電勢(shì)差計(jì)的使用

1、一、實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)電勢(shì)差計(jì)的使用二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?）掌握電勢(shì)差計(jì)的工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn):2） 了解溫差電偶測(cè)溫的原理和方法；3）學(xué)會(huì)電勢(shì)差計(jì)的使用。三、實(shí)驗(yàn)原理（基本原理概述、重要公式、簡(jiǎn)要推導(dǎo)過(guò)程、重要圖形等；要求用自己的語(yǔ)言概括與總結(jié)，不可照抄教材）1 .電位差計(jì)的補(bǔ)償原理圖1測(cè)里電源電動(dòng)勢(shì)的原理圖圖2剜里電動(dòng)勢(shì)的補(bǔ)償電路如圖所示，一般采用電壓表并聯(lián)的方 式來(lái)測(cè)量電動(dòng)勢(shì)：V=Ev-/r只有 當(dāng)I等于零時(shí)，所測(cè)電壓才為電源電 動(dòng)勢(shì)。故采取第二種方式，E0可調(diào), 調(diào)節(jié)E0的大小使得檢流計(jì)為零則：E產(chǎn)紇2 .實(shí)際電位差計(jì)的工作原理首先使工作電流標(biāo)準(zhǔn)化，即根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)電池的電動(dòng)勢(shì)調(diào)行工作電流I。將開(kāi)關(guān)K2合在S位

2、置，調(diào) 節(jié)可變電阻，使得檢流計(jì)指針指零。這時(shí)工作電流I在段的電壓降等于標(biāo)準(zhǔn)電池的電動(dòng)勢(shì)，即:Es=IRs再將開(kāi)關(guān)K2合向X位置，調(diào)節(jié)電阻Rx,再次使檢流計(jì)指針指零，此時(shí)有：Ev=IRx這里的電流I就是前面經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的工作電流。也 就是說(shuō)，在電流標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上，在電阻為Rx的 位置上可以直接標(biāo)出與對(duì)應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)（電壓）值，這 樣就可以直接進(jìn)行電動(dòng)勢(shì)（電壓）的讀數(shù)測(cè)量。3如圖所示的溫差電偶，把兩種不同的金屬或 不同成分的合金兩端彼此焊接成一閉合回路，一般有：E = c(z-/O) 測(cè)量時(shí)，使電偶的冷端溫度to保持恒定(通常保持在冰點(diǎn))。另一端與待測(cè)物體相接觸，再用 電位差計(jì)測(cè)出熱電偶回路中的溫差電動(dòng)

3、勢(shì)，如下圖所示。只要該電偶的電動(dòng)勢(shì)與溫差間的關(guān) 系事先標(biāo)定好，就可以求出待測(cè)溫度，或者根據(jù)有關(guān)的溫差電偶分度表查出相應(yīng)的溫度。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟(要求用自己的語(yǔ)言概括與總結(jié)，不可照抄教材)測(cè)銅-康銅熱電偶的溫差系數(shù)按圖接好電路，根據(jù)室溫求出標(biāo)準(zhǔn)電池電動(dòng)勢(shì)的數(shù)值，公式為：E(V)=E2o-4xlO-5(r-2O)-lO-*(r-20)2按電勢(shì)差計(jì)的使用方法調(diào)行好電勢(shì)差計(jì)，并注意線(xiàn)路中極性不可接反，注意標(biāo)準(zhǔn)電池的接入，正 接正，負(fù)接負(fù)，嚴(yán)防兩極短路：(2)加熱杯中的液體，至一定溫度后停止加熱，在讀出水銀溫度計(jì)讀數(shù)的同時(shí)用電勢(shì)差計(jì)測(cè)出溫 差電動(dòng)勢(shì)的大小。在液體冷卻過(guò)程中，高溫端溫度每降低5,測(cè)量一次

4、溫差電動(dòng)勢(shì)，測(cè)8組 以上數(shù)據(jù)(3)參照數(shù)據(jù)表格，記錄測(cè)量的數(shù)據(jù)。用逐差法、最小二乘法求溫差系數(shù)C o五、數(shù)據(jù)記錄1 .實(shí)驗(yàn)儀器(記錄實(shí)驗(yàn)中所用儀器的名稱(chēng)、型號(hào)、精度等級(jí)等參數(shù))電位差計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)電池、光點(diǎn)檢流計(jì)、穩(wěn)壓電源、溫差電偶、冰筒、水銀溫度計(jì)、燒杯等 實(shí)驗(yàn)中使用飽和標(biāo)準(zhǔn)電池的E20=1.0186V2 .原始數(shù)據(jù)記錄（原始數(shù)據(jù)表格只需要畫(huà)出與數(shù)據(jù)記錄有關(guān)的部分,禁止用鉛筆 記錄數(shù)據(jù)，偽造、抄襲數(shù)據(jù)按作弊處理，該實(shí)驗(yàn)計(jì)零分）標(biāo)準(zhǔn)電池溫度216C數(shù)據(jù)記錄如下：90.0 3.6620 mV85.0 3.4582 mV80.0 3.2550 mV75.0 3.0516 mV70.0 2.8269 mV

5、65OC 2.6440 mV60.0 2.4396 mV55.0 2.2405 mV六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理及數(shù)據(jù)處理（需畫(huà)表格，重新將原始數(shù)據(jù)整理、誓寫(xiě)一遍, 在原始數(shù)據(jù)記錄項(xiàng)中直接進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的視為無(wú)效。要求表格清晰完整,有效數(shù)字 位數(shù)正確，符號(hào)、單位清楚，寫(xiě)出必要的過(guò)程，運(yùn)算過(guò)程規(guī)范,結(jié)果表達(dá)式正確） 1）測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)電池溫度并計(jì)算其電動(dòng)勢(shì)標(biāo)準(zhǔn)電池在21.6 時(shí)，算得其電動(dòng)勢(shì)Es= 1.0185 V.2）測(cè)量溫差電偶在不同溫差下的電動(dòng)勢(shì)并計(jì)算其溫差系數(shù) 表格1數(shù)據(jù)處理溫差電偶低溫端t/c0溫差電偶高溫端t/c90.085.080.075.070.065.060.055.0溫差（Lt0）/C90.08

6、5.080.075.070.065.060.055.0溫差電動(dòng)勢(shì)Ex/ mV3.66203.45823.25503.05162.82692.64402.43962.2405G =（紇）,-（紇）+4 /（6 v /5 x 4）0.041750.040710.040770.04055銅-康銅絲電偶的溫差系數(shù)C/ （mV / 'C） =0.04095七、分析討論：回答教材課后思考題實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題（故障、差錯(cuò)）及處 理辦法，結(jié)果如何？實(shí)驗(yàn)后對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和方法的新認(rèn)識(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差和標(biāo)準(zhǔn)不確 定度來(lái)源的探討及減小的辦法實(shí)驗(yàn)的獨(dú)特見(jiàn)解；是否可通過(guò)其他途徑達(dá)到同樣的 實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮徒Y(jié)果需要商榷的問(wèn)題及對(duì)本

7、實(shí)驗(yàn)的建議等。實(shí)驗(yàn)電路及步驟1,課后思考題（1）怎樣用電勢(shì)差計(jì)校正亳伏表?請(qǐng)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)線(xiàn)路和擬出實(shí)驗(yàn)步臊. 設(shè)被校電壓表示值為U,實(shí)際電壓降為U0,電勢(shì)差計(jì)讀數(shù)為 US,則U0 = US,電壓表的指示值U與實(shí)際值U0之間的絕對(duì) 誤差為4U = U - U0；用電勢(shì)差計(jì)對(duì)被校電壓表在不同示值下進(jìn)行校準(zhǔn)，得一組 U ；作圖線(xiàn)U-U （用折線(xiàn)聯(lián)結(jié)相鄰兩點(diǎn)）即校準(zhǔn)曲線(xiàn)（修正曲 線(xiàn)）。利用修正曲線(xiàn)可以對(duì)該被校表的測(cè)量值進(jìn)行修正。如果用被 校表測(cè)量某一電壓所得示值為Ux,可在修正曲線(xiàn)上找出對(duì)應(yīng)于圖1問(wèn)題一Ux的誤差4U X,則經(jīng)修正而得測(cè)量結(jié)果為：UOx = Ux - Ux（2）怎樣用電勢(shì)差計(jì)測(cè)量電阻?請(qǐng)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)線(xiàn)路.圖2問(wèn)題2將a、b與c、d分別接入電位差計(jì)的未知1和未知2則待 測(cè)電阻阻值Rx=ROx（Ul/U2）（其中，R0為已知電阻，UI、U2為電位差計(jì)未知1、未知2 的示數(shù)2,總結(jié)：誤差分析：1,熱電偶插入被測(cè)介質(zhì)后，由于本身具有熱惰性，因此不能立即指 示出被測(cè)氣流的溫度，只有當(dāng)測(cè)量端吸、放熱達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡后才達(dá)到穩(wěn)定的示值。造成系統(tǒng)誤差。 2控溫試驗(yàn)儀溫度已達(dá)到設(shè)定溫度，但電