用電位差計校正電表

圖5-20-1電位差計的補(bǔ)償原理圖5-20-2電位差計的基本電路圖5-20-1電位差計的補(bǔ)償原理圖5-20-2電位差計的基本電路圖5-20-3電位差計電路圖實驗5-20直流電位差計的使用電位差計是利用電壓補(bǔ)償原理精確測量直流電壓和電動勢的儀器。如果配用標(biāo)準(zhǔn)電阻，還可以精確測量電流和電阻，它也常用于非電學(xué)參量（如壓力、溫度、位移等）的電測量中，是電磁測量中常用儀器之一。本實驗用電位差計測量電表內(nèi)阻和校準(zhǔn)電表?！緦嶒?zāi)康摹苛私怆娢徊钣嫷墓ぷ髟砗徒Y(jié)構(gòu)特點，掌握其使用方法。用電位差計測電流表的內(nèi)阻。用電位差計校準(zhǔn)電流表?！緦嶒炂鞑摹縐J36型攜帶式直流電位差計、毫安表、微安表、工作電源、滑線變阻器、標(biāo)準(zhǔn)電阻2個（10Q，100Q）、雙刀雙擲開關(guān)等?！緦嶒炘怼恳?、電位差計的工作原理如果要測未知電動勢E，原則上可按圖5-20-1安排電路。其中氣是可調(diào)電壓的電源。調(diào)節(jié)氣使檢流計指零，則表示在這個回路中電動勢E和氣必然大小相等，即E=E° （5-20-1）這時，我們稱電路達(dá)到補(bǔ)償。在補(bǔ)償條件下，如果氣的數(shù)值已知，則E即可求出。根據(jù)此原理制成的測量電動勢或電位差的儀器稱為電位差計。我們可以用分壓電路來獲得可調(diào)的電壓，如圖5-20-2所示，其中電源E、限流電阻Rp，分壓電阻R和標(biāo)準(zhǔn)電阻R聯(lián)成一個回路，稱為輔助茴路。分壓電阻的滑動端cN和固定端b與待測電源E、電流計連成另一回路，稱為補(bǔ)償回路。 "調(diào)節(jié)滑動端c，當(dāng)電流計中無電流通過時，設(shè)輔助回路中的電流強(qiáng)度為I°，cb段的電阻值為Rx，則cb段的電壓U=IR與E相等，即cxxE=IR （5-20-2）在實際的電位差計中：I是一個規(guī)定值，為了使輔0助回路中的電流正好等于該規(guī)定值，采用了標(biāo)準(zhǔn)電池，其電動勢En是已知的（由實驗室給出），電路如圖5-20-3所示。使用電位差計測量電動勢（或電位差），要分兩步進(jìn)行：校準(zhǔn)：為了使R中流過的電流是標(biāo)準(zhǔn)電流I，將0圖5-20-3中S2倒向En端。調(diào)節(jié)Rp，改變輔助回路中的電流，使檢流計指零，，則E村=I°R：。由于E村和Rn都很準(zhǔn)確地已知，這時輔助回路中的電流就被精浦地校準(zhǔn)到

所需要的值。此后的實驗中Rp不得再變。測量：把開關(guān)S倒向%一邊，只要E<IRh，總可以滑動c的位置使檢流計再度指零，這時cb間的電壓降恰好和待測電動勢E相等：即匕=10Rx由于設(shè)計電位差計時，已經(jīng)根據(jù)R大小將電阻的數(shù)值轉(zhuǎn)換成電壓刻度，故可在儀器上直接讀出被測電動勢E的大小。如果要測任一電路兩點間的電位差，只需將待測兩點接入補(bǔ)償回路代替E即可。二、用電位差計校正電流表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，R為標(biāo)準(zhǔn)電阻，有4個接頭，上面兩個是電流接頭，輾電流表，下面兩個是電壓接頭，接電位差計。電位差計可測出R上的電壓U，則流過R中電流的實際值為 " " "I=U/R圖5-20-4電位差計校正電流表電路0 ss在毫安表上讀出電流指示值I，與I進(jìn)行比較，其差值△I圖5-20-4電位差計校正電流表電路0 ss在毫安表上讀出電流指示值I，的絕對誤差。找出所測值中的最大絕對誤差△/，按式（5-20-3）確定電流表級別。(5-20-3)a="1mx100%(5-20-3)為了使被校準(zhǔn)電流表校準(zhǔn)后有較高的準(zhǔn)確度，電位差計與標(biāo)準(zhǔn)電阻的準(zhǔn)確度等級必須比被校電表的級別高得多。三、用電位差計測電流表的內(nèi)阻電路如圖5-20-5所示，S是雙刀雙擲開關(guān)，R是標(biāo)準(zhǔn)電阻，R是待測電流表內(nèi)阻。由于R兩端的電壓為了使被校準(zhǔn)電流表校準(zhǔn)后有較高的準(zhǔn)確度，電位差計與標(biāo)準(zhǔn)電阻的準(zhǔn)確度等級必須比被校電表的級別高得多。三、用電位差計測電流表的內(nèi)阻電路如圖5-20-5所示，S是雙刀雙擲開關(guān)，R是標(biāo)準(zhǔn)電阻，R是待測電流表內(nèi)阻。由于R兩端的電壓U=10R,兩端的電壓Ug=10R，所以有U

~^Rs(5-20-4)用電位差計分別測出電壓U與U，由式電位差計圖5-20-5電位差計測電流表內(nèi)阻電路（5-20-4）可求出R?！緦嶒瀮?nèi)容】g一、校正電流表按圖5-20-4連接線路。對被校毫安表各刻度示值（1、2、3、4、5mA）逐一進(jìn)行校準(zhǔn)（注意在選擇標(biāo)準(zhǔn)電阻時，應(yīng)使電位差計上讀取盡量多的有效數(shù)字）。、測電流表的內(nèi)阻。按圖5-20-5連接線路。測電流表（0?5mA）的內(nèi)阻。標(biāo)準(zhǔn)電阻R取10Q，讀出U與U。測微安表的內(nèi)阻，標(biāo)準(zhǔn)電阻R取100Q，讀出U與U。為了減小誤差，每組數(shù)據(jù)1.2.分別測2次，求其平均值?！緮?shù)據(jù)處理】算出電流表的標(biāo)準(zhǔn)值10與指示值I的差值，即為修正值。用坐標(biāo)紙作修正值△I與I的校正曲線（修正值△I為縱坐標(biāo)，I為橫坐標(biāo)）。找出標(biāo)準(zhǔn)值與指示值之間的最大差值（用絕對值表示），求出被校準(zhǔn)的電表的級別a。利用式（5-20-4）求出電流表和微安表的內(nèi)阻R。【思考題】 '能否用伏特計測量電池的電