電位差計(jì)校準(zhǔn)電表實(shí)驗(yàn)報(bào)告材料

1、電位差計(jì)校準(zhǔn)電流表一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 理解電位差計(jì)的工作原理，掌握電位差計(jì)的使用方法。2. 掌握使用電位差計(jì)校準(zhǔn)電表的方法。3. 學(xué)習(xí)簡單電路的設(shè)計(jì)方法，培養(yǎng)獨(dú)立工作的能力。三 實(shí)驗(yàn)儀器： 學(xué)生式電位差計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)電池，穩(wěn)壓電源，可變電阻器箱兩臺(tái)，待校準(zhǔn)電 流表(20mA) ，標(biāo)準(zhǔn)電阻 Rs。四、實(shí)驗(yàn)原理：1、電位補(bǔ)償原理。E如圖是將被測(cè)電動(dòng)勢(shì)的電源 Ex 與一已知電動(dòng)勢(shì)的電源 EO“+”端對(duì) “+”端，“- ”端對(duì)“ - ”端地聯(lián)成一回路，在電路中串聯(lián)檢流計(jì)“ G”，若 兩電源電動(dòng)勢(shì)不相等， 即 ExEO 回路中必有電流， 檢流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)； 如果電 動(dòng)勢(shì) EO可調(diào)并已知，那么改變 EO 的大小，使

2、電路滿足 EX=E0，則回路中沒 有電流，檢流計(jì)指示為零， 這時(shí)待測(cè)電動(dòng)勢(shì) EX 得到己知電動(dòng)勢(shì) EO的完全補(bǔ) 償?？梢愿鶕?jù)已知電動(dòng)勢(shì)值 EO 定出 EX，這種方法叫補(bǔ)償法。我們知道，用 電壓表測(cè)量電壓時(shí)， 總要從被測(cè)電路上分出一部分電流， 從而改變了被測(cè)電 路的狀態(tài)，用補(bǔ)償法測(cè)電壓時(shí)，補(bǔ)償電路中沒有電流，所以不影響被測(cè)電路 的狀態(tài)。這是補(bǔ)償測(cè)量法最大的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)。2、電位差計(jì)按電壓補(bǔ)償原理構(gòu)成的測(cè)量電動(dòng)勢(shì)的儀器稱為電位差計(jì)。 由上述補(bǔ)償原 理可知，采用補(bǔ)償法測(cè)量電動(dòng)勢(shì)對(duì) EO 應(yīng)有兩點(diǎn)要求：（1）可調(diào)。能使 EO 和 EX 補(bǔ)償。（2）精確。能方便而準(zhǔn)確地讀出補(bǔ)償電壓 EO 大小，數(shù)值要穩(wěn)定

3、。是實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償法測(cè)電動(dòng)勢(shì)的原理線路，即電位差計(jì)的 原理圖。采用精密電阻 Rab組成分壓器，再用電壓穩(wěn)定的電源 E 和限流電阻 R串聯(lián)后向它供電。只 要 Rcd 和 IO數(shù)值精確，則圖中虛線內(nèi) cd 之間的電壓即為精確的可調(diào)補(bǔ)償電 壓 EO， EO和 EX 組成的回路 cdGEX稱為補(bǔ)償回路。學(xué)生式電位差計(jì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)學(xué)生式電位差計(jì)實(shí)物圖3、電位差計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)EREs要想使回路的工作電流等于設(shè)計(jì)時(shí)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值 IO，必須對(duì)電位差計(jì) 進(jìn)行校準(zhǔn)。方法如圖所示。 ES 是已知的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)它的大小，取 cd 間電阻為 Rcd，使 Rcd=ES/IO，將開關(guān) K 倒向 ES，調(diào)節(jié) R 使檢流計(jì)指針無偏 轉(zhuǎn)，電

4、路達(dá)到補(bǔ)償，這時(shí) IO 滿足關(guān)系 IO= ES/Rcd，由于已知的 ES、Rcd都相 當(dāng)準(zhǔn)確，所以 IO就被精確地校準(zhǔn)到標(biāo)準(zhǔn)值，要注意測(cè)量時(shí) R 不可再調(diào)，否 則工作電流不再等于 IO。4電流表的校準(zhǔn)校正電流表的電路如圖 5-20-4 所示，圖中毫安表為被校準(zhǔn)電流表， R 為 限流器， Rs 為標(biāo)準(zhǔn)電阻，有個(gè)接頭，上面兩個(gè)是電流接頭，接電流表，下 面兩個(gè)是電壓接頭， 接電位差計(jì)。 電位差計(jì)可測(cè)出 Rs 上的電壓 U s，則流過 Rs 中電流的實(shí)際值為 I0 U s /Rs在毫安表上讀出電流指示值 I ，與 I 0進(jìn)行比較，其差值 I I I0 稱為電 流表指示值的絕對(duì)誤差。找出所測(cè)值中的最大絕

5、對(duì)誤差I(lǐng)m ，按式（ 0-0-1 ）確定電流表級(jí)別。a 量I限m 100%（0-0-1 ）電路實(shí)物圖 :五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1 、校準(zhǔn)學(xué)生式電位差計(jì)使用電位差計(jì)之前，先要進(jìn)行校準(zhǔn)，使電流達(dá)到規(guī)定值。先放好RA、RB 和 RC，使其電壓刻度等于標(biāo)準(zhǔn)電池電動(dòng)勢(shì)，取掉檢流計(jì)上短路線，用所 附導(dǎo)線將 K 1、K2、K3、G、R、Rb和電位差計(jì)等各相應(yīng)端鈕間按原理線路圖 進(jìn)行連接，經(jīng)反復(fù)檢查無誤后，接入工作電源E，標(biāo)準(zhǔn)電池 ES 和待測(cè)電動(dòng)勢(shì) EX，Rb 先取電阻箱的最大值，（使用時(shí)如果檢流計(jì)不穩(wěn)定， 可將其值調(diào)小， 直到檢流計(jì)穩(wěn)定為止） ，合上 K 1、K 3，將 K2 推向 ES（間歇使用），并同時(shí)調(diào)

6、 節(jié) R，使檢流計(jì)無偏轉(zhuǎn)（指零） ，為了增加檢流計(jì)靈敏度，應(yīng)逐步減少 Rb， 如此反復(fù)開、合 K2 ，確認(rèn)檢流計(jì)中無電流流過時(shí)，則 IO 已達(dá)到規(guī)定值。2、校準(zhǔn) 20mA電流表制修正曲線按照線路圖連接好電路， 并將標(biāo)準(zhǔn)電阻兩旁的導(dǎo)線接到電位差計(jì)的 “未 知”接線柱，就可進(jìn)行微安表校準(zhǔn)。所謂“校準(zhǔn)”就是在每個(gè)電表電流讀數(shù) 下，測(cè)定電阻兩端的準(zhǔn)確電壓，從而算出準(zhǔn)確電流，再與電表讀數(shù)電流進(jìn)行 比較。調(diào)節(jié) R阻值使得 A的讀數(shù) I 由 0逐步增加至滿偏，中間取 10 個(gè)數(shù)據(jù) 點(diǎn)，在每個(gè) I 值讀出相應(yīng)的 Us，用I 0 Us / Rs算得相應(yīng)真值（客觀值） 。再得 出 I I I0即可。之后，以I 為

7、橫坐標(biāo)，- I為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上作出 I I 校準(zhǔn)曲線；作出待校準(zhǔn)表的修正曲線。3 計(jì)算電流表的等級(jí)：量限100%此處 Io=20mA 為電流表量程。當(dāng) a為 0.5級(jí)，0.5a1.0為 1.0級(jí)，1.0a 1.5為 1.5級(jí)，1.5a 2.0為 2.0級(jí)。由此確定被校準(zhǔn)表的實(shí)際等級(jí)。六、數(shù)據(jù)記錄及處理1 數(shù)據(jù)記錄Rs=70?？潭戎礗 (mA)校準(zhǔn)值 I=I- I （mA）上行下行平均值V1（mv）V2（mv）V =V1+V2/2（mv）I = V /Rs（mA）2.004.006.008.0010.0012.0014.0016.0018.0020.002 校準(zhǔn)曲線3 計(jì)算電流表的級(jí)數(shù)量限a

8、100%=七 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1、 為了使被校準(zhǔn)電流表校準(zhǔn)后有較高的準(zhǔn)確度， 電位差計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)電阻 的準(zhǔn)確度等級(jí)必須比被校電表的級(jí)別高得多。2、不使用檢流計(jì)本儀器時(shí)，一定要將其短路，否則檢流計(jì)處于開路狀 態(tài)。使用電位差計(jì)必須先接通其他電路，然后再接補(bǔ)償回路，斷電時(shí)須先斷 開補(bǔ)償回路，再斷開其他電路。3、 標(biāo)準(zhǔn)電池只能短時(shí)間通過 1A左右的電流， 否則將影響標(biāo)準(zhǔn)電池的 精度直到造成永久性電動(dòng)勢(shì)衰落。所以，校準(zhǔn)中要注意選用“Rb”，使用 K2要短促，以保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)電池，不能用伏特計(jì)測(cè)它的電動(dòng)勢(shì)，要防止標(biāo)準(zhǔn)電池震 動(dòng)。4 校準(zhǔn)電表前必須先進(jìn)行檢流計(jì)調(diào)零，并校準(zhǔn)工作電流。5 校準(zhǔn)時(shí)要隨時(shí)注意微安表讀數(shù)是否穩(wěn)定，

9、如不穩(wěn)定，應(yīng)先將電流表 穩(wěn)定，再進(jìn)行讀數(shù)。八 實(shí)驗(yàn)誤差分析1 系統(tǒng)誤差：電表的不準(zhǔn)確性（包括標(biāo)準(zhǔn)電池，電位差計(jì)，電阻箱等） ; 導(dǎo)線電阻引起的電流減小的誤差等2 隨機(jī)誤差：電源的波動(dòng)；地磁場(chǎng)的影響；估讀數(shù)據(jù)的讀書誤差；做修 正曲線時(shí)描點(diǎn)等的誤差等九 該實(shí)驗(yàn)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)： 該實(shí)驗(yàn)用電位差計(jì)，“內(nèi)阻”高，不影響待測(cè)電路，用電壓表測(cè)量未知 電壓時(shí)總要從被測(cè)電路上分出一部分電流，這就改變被測(cè)電路的工作狀態(tài)， 電壓表內(nèi)阻越小，這種影響越顯著，用電位差計(jì)測(cè)量時(shí)，補(bǔ)償回路中電流為 零，可測(cè)出電路被測(cè)兩端的真正電壓。由于電阻 Rab 可以做得很精密，標(biāo)準(zhǔn) 電池的電動(dòng)勢(shì)精確且穩(wěn)定， 檢流計(jì)足夠靈敏， 所以在補(bǔ)償?shù)臈l件下能提供相 當(dāng)準(zhǔn) 確的補(bǔ)償電壓，在計(jì)量工作中常用電位