電位差計的原理和使用

實驗八 電位差計的原理和使用【實驗目的】。訓練簡單測量電路的設計和測量條件的選擇。【實驗儀器】UJ31SS1791AC15/5型直流分壓箱、滑線變阻器、直流電阻箱、待【實驗原理】圖5.8.1電位差計的工作原理如圖En與測量電路中的精密電阻Rn的兩端電勢差U圖5.8.1電位差計的工作原理壓x與準確可變的電勢差Ux

Ex粗RR x RP1 P2

K2EnG 短路細RR nE KP3 1K2n取一預定值，其大小由標準電池ESK1RPGEn=工作電流已調好為I=EnRRx流過一個已知的標準Rx（Rx測量：K2不變（RPK1合上，調節(jié)Rx，使檢流計G指零，即有Ex=Ux=。由此可得Ex

EnRR n

.由于箱式電位差計面板上的測量盤是根據Rx

電阻值標出其關于應的電壓刻度值，因此只要讀出Rx電阻盤刻度的電壓讀數，即為被測電動勢Ex的測量值。所以，電位差計使用時,一定要先“校準”，后“測量”，兩者不能倒置?！緦嶒炑b置】1。UJ31型電位差計標準檢流計5.7-6.4V未知1未知2標準檢流計5.7-6.4V未知1未知2RnK1RP1RP2RP31.01101粗中細K未知12未知2IIIIII斷標準斷粗細短路10.10.0011V（K1

置 1檔)或10V（K1置10檔。使用V~外接工作電源,標準電池和圖圖5.8.2UJ3型電位差計面板圖靈敏電流計均外接其面板圖如圖5.82所示調節(jié)工作電(即校準時訣別調節(jié)R (粗p1調、R （中調）和R (細調）三個電阻轉盤，以保證迅速準確地調節(jié)工作電流。R是p2 p3 n為了適應溫度不同時標準電池電動勢的變化而設置的,當溫度不同引起標準電池電動勢變化時，經過調節(jié)Rn

，使工作電流保持不變。Rx

被分成Ⅰ（1)、Ⅱ0.1）0.001）三個電阻轉盤，并且在轉盤上標出關于應Rx

的電壓值，電位差計處于填補狀態(tài)時可以從這三個K為標準電池和未知電動勢的轉換開關.標準2電池、靈敏電流計、工作電源和未知電動勢ExUJ31型電位差計的使用方法：

由相應的接線柱外接。將K置到“斷”,K置于“1”檔或“10”檔（視被測量值而定，訣別接2 1上標準電池、靈敏電流計、工作電源。被測電動勢（1（或“未知2。(2）根據溫度修正公式計算標準電池的電動勢En

(t)的值，調節(jié)Rn

的示值與其相等。K2Rp1Rp2Rp3，使靈敏電流計指針指零，再按“細按鈕用R 和R 精確調節(jié)至靈敏電流計指針指零此操作進程稱“校準。p2 p3(3）將K置“未知1（或“未知2使靈敏電流計指零，再按下“細”按鈕，精確調節(jié)讀數轉盤Ⅲ使靈敏電流計指零。讀數轉盤K（或電壓）1E。此操作進程稱作“測量”.x本實驗室使用的UJ31電位差計的準確度等級為0.05級，在周圍溫度與20℃相差不在的條件下,其基本誤差限UxUX

為(0.05%Ux

) （5。。1)式中的U10”時U為10V，當倍1”時U為V２．標準電池標準電池的使用參閱§3。6.３。FJ31型直流分壓箱n,將分壓箱的“輸（或電壓）相接（）n.V n電位差讀數值.x４.靈敏電流計靈敏電流計的使用參閱§3.5?！緦嶒瀮热荨浚保秒娢徊钣嬓柿砍虨椋ǎㄒ罂刂齐娐返碾妷赫{節(jié)范圍在0~3V（0～75mV)間連續(xù)可調.選取適當的分壓比。(3）作U U 校準曲線，關于待校電壓表的精度作出評判。x x驗裝置是否合理的初步結論。ER2VER2VG分壓箱標準 檢流計5.7-6.4V 未知1UJ31型電位差計 未知2ER1R2mVG標準 檢流計5.7-6.4V 未知1UJ31型電位差計未知2圖5.8.3圖5.8.3用電位差計校正毫伏表圖5.8.4用電位差計校正伏特表２．用電位差計校準量程為15mA(或30mA）的毫安表（參考電路如圖5。8。5)（）設計較準毫安表的控制電路．要求控制電路的電流調節(jié)范圍在0.00~15.00mA(0~30mA）內連續(xù)可調。（２）選取適當的取樣電阻和變阻器阻值。（３）作IxIx校正曲線，關于待校電流表的精度作出評判。（４）估算電表校驗裝置的誤差,并且判斷它是否小于電表基本誤差限的1/3，進而得出校驗裝置是否合理的初步結論.３．用電位差計測量干電池的電動勢（參考電路如圖5.8。6）（１）根據電位差計的量程和被測干電池，選取適當的分壓器的分壓比。（２）測量次數不少于6次，并且進行誤差分析,寫出干電池的測量結果ExE。mAERmAERHRRsG標準 檢流計5.7-6.4V 未知1UJ31型電位差計未知2ExK分壓箱G 標準檢流計5.7-6.4V 未知1UJ31型電位差計未知2圖5.8.5圖5.8.5用電位差計校正毫安表圖5.8.6用電位差計測量干電池４．用電位差計測電阻值（參考電路如圖5。8.7）（１），設計測定電阻的控制電路，由于實驗室提供的UJ31測量的控制電路。REKRsRxREKRsRxG標準 檢流計5.7-6.4V 未知1UJ31型電位差計未知2（３）測量次數不少于６次,計算不確定度．給出測量結果Rx

。R上述實驗內容可任選兩項完成。圖5.8.7圖5.8.7用電位差計測電阻實驗前熟悉UJ31型直流電位差計各意各電源及未知電壓的極性。（×001檔以后逐步提高靈敏度檔次。3。為防止工作電流的波動,每次測電壓前都應校準．并且且測量時，必需保持標準的工作電流不變，即當K2置“未知1”或“未知2”測量待測電壓時，不能調節(jié)RP之“粗"、“中"、“細”三個旋鈕.(為什么？）使用UJ31【思考題】量”??３．電位差計的面板上的粗、中、細三個旋鈕的作用是什么？４．在接線、拆線或調節(jié)未知電壓Ux之前，必需先把或K2)置“斷”么?５．箱式電位差計左下角之“粗”、“細"兩個按鈕的作用是什么?如何使用?是否正確?７.校準（或測量）可能有哪幾種原因？【附錄】本誤差限的估算時只要求考慮電位差計的基本誤差限及標準電阻Rs

的誤差,可用下式確定： Ux 2R2UxRssI顯然,電表校驗裝置的誤差還應囊括標準電動勢En

(t)欠準、工作電流波動、線間絕緣不良等其它因素的影響,但考慮這些因素關于教學實驗就過于復雜了.式中