西安石油大学：《大学物理实验》课程教学资源（基础实验教案）电子元件伏安特性的研究数据处理

数据处理 电子元件伏安特性的研究数据处理 做据记录与数据处理 1.取待测电阻2509(Rx>100RA)内接 2.取待测电阻309(100Rx<R)外接 3.实验数据记录 要求原始数据为:量程x读刻度格数(格数估读一位) 满刻度格数 注:不确定度的结果保留一位有效数字,于计算不确定度有关的数字均保留两位有效数 字,测量结果按照不确定度的数字位数保留。 阻值 去 /mA 250 内接 80.0=l1.6 SA×1270=635 252.0 外接 15 800=1.6 50 150×750=7.5 213.3 3 30 内接 70.0=14 90.8=454 30.84 150 外接 ×70.0=l4 94.5=47.25 29.63 实验数据处理: (1)伏安法测电阻 系统误差的修正 对于测2509电阻时采用的内接法 电压表量程:3V 级别:0.5 电流表量程:15mA 级别:0.5 电流表内阻根据所选量程不同给出 7.5mA(3.6109)15mA(2.4099)30mA(1.369)75mA(0.5979) 饣R=Rn-R1=2520-3610=24842 对于测309电阻时采用的外接法 R,=所选电压表量程电压表欧姆每伏数=3×500=15009 R=RR 人-50 =30.230 电子元件伏安特性的研究数据处理

数据处理 电子元件伏安特性的研究数据处理 1 电子元件伏安特性的研究数据处理 数据记录与数据处理 1. 取待测电阻 250Ω( Rx  100RA )内接 2. 取待测电阻 30Ω( R Rv 100 x  )外接 3. 实验数据记录: 要求原始数据为： 读刻度格数(格数估读一位) 满刻度格数 量程  注:不确定度的结果保留一位有效数字 ．．．．．．．．．．．．．．．,．于计算不确定度有关的数字均保留两位有效数 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 字，测量结果按照不确定度的数字位数保留 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．。 阻值 接法 V/V I/mA R测 /Ω 250 内接 80 0 1 6 150 3  . = . 127 0 6 35 150 7 5 . . .  = 252.0 外接 80 0 1 6 150 3  . = . 75.0 7.5 150 15  = 213.3 30 内接 70 0 1 4 150 3  . = . 90.8 45.4 150 75  = 30.84 外接 70 0 1 4 150 3  . = . 94.5 47.25 150 75  = 29.63 4. 实验数据处理: (1)伏安法测电阻: 系统误差的修正: 对于测 250Ω电阻时采用的内接法 电压表量程:3V 级别:0.5 电流表量程:15mA 级别:0.5 电流表内阻根据所选量程不同给出 7.5mA(3.610Ω) 15mA(2.409Ω) 30mA(1.36Ω) 75mA(0.597Ω) 有 = － = 测－ = 252.0－3.610 = 248.4 测 测 x RA R RA R U R 对于测 30Ω电阻时采用的外接法 Rv = 所选电压表量程电压表欧姆每伏数= 3500＝1500 有 =  −  = − = 30.23 1500 29.63 1500 29.63 测 测 R R R R R v v x

数据处理 不确定度的计算: 在测量中使用单次测量数据故A类不确定度为0 B类不确定度表由表的量程和级别计算 对于测2509电阻时采用的内接法 =电压表量程x级别=3×05%=15×102V =0.87×10-2 √31.732 S2+pn2=0.87×103V 同样 △a=电流表量程x级别%=75×103×05%=375×10°A 3.75×10-5 √31.732 d2=a1=VSr2+n2=217×10-A U V(6.35×10×09x10 2.2×10 6.35×10 3) 292 则结果 R=(Rn-R,)±n=248±20 (两者位数要取齐并且由n位数决定,因此(Rm-RA)的值应至少比a多保留一位) E 100%=0.9% 对于测309电阻时采用的外接法 在这里只有电流表量程改变则 △仪流=电流表量程x级别6=75×10×05%=375×10A △仅3.75×10 2.17×10-4A 2.2x10-+A 电子元件伏安特性的研究数据处理

数据处理 电子元件伏安特性的研究数据处理 2 不确定度的计算: 在测量中使用单次测量数据故 A 类不确定度为 0 SU = 0 SI = 0 B 类不确定度表由表的量程和级别计算 对于测 250Ω电阻时采用的内接法 V 2 % 3 0.5% 1.5 10− 仪压 =电压表量程级别 =  =  U V 2 2 0.87 10 1.732 1.5 10 3 − − =   =  = 仪压  u S U U V 2 2 2 1 0.87 10 −  = = +  =  同样 A 3 5 % 7.5 10 0.5% 3.75 10 − − 仪流 =电流表量程级别 =   =  2.17 10 A 1.732 3.75 10 3 5 5 − − =   =  = 仪流  I I SI I A 2 2 5 2 2.17 10 −  =  = +  =  ( ) =              +         =        +       =         +        = − − − − 2 2.2 10 6.35 10 1.6 0.9 10 6.35 10 1 1 2 5 2 3 2 2 3 2 2 2 2 2 R U I U I I U I I R U R      则结果 R x = (R测 − RA ) R = 248  2 (两者位数要取齐并且由  R 位数决定，因此 ( ) R测 − RA 的值应至少比  R 多保留一位) 100% 0.9% 248 2 = 100% =  = x R R E  对于测 30Ω电阻时采用的外接法 在这里只有电流表量程改变则 A 3 4 % 75 10 0.5% 3.75 10 − − 仪 流 =电流表量程级别 =   =  2.17 10 A 1.732 3.75 10 3 4 4 − − =   =  = 仪流  I SI I A 2 2 4 2 2.2 10 −  = +  = 

数据处理 09×10 2.2×10 47.25×I0 (47.25×10 则结果R,=Ak±= 1500×296 ±0.9×10-2=302±02s 1500-296 0.2 E 100%= 305×100%=07% 2电子元件的测量:(使用15mA量程) 二极管正向特性(正向电阻很小外接) W0.000.100.200.30 0.600.650.700.75 I/mA0.000.040.1|0.16 叫咄凹 0.350.420.702.68 二极管反向特性(反向电阻很大内接) V/Vo000.101002002.50300350400450 l/mA0.000.000.000000.050.261.103.7512.8 二极管正向、反向特性曲线 二极管正向曲线 二极管反向曲线 4 3 I/mA 电子元件伏安特性的研究数据处理

数据处理 电子元件伏安特性的研究数据处理 3 ( ) =              +         =        +       =         +        = − − − − 0 2 2 2 10 47 25 10 1 4 0 9 10 47 25 10 1 I U I 1 I R U R 2 4 2 3 2 2 3 2 2 I 2 U 2 I 2 R U . . . . . .      则结果   =   −   = − = − 0.9 10 30.2 0.2 1500 29.6 1500 29.6 2 R v v x R R R R R  测 测 100% 0.7% 30.2 0.2 = 100% =  = x R R E  2.电子元件的测量：(使用 15mA 量程) 二极管正向特性(正向电阻很小外接) V/V 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 I/mA 0.00 0.04 0.1 0.16 0.21 0.25 0.28 0.30 0.35 0.42 0.70 2.68 二极管反向特性(反向电阻很大内接) V/V 0.00 0.10 1.00 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 I/mA 0.00 0.00 0.00 0.00 0.05 0. 26 1.10 3.75 12.8 二极管正向、反向特性曲线：