電位差校準(zhǔn)電壓表

本文格式為Word版，下載可任意編輯——電位差校準(zhǔn)電壓表

用電位差計(jì)校準(zhǔn)電壓表的原理研究

[內(nèi)容摘要]電壓表經(jīng)過長(zhǎng)期使用，確鑿度降低，試驗(yàn)室一般用電位差計(jì)校準(zhǔn).[關(guān)鍵詞]電位差計(jì)電壓表校準(zhǔn)補(bǔ)償原理

一、引言

由于電位差計(jì)確鑿度等級(jí)，而尋常所用的電壓表只有0.5級(jí)甚至5級(jí)，從精度上來說完全可以用電位差計(jì)來校準(zhǔn)電表，但電位差計(jì)的量程較小，要用小量程的電位差計(jì)校準(zhǔn)大量程的電壓表必需設(shè)計(jì)一個(gè)合理的電路通過分壓的方式實(shí)現(xiàn)。二、試驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.理解電位差計(jì)的工作原理，把握電位差計(jì)的使用方法。2.理解補(bǔ)償原理。

3.把握使用電位差計(jì)校準(zhǔn)電表的方法。

4.學(xué)習(xí)簡(jiǎn)單電路的設(shè)計(jì)方法，培養(yǎng)獨(dú)立工作的能力。三、試驗(yàn)儀器

UJ31型直流低電勢(shì)箱式電位差計(jì)、直流穩(wěn)壓電源（3V）、滑線變阻器、待校電壓表（量程1V）、電阻箱2個(gè)、單刀單擲開關(guān)、連接導(dǎo)線。四、試驗(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Ex≠EO回路中必有電流，檢流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)；假使電動(dòng)勢(shì)EO可調(diào)并已知，那么改變EO的大小，使電路滿足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。

２UJ31型直流低電勢(shì)箱式電位差計(jì)測(cè)量電壓原理.電位差計(jì)的工作原理是根據(jù)電壓補(bǔ)償法，先使標(biāo)準(zhǔn)電池與測(cè)量電路中的縝密電阻的兩端電勢(shì)差相比較，再使被測(cè)電勢(shì)差（或電壓）與確鑿可變的電勢(shì)差相比較，通過檢流計(jì)G兩次指零來獲得測(cè)量結(jié)果。電壓補(bǔ)償原理也可從電勢(shì)差計(jì)的“校準(zhǔn)〞和“測(cè)量〞兩個(gè)步驟中理解。（一）校準(zhǔn)

將K2打向“標(biāo)準(zhǔn)〞位置，檢流計(jì)和校準(zhǔn)回路聯(lián)接，

RT取一預(yù)定值，其大小由標(biāo)準(zhǔn)電池En的電動(dòng)勢(shì)確定

（根據(jù)溫度而定）；調(diào)理RP，使檢流計(jì)G指零，即En=IRT，此時(shí)測(cè)量電路的工作電流已調(diào)好為I=En/RT.校準(zhǔn)工作電流的目的：使測(cè)量回路中的RU流過一個(gè)已知的標(biāo)準(zhǔn)電流I，以保證測(cè)量盤上縝密電阻RU的電壓示值（刻度值）與加在其上的實(shí)際電壓值相一致。（二）測(cè)量方法

將K2打向“未知〞位置，檢流計(jì)和被測(cè)電路聯(lián)接，保持I不變（即RP不變），調(diào)理測(cè)量盤RU（Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ三個(gè)電阻轉(zhuǎn)盤），使檢流計(jì)G指零，即有Ex?Ux?IRU。由此可得

E由于箱式電位差計(jì)面板上的測(cè)量盤是根

Ex?nRTRU據(jù)RU電阻值標(biāo)出其對(duì)應(yīng)的電壓刻

度值，因此只要讀出RU電阻盤刻度的電壓讀數(shù)，即為被測(cè)電動(dòng)勢(shì)Ex的測(cè)量值。所以，電

位差計(jì)使用時(shí)，一定要先“校準(zhǔn)〞，后“測(cè)量〞，兩者不能倒置。

3.UJ31型電位差計(jì)測(cè)量電壓方法：（1）將置K2到“斷〞，Ｋ

１

置于“x1〞檔或“x10〞檔（視

被測(cè)量值而定），根據(jù)室內(nèi)溫度狀況，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)電池的電動(dòng)勢(shì)En(t)的值，調(diào)理RT的示值與其相等，被測(cè)電動(dòng)勢(shì)（或電壓）接于“未知1〞（或“未知2〞），將K3、K4打至“內(nèi)附〞，

K5靈敏度打至較低檔，在初步完成測(cè)量后再提高靈敏度并再次進(jìn)行測(cè)量。假使不使用市電

供電，可在儀器相應(yīng)的接線柱上分別接上“標(biāo)準(zhǔn)電池〞、“檢流計(jì)〞、“工作電源〞，并將K3、

RRRK4打至“外接〞。（2）將K2置“標(biāo)準(zhǔn)〞檔，按下“粗〞按鈕，調(diào)理p1、p2和p3，使

靈敏電流計(jì)指針指零，再按下“細(xì)〞按鈕，用

Rp2和Rp3確切調(diào)理至靈敏電流計(jì)指針指零。

此操作過程稱為“校準(zhǔn)〞。（3）將K2置“未知1〞(或“未知2〞)位置，按下“粗〞按鈕，調(diào)理讀數(shù)轉(zhuǎn)盤Ⅰ、Ⅱ使靈敏電流計(jì)指零，再按下“細(xì)〞按鈕，確切調(diào)理讀數(shù)轉(zhuǎn)盤Ⅲ使靈敏電流計(jì)指零。讀數(shù)轉(zhuǎn)盤Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的示值乘以相應(yīng)的倍率后相加，再乘以K1所用的倍率，即為被測(cè)電動(dòng)勢(shì)（或電壓）Ex。此操作過程稱作“測(cè)量〞。（4）儀器使用完畢后，將開關(guān)K2置于“斷〞的位置，切斷電源，拔掉電源插頭。4.用電位差計(jì)校準(zhǔn)電壓表原理

電位差計(jì)量程（171mV）與待校電壓表量程(1V)，分壓器R1與R2比值取：R1/R2=900/1005.確定待測(cè)電壓表確鑿度等級(jí)的方法：通過校準(zhǔn)的試驗(yàn)數(shù)據(jù),得到電表各個(gè)刻度的絕對(duì)誤差。選取其中最大的絕對(duì)誤差除以量程，即得該電表的標(biāo)稱誤差。根據(jù)標(biāo)稱誤差的大小，將電表分為不同的等級(jí)，常記為K。例如，若0.5%<標(biāo)稱誤差≤1.0%，則該電表的等級(jí)為1.0級(jí)。

五、試驗(yàn)步驟:

1.電路圖連接電路，電阻箱R1、R2分別取適當(dāng)值，電阻箱R1的兩端接在電位差計(jì)的“未知〞接線柱上，電阻箱R2的兩端接在待測(cè)電壓表上。

2.計(jì)算室溫下電池電動(dòng)勢(shì)之值，校準(zhǔn)工作電流。

3.節(jié)滑線電阻R的滑動(dòng)觸頭，在被校電壓表量程范圍內(nèi)均勻地從“0〞開始，取5個(gè)電壓值，用電位差計(jì)分別測(cè)出R1上對(duì)應(yīng)的5個(gè)電壓值，并將這些電壓值換算為對(duì)應(yīng)的校準(zhǔn)值。4.將所測(cè)數(shù)據(jù)填入自擬的表格內(nèi)，作出校正曲線。5.計(jì)算被校電壓表確切度等級(jí)的實(shí)際級(jí)別

六、數(shù)據(jù)處理：

次數(shù)UR2（v）真值UR1(v)偏差△U(v)

10.20.185680.0143220.40.385070.0149330.60.581240.0187640.80.787460.0125451.00.986310.01369校正曲線0.020.0150.010.00500.20.40.60.81U偏差

由上圖數(shù)據(jù)可得,最大偏差△U=0.01876v,因此待測(cè)電壓表的標(biāo)準(zhǔn)誤差為:K=△U/UX×100%=1.876%故該電壓表等級(jí)為2.0級(jí).七、心得:

通過做電位差計(jì)校準(zhǔn)電壓表這個(gè)試驗(yàn)，我了解了試驗(yàn)的基本原理和試驗(yàn)方法，把握了試驗(yàn)過程中儀器的使用和讀數(shù)，還有不確定度得到分析方法，并且有獨(dú)立做試驗(yàn)的能力，大大提高了我的動(dòng)手能力和思維能力以及基本操作和基本技能的訓(xùn)練，做試驗(yàn)時(shí)要用科學(xué)認(rèn)