热电阻范文第1篇

疏水探针属于带保护管型二次复合全铠装热电偶（热电阻'>热电阻），由于其动态特性特别好，可用于高温高压的压力容器及管道上进行流体介质的快速温度测量。虽然它的热元件（偶丝或热电阻'>热电阻元件）对外壳（保护管或铠体）是绝缘的，但它的响应速度却达到了极高（τ0.5=3.24秒）的程度，因此它的诞生解决了困扰人们多年的难题，在需要快速测温的系统应用中可得到十分理想的效果。

1背景技术

1.1常规热电偶（热电阻'>热电阻）存在的问题

常规带保护套管的热电偶（热电阻'>热电阻）是由保护套管和带绝缘材料（瓷珠、玻璃管等）的热元件或铠装热元件、接线盒（偶头）等部分组成。其测温的敏感区在其尖端（感温端），在测温过程中被测介质的热量先传到套管端部，使端部金属温度上升，然后再经过套管与热元件之间的接触部分或空气间隙、绝缘体等传到热元件（热接点）。如果是铠装热元件还须先加热铠体，然后经绝缘层传到热元件（热接点）在传热过程中因以下原因使传热过程变慢：

（1）保护管及其端部体积较大，热容量较大，所以温升较慢。

（2）如要求热元件绝缘，则保护管与热元件不能直接接触，只能通过空气隙或绝缘层传热使传热过程变慢。

（3）如采用铠装热元件，则往往铠体与保护管之间为点接触，有时还接触不良，即使采用弹簧压紧方法也仅仅使点接触稍好一点，但并不根本解决问题。

（4）不少热电偶（热电阻'>热电阻）热元件尺寸偏大，尤其是热电阻'>热电阻，使本身热容量大造成温度变化慢。

（5）由于多层结构原因造成传热过程从外层传到内层最后到达内部，使传热过程变得很慢。

国家标准衡量热电偶（热电阻'>热电阻）动态响应速度是其在阶跃扰动下，变化量达到最终值的10、50、90所经历的时间τ0.1、τ0.5、τ0.9、一般常规带保护管的装配式热电偶的τ0.5、约为60—120秒。

1.2改善带保护管的热电偶（热电阻'>热电阻）动态特性的常规措施和存在的问题。

（1）多年来人们为改善热电偶（热电阻'>热电阻）的动态特性做了不少努力，采取了以下措施，也得了一定效果，但因为要求元件与外壳（地）绝缘，所以始终未能达到理想效果。

①在改善传热方面：尽量减小空气隙或以固体绝缘材料代替空气隙，如不用偶丝穿瓷管等装配式结构（wrn系列），采用铠装热元件（wrnk系列），既达到了绝缘目的，又减小了传热过程中的空气隙。图1是采用装配式元件与采用铠装元件的带保护管的热电偶从冰点向沸点的阶跃扰动件的带保护管的热电偶从冰点向沸点的阶跃扰动实录曲线，从图中可知前者的、τ0.5为90秒，后者为70.8秒。

②采取加弹簧压紧的方法，使热元件与套管端部接触可靠；采用面接触方式增大传热面积的方法。如：套管端部内孔与铠装热元件外径配合安装使接触面呈柱面或将热元件端部与套管端部加工成圆锥，使接触面增大，均能取得一定效果。如wrnk—的τ0.5为51秒。

③在减小热容量方面：采用将保护管端部加工成小直径圆柱的方式及尽量采用小尺寸元件，如用细的偶丝以及用微型薄膜热电阻'>热电阻等。综合采用上述的措施后，目前国内最好的高温高压带保护管的热电偶（热电阻'>热电阻）的τ0.5可达到30秒以下。

（2）热接点接地的方式

采用热接点直接接触保护管尖端或干脆把热接点与保护管端部焊到一起的方法，这种方法可以使动态特性达到较理想程度，但却带来一个致命的问题，即热元件必须接地。

由于热元件接地使一般监控系统造成两点接地，使系统干扰大幅度增加，模拟指示表漂摆，数显表乱跳字，尤其是计算机监控系统，元件接地有时使系统根本不能工作，严重时会造成i/o（输入/输出）模件损坏，所以，这种结构目前极少采用。

1.3疏水探针改善带保护管热电偶（热电阻'>热电阻）动态特性的技术措施

（1）将保护套管端部金属与热元件（铠装型）铠体合二而一，减少了从被测介质向热元件敏感区热端传热过程的环节。

（2）采用全铠装结构使保护管尖端金属向元件热端传热完全取消了空气隙，仅剩一层致密的mgo固体绝缘层，这样大幅度地降低了传热热阻。

（3）采用小热容量元件（细偶丝或微型薄膜热电阻'>热电阻元件）使热惯性降至较低水平。

疏水探针的保护管采用耐热合金材料（icr18ni9ti）使本身具有耐高温性能；采用特殊焊接和压合技术，使整个热电偶（热电阻'>热电阻）具有承受高压（≥40mpa）的能力；采用优质全铠装热电偶（热电阻'>热电阻）元件，使疏水探针具有极高的元件对外绝缘电阻ri值（常温ri≥2000mω，500℃时ri≥300mω）。

采取以上技术措施后，疏水探针获得了动态响应时间τ0.5=3.24秒的快速特性。图2是疏水探针在水浴与冰瓶中经正向（图中右）和负向（图中左）阶跃扰动下的飞升特性曲线，从曲线可知τ0.5达到了3.24秒。

2应用范围及使用方法

（1）用于疏水监控系统，可快速检测汽轮机本体、主汽管道、抽汽管道、高压缸排汽管道或旁路系统减温器后管道在工作状态下（过热蒸汽介质）突发性产生蒸汽带水、疏水和产生两相流情况的发生。用于汽轮机防进水保护、排汽与抽汽管道快速自动疏水、旁路后管道自动疏水等保护系统，可防止汽机弯轴、管道破裂等事故发生，可代替电接点疏水检测方式，取消疏水罐。

①安装方法

可将疏水探针安装在管道或容器下部积存疏水的位置，取样开孔在下管壁，插座朝下，疏水探针向上插入，必要时可在同一管道截面的上部加装一个对比热电偶（可用疏水探针或普通用热电偶）以进行对比判别。

②监控方式

·对比方式将疏水探针所测管道下部介质温度与上部介质温度在比较器模块进行比较，当二者的差值达到所整定值时进行报警和联动疏水保护。

·速率判别方式，将疏水探针所测管道下部介质温度进行速率判别，如其速率超过所整定值时，表明来水，即进行报警和联动疏水保护。

（2）用于小惯性系统的快速温度监测和需要快速测温的调节系统（例如锅炉i、ii级减温器的喷水点后）

①安装方法

安装方法同常规热电偶

②使用方法

用于小惯性系统的快速温度监测须注意模拟量输入通道的滤波时间常数不宜过大，最好≤1秒。

用于快速测温的调节系统须在副环整定时按比常规热电偶采用的时间常数更小的时间常数进行整定，可获得较快的调节速度和较高的稳定性。

热电阻范文第2篇

【关键词】光敏电阻 热敏电阻 传感器 物理 应用

【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）10-0216-02

引言

电阻式传感器的原理是通过敏感电阻阻值的变化将被测量的物理量，常见的敏感电阻主要有热敏电阻、光敏电阻、压敏电阻、磁敏电阻和气敏电阻等，这些敏感电阻都可以被看做是变阻器。光敏电阻、热敏电阻等传感器在生活中的应用是高三物理的一个知识点，应该引起高三物理教学和学习的高度重视。

1.热敏电阻与光敏电阻介绍

1.1 热敏电阻

热敏电阻传感器通过电阻随温度变化的特征，用电阻的变化来反应温度的变化的装置。若导体的材料为金属材料，则温度和电阻之间呈现正相关的关系，而半导体材料的电阻变化却和温度变化呈非线性的负相关的关系。在温度变化相同的条件下，热敏电阻的阻值随温度的变化是铂热电阻的约10倍左右，所以当对精度要求较高时，应用热敏电阻代替铂热电阻来进行测量。热敏电阻具有很多较为突出的优点，如灵敏度高、体积小、热惯性小、工作寿命长、测量简便、价格低廉等。然而，热敏电阻的缺点也是十分明显的，比如热敏电阻的测量结果具有较大的非线性，稳定性及一致性也不理想，在应用热敏电阻进行测量的过程中通常需要外加补偿电路。

1.2 光敏电阻

光敏电阻的又称为光导管，其原理是基于光电效应，当没有光照时，光敏电阻的阻值较高，而当光敏电阻受到光照时，光敏电阻的电阻值降低，光照越强，电阻的阻值降低的越多，光照停止，阻值恢复。光敏电阻一般都是由半导体材料所制成的，其结构较为简单，在玻璃底板涂上一层半导体物质，在半导体物质的两端装上金属电极，将半导体和金属电极装入塑料封装体内。

2.热敏电阻与光敏电阻的应用

2.1 热敏电阻的应用

热敏电阻的阻值随着温度的变化而呈现阶段性的变化，可以把温度信号转化为电信号热敏电阻可以分为PTC热敏电阻和NTC热敏电阻两类，其中PTC热敏电阻的特点是电阻值与温度呈正相关关系，而NTC热敏电阻则恰恰相反，即电阻值与温度的变化呈现负相关的关系。其中PTC热敏电阻的用途主要有自动消磁PTC热敏电阻、延时启动热敏电阻、恒温加热热敏电阻、过流保护热敏电阻和过热保护热敏电阻。其中自动消磁用PTC热敏电阻通常用于电视剧的消磁电路中，延时启动PTC热敏电阻通常应用于空调冰箱制冷等电器的电路中，恒温加热PTC热敏电阻通常应用于热水器电路中，过流保护热敏电阻和过热保护热敏电阻主要应用于电子镇流器、电脑、电视等电路中。NTC热敏电阻按照用途的不同则主要分为功能型NTC热敏电阻、补偿型热敏电阻和测温型热敏电阻。总而言之，可以利用热敏电阻来对温度进行测量或者控制。热敏电阻在生活中的应用十分广泛，如电饭煲、电热水器、电熨斗、饮水机、空调、电冰箱、温度报警器、热熔胶枪等都应用了热敏电阻。

2.2 光敏电阻的应用

光敏电阻按照光谱特性可以分为三类，分别是可见光光敏电阻、紫外光光敏电阻和红外光光敏电阻。其中，可见光光敏电阻主要是应用在对于可见光进行自动控制的控制系统中，如光电跟踪系统，路标灯、航标灯、光控开关等都是对可见光光敏电阻进行的应用，另外可见光光敏传感器可以和声敏电阻传感器一起被用来作为声光控制开关。紫外光光敏系统由于对于紫外线的敏感度较高，所以一般通常被用来对紫外线进行探测，红外光敏电阻则主要应用于红外光谱、红外通信等方。

3.结语

本文结合高中物理相关知识，首先对热敏电阻传感器、光敏电阻传感器的工作原理、特点和优缺点等内容进行了阐述，在此基础上对热敏电阻和光敏电阻的用途进行了分析，研究结果表明，光敏电阻、热敏电阻等传感器主要应用于温度控制、稳压温度、温度补偿、各类加热器、开关电源、温度控制电路及开关保护电路等诸多方面，与人们的生活具有密不可分的关系。

参考文献

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[3]廖伯琴，张大昌.《全日制物理课程标准解读》[M].湖北教育出版社 2002 年 6月第 1 版.

[4]王霞.《用音乐集成电路做“传感器简单应用”实验》[J].实验教学与仪器 2007 年第5 期.

[5]孔潇潇.《新课程标准下全国高中物理新教材对比研究与浅析》[D].华东师范大学2006 年 5 月.

[6]母小勇、李代志著.《物理学教育新论》[M].江苏教育出版社 2001 年 11 月第 1版.

热电阻范文第3篇

关键词：热电阻;结构特点;维护

Abstract: temperature measurement instrument refers to analog temperature sensor thermocouple, heat resistance, semiconductor pn junction, the sampling signal, after amplification by the analog-to-digital converter, the digital display the measured temperature value.

Keywords: thermal resistance; structural characteristics; maintenance

中图分类号： TF806文献标识码：A文章编号：

前言：

热电阻温度测量仪表的简介、结构特点、接线方式、日常维护。

温度是表征物体冷热程度的物理量，是工业生产和科学实验中最普通、最重要的热工参数之一。温度不能直接加以测量，只能借助于冷热不同的物体之间的热交换，以及物体的某些物理性质随冷热程度不同而变化的特性，来进行间接测量。利用热平衡原理，我们可以选择某一物体同被测物体相接触来测量它的温度，当两者达到热平衡状态，选择物体与被测物体的温度相同，通过对选择物体的物理量的测量，便可得到被测物体的温度数值。温度检测的传统方法是使用热电偶、热电阻、半导体PN结之类的模拟温度传感器，信号经取样、放大后经模数转换，以数字显示出测量的温度值。

温度测量仪表按测温方式可分为接触式和非接触式两大类。通常来说接触式测温仪表测温仪表比较简单、可靠，测量精度较高；一般的温度测量仪表都有检测和显示两个部分。在简单的温度测量仪表中，这两部分是连成一体的，如水银温度计；在较复杂的仪表中则分成两个独立的部分，中间用导线联接，如热电偶或热电阻是检测部分，而与之相配的指示和记录仪表是显示部分。下面来谈一谈我对热电阻温度仪表的认识。

1、热电阻的测温原理、特点：

热电阻是中低温区常用的一种测温元件。热电阻是基于电阻的热效应进行测量的，即电阻体的阻值随温度变化而变化的特性。因此只要测量出感温热电阻的阻值变化就可测量出温度。目前主要有金属热电阻和半导体热敏电阻两类。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。我公司主要使用是铂热电阻。

热电阻通常和显示仪表、记录仪表、自控系统等套使用。它可以直接测量各种生产过程中从 -200℃ 至 + 600℃ 范围内的液体、蒸汽和气体介质及固体表面的温度。超过600℃的一般选择热电偶为测量原件。

（ 1 ） WZ 系列装配热电阻：通常由感温元件、安装固定装置和接线盒等主要部件组成，具有测量精度高，性能稳定可靠等优点。实际运用中以 Pt100 铂热电阻运用最为广泛。

（ 2 ） WZPK 系列铠装铂热电阻：铠装热电阻是由感温元件、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体，它有下列优点：体形细长，热响应时间快，抗振动，使用寿命长等优点。

（ 3 ）隔爆型热电阻：隔爆型热电阻通过特殊结构的接线盒，把接线盒内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影响而发生的爆炸局限在接线盒内，生产现场不会引起爆炸。

（ 4 ）端面热电阻：端面热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝缠绕制成，紧贴在温度计端面。它与一般轴向热电阻相比，能更正确和快速地反映被测端面的实际温度，适用于测量表面温度。）

2、热电阻的信号线连接方式

热电阻是把温度变化转换为电阻值变化的一次元件，通常需要把电阻信号通过引线传递到计算机控制装置或者其它一次仪表上。工业用热电阻安装在生产现场，与控制室之间存在一定距离，因此热电阻的引线对测量结果会有较大的影响。目前热电阻的引线主要有三种方式

（1）、二线制：在热电阻的两端各连接一根导线来引出电阻信号的方式叫二线制：这种引线方法简单，但由于连接导线必然存在引线电阻，引线电阻大小与导线的材质和长度的因素有关，因此这种引线方式只适用于测量精度较低的场合。

（2）、三线制：在热电阻的根部的一端连接一根导线，另一端连接两根引线的方式称为三线制，这种方式通常与电桥配套使用，可以较好的消除引线电阻的影响，是工业过程控制中最常用的引线电阻。

（3）、四线制：在热电阻的根部两端各连接两根导线的方式称为四线制，其中两根引线为热电阻提供恒定电流，把电阻转换成电压信号，再通过另两根引线把打压信号引至二次仪表。可见这种方式可完全消除引线的电阻影响，主要用于高精度的温度检测。

状态下可以消除导线电阻的影响。

4、热电阻温度仪表的日常维护

配热电阻温度仪表在当今科学技术如此发达的今天得到了较理想的运用。那么配热电阻温度仪表在企业过程控制中会出现的状况又有那些呢？环境温度的影响，材质材料质量的影响，导线电阻内阻串进其热电阻的影响等等该如何去解决呢？(1) 显示仪表指示低或者不稳。我们应该拆掉热电阻温度仪表接线，检查热电阻温度计的保护管内是不是有了金属屑、灰尘、接线柱是不是有积灰，另外我们还可以用万用表测量看是不是热阻出现了短路的现象，正常热电阻的阻值在110欧姆左右。

热电阻范文第4篇

关键词:热敏电阻; 电桥; 热敏温度计;实验误差

1 热敏电阻温度计制作原理

图1是热敏温度计制作示意图,热敏电阻温度计制作是应用桥式电路,使热敏电阻成为电桥的一个臂,利用电阻随温度的变化破坏电桥的平衡而产生不平衡电流来测量温度。热敏电阻具有负温度系数,其阻值随温度的变化不呈线性,而是随着温度的升高按指数规律迅速降低,其经验公式[1,2]是:

其中,和分别表示绝对温度为T和T1的电阻值;B是热敏电阻的特性参数(单位为K),在一定温度范围内是一个常数,B值越大,热敏电阻器的热灵敏度越高。B值的大小取决于热敏材料的性能,它是材料性质的表征。C是温度和电阻值的普适常数。式(2)可化简为

由T=T0和T=T1时的电阻值,我们就可以得出C和B的值。

其次,我们来研究电流表的电流值Ig和温度T的关系,由图1所示,解惠斯登电桥可得:

把(3)式代入(4)式中可得:

在这里R1、R2、R3、Rg、为已知数,而C和B可求,代入(5)式表示出电流值Ig随温度T变化的关系。

2 理论模拟

由实验和图1中可以得出,R1=R2=3kΩ;Rg=120Ω;W2=700Ω;W3=1.38KΩ;R3=27kΩ;当T=273.15K时,RT=27.7kΩ;当T=323.15K时,RT=4.38 kΩ。

联立(2)式和(3)式可求得:

B=3255.97K ; C=0.18435485

把B和C代入(3)式得

当Ig=100μA时,RT=4.38kΩ,T=323.15K可求W1的电阻Rw1得:

而由B、C、R1、R2、R3、、Rw1的值,我们可以求得电流值Ig和温度T的关系式:

实验测得和理论得到电流与温度曲线如图2所示。从图中可以看到实验曲线和理论曲线十分接近,但是,理论曲线更接近于直线,趋近于线性化,因此,根据理论曲线我们能按照线性关系得出不同电流所对应的温度。

3 总结

通过理论模拟计算,得到较好理论结果,这为指导学生实验和设计实验提供了理论依据。同时,也对今后热敏温度计的制作研究工作,具有一定的指导意义。

参考文献:

热电阻范文第5篇

下面结合例题，对两种方法(伏安法、半偏法)进行说明，并适当拓展。

1 用电流表、电压表测电阻的大小(伏安法)

要掌握以下几点：

（1）测量电路――电流表内接法和外接法选择。内接法测大电阻，外接法测小电阻。

（2）供电电路――滑动变阻器改变电路中电流时（串联限流式）是用大电阻控制小电阻；改变电压时（并联分压式）是用小电阻控制大电阻。

（3）电表量程的选择等。

选用实验器材一般应根据实验原理掌握“可行”、“精确”和“方便”的原则。

可行――是指选用的实验器材要能保持实验的正常进行；

精确――是指选用的实验器材在条件允许的前提下要尽可能减小实验误差(如电表的指针偏转要求较大，一般超过三分之一量程)；

方便――是指选用的实验器材要便于操作。如滑动变阻器的选择，既要考虑它的额定电流，又要考虑它的阻值范围，在二者都能满足实验要求的情况下，还要考虑阻值大小在实验操作中是否调节方便。

根据教学大纲及高考考核的要求，选择电学实验仪器主要是选择电表、滑动变阻器、电源等器件，通常可以从以下三方面入手：

(1)根据不让电表受损和尽量减少误差的原则选择电表。首先保证流过电流表的电流和加在电压表上的电压均不超过使用量程。然后合理选择量程。务必使指针有较大偏转(一般取满偏的1／3-2／3左右)，以减少测读的误差。

（2）根据电路中可能出现的电流或电压范围需选择滑动变阻器。注意流过滑动变阻器的电流不超过它额定值。对高阻值的变阻器，如果滑动头稍有移动，使电流电压有很大变化的，不宜采用。

（3）应根据实验的基本要求来选择仪器。对于这种情况，只有熟悉实验原理，才能做出恰当的选择。

对器材的选择的一般步骤是：

找出唯一性的器材草画电路图(暂不把电表接入)估算最大值(在限流电路中把滑动变阻器触头推向最小值)考虑能否都使电表达到满偏的1／3以上。

在“伏安法测电阻”和“伏安法测电池电动势和内电阻”的实验中，一般选用总阻值较小的滑动变阻器，一者可方便调节，二者可减少误差。

在滑动变阻器作限流作用时，为使负载Rx（即接入电路的其他电阻）既能得到较宽的电流调节范围，又能使电流变化均匀，选择变阻器时，应使其总电阻R0大于Rx，一般在2~5倍为好。

在滑动变阻器作为分压作用时，一般取滑动变阻器的总电阻R0在0.1Rx~0.5Rx(Rx为负载）之间为好。

1.1 常规法――直接用电流表、电压表测电阻的大小

运用常规接法，要注意以下几点：电流表内接法和外接法的选择；滑动变阻器的串联限流和并联分压两种接法的选择；电表量程的选择等。

例1 已知电阻丝的电阻约为10Ω，现利用下列部分器材测量该电阻，应选用的器材有（只填代号）。画出用伏安法测上述电阻丝电阻的电路图。

A.量程是0.6A，内阻是0.5Ω电流表；B.量程是3A，内阻是0.1Ω的电流表；C.量程是3V，内阻是6kΩ的电压表；D.量程是15V，内阻是30kΩ的电压表；E.阻值为0~1Ω，额定电流为0.5A的滑动变阻器；F.阻值为0~10Ω，额定电流为2A的滑动变阻器；G.蓄电池（6V）；H.开关一个，导线若干。

析与解 ①先选电源：G。

②选电流表

电源选定后可估算总电流，不连入滑动变阻器时干路电流最大值Imax=610A=0.6A，因此电流表选A。若选B表，会有以下不足：首先0.6A电流太小，指针偏转范围不足刻度盘的三分之一，读数时误差较大；其次电流表满偏电流越大，最小刻度即精确度越低，故不选B。

③选电压表

若选C表，量程3V，则干路总电流要被控制在0．3A以下，由上所选A电流表，指针偏转可较大。

若选D表，量程15V，电源6V，即615=12.5，此时电压表指针偏转范围不能很好满足指针在13~23刻度盘范围，加之15V量程时，精确度太低，为实现电压和电流表精确度的匹配，应选C表而不选D表。

④选变阻器

由于已选量程是3V的电压表，滑动变阻器用限流接法时，选0~10Ω的阻值太小(回路电流超电流表量程)，选用0~1000Ω的阻值太大(调节不方便)。因此决定滑动变阻采用分压电路连接方式。由于电阻丝阻值约为10Ω，为在3V、0．3A以下范围内调节滑动变阻器，读取几组测量值；滑动变阻器应选0~10Ω的。不应选用0~1000Ω的滑动变阻器，一是因为其阻值太大，调压不灵敏，二是满足要求的情况下，应尽量选用小规格的器材。

⑤确定电流表的接法。由Rx=10Ω，RA=0.5Ω，RV=6kΩ可得。为减小RA分压带来误差，应选电流表外接。

2 非常规法

指电表在使用过程中不按常规的接法。已知电表的内阻，电流表可以测量电压；电压表可以测量电流

“安安”法：是利用两块电流表(安培表)测电阻的一种方法，这一方法的创新思维是运用电流表测电压（或算电压)，此方法适用于电压表不能用或没有电压表等情形。设计电路时除考虑电流表的量程外，还要考虑滑动变阻器分压与限流的连接方式。

利用“安安”法测电流表的内阻

例2 从下列实验器材中选出适当的器材，设计一电路来测量电流表A1的内阻r1，要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据。

(1)画出电路图，标明所用器材的代号。

A.待测电流表(A1)量程10mA，内阻r1待测(约40Ω)；B.电流表（A2)量程500μA，内阻r2=750Ω；C.电压表(V)量程10V，内阻r3=10KΩ；D.电阻(R1)阻值约100Ω，作保护电阻用；E.滑动变阻器(R2)总阻值约50Ω；F.电池(E)电动势1．5V，内值很小。开关一只，导线若干。

（2)若选测量数据中的一组来计算r1，列出计算电流表A1所用的表达式并说明各符号的意义。

析与解 流过电流表A1的电流可自己读出，只要测出电流表两端的电压，根据欧姆定律可求得电压表的内阻。估计电流表A1满偏时两端的电压约为0．4V，用电压表测量电压指针偏转太小，不合适。由于电流表A2的内阻和满偏电流已知，可用作电压表使用，量程为U=I2r2=0．375V。为了安全，用电阻R1与电流表A1串联，起保护作用。由于滑动变阻器的最大阻值约50Ω，电流表内阻和保护电阻之和约140Ω，为了提高测量的精确度（流过电流表的电流变化较大），滑动变阻器需分压接法。电路图如图2所示。

若在某次测量中，电流表A1和电流表A2的读数分别为I1和I2，则r1=I2r2I1

“伏伏”法：是利用两块电压表（伏特表）测电阻的一种方法，这一方法的创新思维是运用电压表测电流（或算电流），此方法适用于电流表不能用或没有电流表等情形。设计电路时不仅要考虑电压表的量程，还要考虑滑动变阻器分压与限流的连接方式。

利用“伏伏”法测电压表的内阻

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例3 现有器材：电压表V1(量程2V，内阻约几千欧)，电压表V2(量程15V，内阻约几十千欧)，定值电阻R1(3．0kΩ)，滑动变阻器R(0～200Ω)，直流电源(约6V，内阻不计)，开关，利用这些器材测量电压表V1的内阻值。

(1)在方框中画出实验电路图。

(2)用已知量和直接测得量表示的电压表V1内阻的表达式为r=U1R1U2-U1。式中各直接测得量的意义是：________。

析与解 电压表V1两端的电压可直接读出，只要测出流过电压表V1的电流，根据欧姆定律可求得电压表的内阻。电压表V1满偏时两端的电压为2V，而电压表V2的量程为15V。为了安全，用电阻R1与电压表V1串联后与电压表V2并联。由于滑动变阻器的最大阻值(约200Ω)小于并联电阻之和（约几千欧)，而电源电动势约6V，为了提高测量的精确度(电压表两端的电压变化较大)，滑动变阻器需分压接法。电路图如图3所示。

U1是电压表V1的读数，U2是电压表V2的读数。

3 半偏法

3.1 电流表半偏

例4 图4是测定电流表内电阻实验的电路图。电流表的内电阻约在100Ω左右，满偏电流为500μA。用电池作电源。

实验室中配有的可变电阻为：

A.电阻箱，阻值范围为0~10Ω。

B.电阻箱，阻值范围为0~9999Ω。

C.电位器，阻值范围为0~200Ω。

D.电位器，阻值范围为0~20kΩ。

在上述配有的可变电阻中，电路图中的R应用____，R′应选用____。（填写字母代号）

析与解 当接入可变电阻电路部分的电阻远大于电流表内阻的情况下，闭合开关S2，电路中的总电阻认为不变，即总电流认为不变。R′与Rg并联，当电流表半偏时，流过R′与Rg的电流认为相等，则Rg等于R′。

正确答案D；C。

3.2 电压表半偏

例5 现有一量程为3V的电压表，内阻约3kΩ。为了较准确地测量其内阻，在没有电流表的情况下，某同学设计了如图5所示的实验电路，按此电路可以测出电压表的内阻。

（1）他的主要操作步骤如下：

A.按图所示连接电路图，滑动变阻器的滑片滑到______端。

B.闭合开关S2和开关S1，调节P点位置使电压表指针指到______。

C.保持R0的滑片不动，断开开关S2，调节R，使电压表的指针指到______，记下此时R的值，则所测电压表的内电阻RV为此时的R值。

（2）本实验中，若提供以下器材：

A.电池组（电动势4V）；B.电阻箱（0~999Ω）；C.电阻箱（0~9999Ω）；D.滑动变阻器（0~20Ω，1A）；E.滑动变阻器（0~1kΩ，0.5A)

为完成上述实验，电阻箱R应选______，滑动变阻顺R0应选______(填“大于”、“等于”或“小于”）电压表内阻的真实值。

析与解 当滑动变阻器并联部分的电阻远小于电压表内阻的情况下，并联部分电压基本不变。因此，断开开关S

2，R与RV串联，当电压表半偏时，R与RV的电压相等，则RV等于R。

（1）的正确答案应为左端；满刻度；满刻度的一半。

（2）实际上，断开开关S2，电阻箱连入电路以后，电路的总电阻变大了，aP端的电压也将变大一点，为了减小由此产生的对aP端电压的影响，滑动变阻器的左端部分电阻应远小于RV，即RV越小系统误差也越小，则R0应选用D。电阻箱R的总阻值应大于电压表的内阻，所以R应选用C。

断开开关S2，电路的总电阻变大了，并联部分的电压也稍有增大，当电压表半偏时，电阻箱两端的电压要稍大于电压表两端的电压，即R稍大于RV。因此用这种方法测得的电压表内阻有系统误差，是偏大的。