電位差計校準電表實驗報告(完整版)

1、電位差計校準電流表一、實驗?zāi)康?. 理解電位差計的工作原理，掌握電位差計的使用方法。2. 掌握使用電位差計校準電表的方法。3. 學(xué)習(xí)簡單電路的設(shè)計方法，培養(yǎng)獨立工作的能力。三實驗儀器：學(xué)生式電位差計，標準電池，穩(wěn)壓電源，可變電阻器箱兩臺，待校準電流表(20mA)，標準電阻Rs。供參考四、實驗原理：1、電位補償原理如圖是將被測電動勢的電源 Ex與一已知電動勢的電源 E?！?+ ”端對“ + ”端，“-”端對“-”端地聯(lián)成一回路，在電路中串聯(lián)檢流計“ G”，若 兩電源電動勢不相等，即Ex吒回路中必有電流，檢流計指針偏轉(zhuǎn)；如果電 動勢E可調(diào)并已知，那么改變E的大小，使電路滿足Ex=Eo，則回路中沒

2、有電流，檢流計指示為零，這時待測電動勢Ex得到己知電動勢E的完全補 償。可以根據(jù)已知電動勢值 E定出Ex，這種方法叫補償法。我們知道，用 電壓表測量電壓時，總要從被測電路上分出一部分電流， 從而改變了被測電 路的狀態(tài)，用補償法測電壓時，補償電路中沒有電流，所以不影響被測電路 的狀態(tài)。這是補償測量法最大的優(yōu)點和特點。2、電位差計按電壓補償原理構(gòu)成的測量電動勢的儀器稱為電位差計。 由上述補償原 理可知，采用補償法測量電動勢對 E應(yīng)有兩點要求：（1）可調(diào)。能使E 和Ex補償。（2）精確。能方便而準確地讀出補償電壓 E大小，數(shù)值要穩(wěn)定。是實現(xiàn)補償法測電動勢的原理線路，即電位差計的 原理圖。采用精密電阻

3、 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Red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)補償電 壓Eo， Eo和Ex組成的回路edGEx稱為補償回路。學(xué)生式電位差計內(nèi)部結(jié)構(gòu)學(xué)生式電位差計實物圖3、電位差計的標準c dEs要想使回路的工作電流等于設(shè)計時規(guī)定的標準值IO，必須對電位差計進行校準。方法如圖所示。Es是已知的標準電動勢，根據(jù)它的大小，取cd間電阻為Red,使Rcd=Es/Io,將開關(guān)K倒向Es，調(diào)節(jié)R使檢流計指針無偏 轉(zhuǎn)，電路達到補償，這時Io滿足關(guān)系Io= Es/Rcd，由于已知的Es、Red都相 當(dāng)準確，所以I。就被精確地校準到標準

4、值，要注意測量時 R不可再調(diào)，否 則工作電流不再等于I。4、電流表的校準校正電流表的電路如圖5-20-4所示，圖中毫安表為被校準電流表，R為 限流器，Rs為標準電阻，有4個接頭，上面兩個是電流接頭，接電流表，下 面兩個是電壓接頭，接電位差計。電位差計可測出Rs上的電壓Us，則流過Rs 中電流的實際值為I。二Us/Rs在毫安表上讀出電流指示值I，與Io進行比較，其差值厶I =1 -1。稱為電 流表指示值的絕對誤差。找出所測值中的最大絕對誤差 .dm，按式（0-0-1） 確定電流表級別。“量限限 100%（0-0-1）電路實物圖：五、實驗內(nèi)容及步驟1、校準學(xué)生式電位差計使用電位差計之前，先要進行校

5、準，使電流達到規(guī)定值。先放好Ra、Rb和Rc，使其電壓刻度等于標準電池電動勢，取掉檢流計上短路線，用所 附導(dǎo)線將K2、K3、G、R、Rb和電位差計等各相應(yīng)端鈕間按原理線路圖 進行連接，經(jīng)反復(fù)檢查無誤后，接入工作電源 E，標準電池ES和待測電動 勢EX, Rb先取電阻箱的最大值，（使用時如果檢流計不穩(wěn)定，可將其值調(diào)小， 直到檢流計穩(wěn)定為止），合上Q、K3，將K2推向Es （間歇使用），并同時調(diào) 節(jié)R,使檢流計無偏轉(zhuǎn)（指零），為了增加檢流計靈敏度，應(yīng)逐步減少 Rb, 如此反復(fù)開、合K2，確認檢流計中無電流流過時，則I。已達到規(guī)定值。2、校準20mA電流表制修正曲線按照線路圖連接好電路，并將標準電阻

6、兩旁的導(dǎo)線接到電位差計的“未 知”接線柱，就可進行微安表校準。所謂“校準”就是在每個電表電流讀數(shù) 下，測定電阻兩端的準確電壓，從而算出準確電流，再與電表讀數(shù)電流進行 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個數(shù)據(jù) 點，在每個I值讀出相應(yīng)的Us,用l=Us/Rs算得相應(yīng)真值（客觀值）。再得 出l =l -lo即可。之后，以I為橫坐標，-I為縱坐標，在坐標紙上作出J -I 校準曲線；作出待校準表的修正曲線。3計算電流表的等級：量限100%此處Io=20mA為電流表量程。當(dāng)a三為0.5級，0.5a三1.0為1.0級,1.0a三1.5為1.5級，1.5a三2.0為2.0級。由此確定

7、被校準表的實際等級。六、數(shù)據(jù)記錄及處理1數(shù)據(jù)記錄Rs=70Q校刻度值I (mA)校準值 1=1- T （mA）上行下行平均值V1（mv）V2（mv）V 二V1+V2/2 （ mv）T = v /Rs（mA）2.004.006.008.0010.0012.0014.0016.0018.0020.002校準曲線3計算電流表的級數(shù)I ma 二量限100% =七實驗注意事項1、 為了使被校準電流表校準后有較高的準確度，電位差計與標準電阻 的準確度等級必須比被校電表的級別高得多。2、不使用檢流計本儀器時，一定要將其短路，否則檢流計處于開路狀 態(tài)。使用電位差計必須先接通其他電路，然后再接補償回路，斷電時須

8、先斷 開補償回路，再斷開其他電路。3、 標準電池只能短時間通過1識左右的電流，否則將影響標準電池的 精度直到造成永久性電動勢衰落。所以，校準中要注意選用“R”，使用K2 要短促，以保護標準電池，不能用伏特計測它的電動勢，要防止標準電池震動。4校準電表前必須先進行檢流計調(diào)零，并校準工作電流。5校準時要隨時注意微安表讀數(shù)是否穩(wěn)定，如不穩(wěn)定，應(yīng)先將電流表 穩(wěn)定，再進行讀數(shù)。八實驗誤差分析1系統(tǒng)誤差：電表的不準確性（包括標準電池，電位差計，電阻箱等）；導(dǎo)線電阻引起的電流減小的誤差等2隨機誤差：電源的波動；地磁場的影響；估讀數(shù)據(jù)的讀書誤差；做修 正曲線時描點等的誤差等 九該實驗的優(yōu)缺點優(yōu)點：該實驗用電位差計，“內(nèi)阻”高，不影響待測電路，用電壓表測量未知 電壓時總要從被測電路上分出一部分電流，這就改變被測電路的工作狀態(tài)， 電壓表內(nèi)阻越小，這種影響越顯著，用電位差計測量時，補償回路中電流為 零，可測出電路被測兩端的真正電壓。由于電阻 Rab可以做得很精密，標準 電池的電動勢精確且穩(wěn)定，檢流計足夠靈敏，所以在補償?shù)臈l件下能提供相 當(dāng)準 確的補償電壓，在計量工作中常用電位差計來