实验五 用箱式电位差计校准电表

1、实验五 用箱式电位差计校准电表【实验目的要求】了解箱式电位差计的结构和原理;学会正确使用箱式电位差计；运用箱式电位差计校准电表。【实验仪器】UJ33a型携带式（箱式）直流电位差计，待校准电表，滑线变阻器，标准电池，标准电 阻，电阻箱，直流稳压电源，导线等。【实验原理】电表经长期使用和保存，各元件参数就会发生变化（如电阻老化，磁性减弱，金属部分 锈蚀等），转动部分（主要是轴尖和轴承）会发生磨损。如果保存条件不善（如受潮），使用不 当（如过负荷，运输受震等）都会损坏电表特性。其准确度将降低，特别是在刻度读数产生 相当大的偏差的情况下，实际上就不合使用要求，因此，对电表必须进行定期检查，对误 差大者

2、要及时检修，对误差小者可以校准后使用。在实验室通常用箱式电位差计来加以校 准，从而作出校准曲线，以消除误差。箱式电位差计是用来精确测量电池电 动势或电压的专门仪器。它能给出准确可 变电压，并采用电势比较法依据补偿原理 制成。箱式电位差计的原理电路图如图5-1 所示，与教材的滑线式电位差计的原理电 路图略有不同。测量前，调节变阻器RP，使工作电流 /在标准电IWS上产生的电压降等于标准电池电动势ES，此时工作电流便准确地等图5-2图5-1于3mA。如将开关Kh向右边，检流计G便指零。上述步骤称为校对“标准”。测量时，调节变阻器七，使其工作电流3mA产生的电压降等于被测电压值，这时 UX=IR。如

3、将开关豺丁向左边，检流计指零。从而可由已矢眩的阻值大小来反映数值。【实验仪器描述】面板介绍本实验所用UJ33a型电位差计是一种携带式直流电位差计，它所需工作电源和标准电 池均装在箱内，无须外接，其面板配置如图5-2所示。各部分名称如下：未知测量接线 柱；倍率开关K1；检流计调零旋钮；“测量-输出”开关K3；扳键开关K2；工 作电流调节变阻器（粗、微）；步进盘；滑线读数盘；晶体管放大检流计。使用方法（1）测量未知电压ux打开箱盖，观察电位差计面板,了解各旋钮的作用。倍率开关从“断”旋到所需倍率， 此时电源接通，2分钟后调节“调零”旋钮，使检流计指针指零。被测电压电动势）按极性 接入“未知”接线柱

4、，“测量-输出”开关放置于“测量”位置，扳键开关扳向“标准”， 调节“粗”、“微”旋钮，直到检流计指零。扳键开关扳向“未知”，调节I、ii、m测量盘，使检流计指零，被测电压（电动势） 值为已调节的测量读数盘示值之和与倍率乘积。即UX = （I盘读数X10+II盘读数X1+m盘读数X0. 1）X倍率测量过程中，随着电池消耗，工作电流会变化。所以在连续使用时经常要校对“标准”， 以提高测量精确度。（2）作讯号（电压）输出按上述步骤，在对好“标准”后，将“测量-输出”开关旋到“输出”位置（即检流计 短路）。选择“倍率”及调节I、ii、iii测量盘，扳键放置在“未知”位置，此时“未知” 端钮的二端输出

5、电压值就是倍率与测量示值的乘积。使用完毕，“倍率”开关放置在“断”位置，以免两组内附干电池无谓放电。若长期 不使用，将干电池取出。【实验内容及步骤】图5-3校准电压表（1）取一个有1V量程的电压表，把电压表全量程10 等份，从大到小选10点进行校准电压表的刻度值。（2）测量电路图如图5-3所示，V为待校电压表，调 节分压输出，同时记录电压表的示值U和电位差计的示 值，则BU=U UXI，并找出 U的最大值，以便确定 电压表的等级。设仪表的等级为a，仪表的最大绝对 误差为 xmax，仪表的上限值为Xmax，则0a%=(Axmax/Xmax)X100%(3)以U为横坐标，以A U为纵坐标，作出 U

6、U曲线即为电压表校准曲线，也称为误差曲线。注意校准曲线应是一条由各数据点连结成的折线。考虑到校准工作，在计算 U时应多取一位有效数字，即保留到小数点后第三位，否则无法体现校准本身的精确性。校准电流表图5-4取一个有100mA量程的电流表，把电流表全量程 10等份，从大到小选10点进行校准电流表的刻度值。图5-4中,将待校电流表A与标准电阻殊串联，当 电流表示值为I时，用电位差计测出气的电压，则流过 气的电流为IS=US/RS。由于电位差计对电路无分流作用， 所以IS为实际流过电流表的电流，则 I=l I-ISI，并找出 I的最大值，以便确定电流表的等级。(3)以I为横坐标，以/为纵坐标，作出 II曲线即为电流表校准曲线。【实验数据记录及处理】n12345678910U(V)5)AU(V)I(mA)IS(mA)AI(mA)由上表的数据分别作出电压表和电流表的校准曲线，并确定它们的等级。【思考题】电位差计的工