表的示数即为Rx两端的电压值，而电流表的示数也为流过Rx的电流，最后由欧姆定律计算出Rx的电阻值。
图四三、实验仪器：电源、单刀单掷开关、变阻箱、滑动变阻器、电压表、电流表、检流计等。
四、实验内容及实验数据：按图一连接电路，被测电阻Rx的阻值为150Ω，读出电流表和电压表的示数，测量8次，记录数据于表1-1中。
测量次数 1 2 3 4 5 6 7 8电压（V） 1.50 3.00 4.50 6.00 7.50 9.00 10.50 12.00 电流（mA）9.62 19.11 29.24 38.22 48.08 56.96 66.62 76.38R（Ω）155.92 156.98 153.90 156.98 155.99 158.00 157.61 157.11 x表1-1平均值：xR=1/8(155.92+156.98+153.90+156.98+155.99+158.00+157.61+157.11)=156.56百分误差：ε=ΔRx/Rx×100%=4.37%按图二连接电路，被测电阻Rx的阻值为150Ω，读出电流表和电压表的示数，测量8次，记录数据于表1-2中。
设计用伏安法测电阻—采用补偿测量
实验内容和步骤（2） ）（只提示，不详细讲
解）
步骤四 粗调微调仪器
合上开关，调节R2，使电流为2mA，粗调R1，使万用表 （直流2V档）示数接近最小，万用表置于直流200mV档， 微调R1，使其示数为零。
步骤五 读数
读数注意事项：1.视线要垂直 2. 有效数字要正确
步骤六 重复
调节R2，改变电流分别为4、6、8、10、12mA，重复步骤 四、五获得6组数据
习题
6，实验中如何保护仪表的安全？ 7，读数的主要原则有什么？ 8，怎样根据准确度的要求选择测量方法？ （内接、外接、补偿法）
视线要垂直有效数字要正确步骤六重复调节r改变电流分别为4681012ma重复步骤四五获得6组数据步骤七整理仪器数据经老师检查合格后再拆除线路整理复原仪器数据处理一只提示不详细讲解结果表示数据处理二作图法注意作图的基本原则图解法求r
设计用伏安法测电阻
—采用补偿测量
河北工业大学 物理实验中心
设计用伏安法测电阻（采用补偿测量)
实验目的
1、掌握补偿原理及伏安法各自的特点；
2、用补偿法测电阻的伏安特性曲线，并根据伏安 特性曲线求电阻阻值。
实验要求 1、用补偿原理设计测量电路，分析误差；
2、用列表法和作图法处理数据。
实验仪器
直流稳压电源（7.5V） 滑线变阻器两个（1kΩ，250 Ω）， 单刀双向开关一个 伏特表 毫安表 检流计 待测电阻（约500 Ω ）
实验原理（1）（只提示，不详细讲解）
V
K
AБайду номын сангаас
K
伏安法测电阻
实验原理（2） ）（只提示，不详细讲解）
Ex
补偿回路
补偿法测电阻的小结与建议
补偿法测电阻的小结与建议嘿，朋友们！今天咱们来聊聊补偿法测电阻这事儿。
这就好比在一个神秘的电路迷宫里寻找宝藏，电阻就是那个隐藏的宝藏，而补偿法就是咱的寻宝秘籍。
补偿法测电阻啊，就像一场精心策划的平衡游戏。
一边是未知电阻，一边是能调整的已知电阻，就像跷跷板的两边，咱得让这两边达到一种微妙的平衡，就像让两个调皮的孩子停止打闹，乖乖听话一样。
这个过程中，电流表和电压表就像是裁判，时刻监督着两边的情况，稍有不对就发出信号。
它的原理听起来有点绕，就像一团乱麻，但仔细一捋，其实就像解开一条长长的麻花辫。
我们要做的就是巧妙地调整那些能控制的元素，就像在一个复杂的机器上转动一个个小旋钮，直到达到完美的补偿状态。
在实际操作的时候，那可真是状况百出。
那些电线就像一群不听话的小蛇，扭来扭去，有时候还会跟你玩捉迷藏，让你找不到合适的连接点。
仪器呢，就像一群傲娇的小宠物，稍微有点风吹草动就表现出不一样的数据，就像小猫突然炸毛一样。
不过呢，这个补偿法也有它的妙处。
它就像一个精准的狙击枪，只要操作得当，能非常准确地测量出电阻的值。
而且这个方法就像一个万能钥匙，在很多复杂的电路情况下都能派上用场。
对于这个补偿法测电阻，我也有一些小建议哦。
仪器的选择就像选队友，要选靠谱的。
那些质量不好的仪器就像猪队友，在关键时刻掉链子，让你欲哭无泪。
在连接电路的时候，最好有个像超级英雄一样的细心，把每个连接点都弄得稳稳当当的，不能有丝毫马虎，不然就像盖房子没打好地基，一下子就垮掉了。
还有啊，数据的记录和处理也很重要。
这就像记录一场精彩的冒险经历，要准确无误。
不能像马大哈一样随便乱写，不然最后得到的结果就会像一个变了味的蛋糕，完全不是那么回事儿。
咱们在做实验的时候，也可以把它想象成一场有趣的挑战，就像玩游戏打关卡一样。
每一次成功的测量就像闯过一关，这样整个过程就会变得有趣得多，而不是枯燥地对着仪器和数据发愁。
总之呢，补偿法测电阻虽然有点小麻烦，但只要咱们用心对待，就像对待自己心爱的小宠物一样，就能很好地掌握它，让它乖乖地为我们服务，准确地找出那些隐藏的电阻宝藏啦。
补偿法测电阻
补偿法测电阻摘要：测量电阻的方法很多，例如用伏安法、补偿法电表内接外接测电阻，但是伏安法测电阻只限于较大电阻的测量，在测量时造成很大的误差，特别相对于一些要求精度较高的实验，我们往往用补偿法改装电表来测量电阻。
补偿法电路不但简单，实用性强。
电路中的元件和仪表都是常用器件，并且滑动变阻器和电阻箱的阻值是否准确均不会影响被测电阻的测量值，从而对电阻器件的选择降低了要求一．实验任务和要求1.设计一个“内阻很大的电压表”测电阻的电路2.设计一个“无限小”的电流表测电阻的电路3.分别用普通伏安法和改装后的电路测56欧德电阻并对比百分差二．实验方案1．物理模型的比较和选择在一定温度下，直流电通过待测电阻R时，用电压表测出x R两x端的电压U，用电流表测出通过R的电流I，则电阻值可表示为：xR=U/Ix①未改装的电表测电阻，电路图如下（外接）图 1 普通电表测电阻（外接）设电压表内阻为r,则有U/I=Rx*r/ Rx + r (2)Rx=U/(I-U/r)若以U/I作为测量值，则比真实值小，由此带来的误差 E为：E=∆Rx/Rx = (U/I-Rx)/Rx= ((Rx*r/ Rx + r)-Rx)/Rx=(Rx*r-Rx2-Rx*r)/(( Rx + r)/Rx)=-(Rx/( Rx + r))*100%电流表的读数大雨流过位置电阻Rx的电流，所算出来的未知电阻值比真实值小，此时为一个负的系统误差。
②未改装电表测电阻，电路图如下（内接）图 2 普通电表测电阻（内接）设电流的内阻为r,则有U/I=Rx + rRx=U/I-r若以U/I作为测量值，则比真实值大，由此带来的相对误差E 为：E=∆Rx/Rx= (U/I-Rx)/Rx= (U/I-(U/I-r))/Rx=(r/Rx)*100%电压表的读数大于未知电阻两端的电压，所算出来的未知电阻之比真实值大，这是一个正的系统误差。
2由以上未改装电表测电阻Rx知，不论是电流表还是电压表，在测量过程中，其内阻都会对测量结果产生影响，为此，我们需要在测量的过程中将电压表的分流或者电流表的分压去掉。
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三、实验仪器
四、操作指南
１，按回路法连接线路，不容易出错； ２，检流计指针的固定开关要打开，点 击要按下才能接通。 ３，测量时主回路的测量点的高电位要 和测量回路中被测电阻电压的高电位相 连接。
４，测量时，保护开关先放在粗 调，找到平衡点后，再合到细调， 重新找到平衡点。
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用电位差计测量电池的电动势
北京工业大学 王吉有
内容介绍
• 1，背景介绍 • 2，实验原理 • 3，仪器介绍 • 4，操作指南 • 5 数据处理要求 • 6、预习思考题
一、背景介绍
直流电位差计就是用比较法测量电位差的 一种仪器。它的工作原理与电桥测量电阻 一样，是电位比较法。其中板式电位差计 的原理直观性较强，有一定的测量精度， 便于学习和掌握，而箱式电位差计是测量 电位差的专用仪器，使用方便，测量精度 高，稳定性好。此外，由于许多电学量都 可变为电压的测量，因此电位差计除了电 位测量之外还可测量电流、电阻等其它量。
有
I=EN/Rab （5.7—1） 其中EN的电势值已知，Rab可从电阻RMN上
读出，因此，这一步骤的目的是使工作
回路中的RMN内流过一个已知的“标准” 电流I。
（2）“测量”。将开关合向待测电势
EX一侧，保持I不便，调节a、b接点之
间电阻使检流计指零。如果这时读出的
电阻值为RX（图中虚线部分），则有 EX = IRX = ENRX/Rab （5.7—2） 乘积IRX是测量回路中一段电阻上的分
1，问题的提出：
若将电压表并联到电池两端（图1）就有电流I通 过电池内部，由于电池有内电阻r，在电池内部不 可避免地存在电位降落I·r，因而电压表的指示值 只是电池两端电压V＝EX－I·r的大小。
显然，只有当I＝0时，电池两端的电压V才 等于电动势EX。
怎样才能使电池内部没有电流通过而又能 测定电池的电动势EX呢？这就需要采用补 偿法 。
使某一电流I通过电阻ab，由于在 adE0a回路中ad段的电位差与E0的方向 相反，只要工作电池的电动势E大于 标准电池的电动势E0，滑动点就可以 找到平衡点（G中无电流时对应的点） 此时ad段的电位即为E0，因而其它各 段的电位差就为已知，然后再用这已
知电位差பைடு நூலகம்待测量相比较。
只要r2／r1和E0为已知，即可求得 EX的值。同理，若要测任意电路 两点间的电位差，只需将待测两 点接入电路代替EX即可测出。
2、为什么补偿法测量的是电池的电动势？
５，重复测量的含义：左右滑动 触点到检流计开始左右偏转的位 置，记录这些左右点的位置。
五、实验数据记录
1、按下列表格记录有关数据。 2、由测量的数据，利用公式 （3）计算被测干电池的电动势EX。 3、计算测量结果的不确定度， 写出结果表达式。 4、给出误差分析。
六、预习思考题
1、为什么校准时先要查出EN值，计算出LN 值并预置在电阻丝上a、b之间？
电位差计是精密测量中应用得最广的仪器 之一，不但用来精确测量电动势、电压， 还可以测量所有可以变换为电压的物理量， 如：电流和电阻、温度、压力、位移和速 度等，还可用来校准精密电表和直流电桥 等直读式仪表。在非电参量的电测法中也 占有重要地位。本实验就是利用补偿法的 电位差计测量电阻的阻值。
二、实验原理
直流电位差计的基本原理图，可分为 两部分：第一部分为工作回路，由直
流稳压电源E，可变限流电阻RP和精密 电阻RMN串联成一个闭合回路。第二部 分是测量回路，由检流计G、标准电 池EN、开关K和在RMN上可变接触点a、
b组成。
（1）“校准”。将图中开关K合向标准 电池EN侧，调节a、b接点使其为一预定 阻值Rab，调节RP使检流计G指零，显然