电位差计的原理和使用

实验八 电位差计的原理和使用【实验目的】。训练简单测量电路的设计和测量条件的选择。【实验仪器】UJ31SS1791AC15/5型直流分压箱、滑线变阻器、直流电阻箱、待【实验原理】图5.8.1电位差计的工作原理如图En与测量电路中的精密电阻Rn的两端电势差U图5.8.1电位差计的工作原理压x与准确可变的电势差Ux

Ex粗RR x RP1 P2

K2EnG 短路细RR nE KP3 1K2n取一预定值，其大小由标准电池ESK1RPGEn=工作电流已调好为I=EnRRx流过一个已知的标准Rx（Rx测量：K2不变（RPK1合上，调节Rx，使检流计G指零，即有Ex=Ux=。由此可得Ex

EnRR n

.由于箱式电位差计面板上的测量盘是根据Rx

电阻值标出其关于应的电压刻度值，因此只要读出Rx电阻盘刻度的电压读数，即为被测电动势Ex的测量值。所以，电位差计使用时,一定要先“校准”，后“测量”，两者不能倒置。【实验装置】1。UJ31型电位差计标准检流计5.7-6.4V未知1未知2标准检流计5.7-6.4V未知1未知2RnK1RP1RP2RP31.01101粗中细K未知12未知2IIIIII断标准断粗细短路10.10.0011V（K1

置 1档)或10V（K1置10档。使用V~外接工作电源,标准电池和图图5.8.2UJ3型电位差计面板图灵敏电流计均外接其面板图如图5.82所示调节工作电(即校准时诀别调节R (粗p1调、R （中调）和R (细调）三个电阻转盘，以保证迅速准确地调节工作电流。R是p2 p3 n为了适应温度不同时标准电池电动势的变化而设置的,当温度不同引起标准电池电动势变化时，经过调节Rn

，使工作电流保持不变。Rx

被分成Ⅰ（1)、Ⅱ0.1）0.001）三个电阻转盘，并且在转盘上标出关于应Rx

的电压值，电位差计处于填补状态时可以从这三个K为标准电池和未知电动势的转换开关.标准2电池、灵敏电流计、工作电源和未知电动势ExUJ31型电位差计的使用方法：

由相应的接线柱外接。将K置到“断”,K置于“1”档或“10”档（视被测量值而定，诀别接2 1上标准电池、灵敏电流计、工作电源。被测电动势（1（或“未知2。(2）根据温度修正公式计算标准电池的电动势En

(t)的值，调节Rn

的示值与其相等。K2Rp1Rp2Rp3，使灵敏电流计指针指零，再按“细按钮用R 和R 精确调节至灵敏电流计指针指零此操作进程称“校准。p2 p3(3）将K置“未知1（或“未知2使灵敏电流计指零，再按下“细”按钮，精确调节读数转盘Ⅲ使灵敏电流计指零。读数转盘K（或电压）1E。此操作进程称作“测量”.x本实验室使用的UJ31电位差计的准确度等级为0.05级，在周围温度与20℃相差不在的条件下,其基本误差限UxUX

为(0.05%Ux

) （5。。1)式中的U10”时U为10V，当倍1”时U为V２．标准电池标准电池的使用参阅§3。6.３。FJ31型直流分压箱n,将分压箱的“输（或电压）相接（）n.V n电位差读数值.x４.灵敏电流计灵敏电流计的使用参阅§3.5。【实验内容】１．用电位差计校准量程为（（要求控制电路的电压调节范围在0~3V（0～75mV)间连续可调.选取适当的分压比。(3）作U U 校准曲线，关于待校电压表的精度作出评判。x x验装置是否合理的初步结论。ER2VER2VG分压箱标准 检流计5.7-6.4V 未知1UJ31型电位差计 未知2ER1R2mVG标准 检流计5.7-6.4V 未知1UJ31型电位差计未知2图5.8.3图5.8.3用电位差计校正毫伏表图5.8.4用电位差计校正伏特表２．用电位差计校准量程为15mA(或30mA）的毫安表（参考电路如图5。8。5)（）设计较准毫安表的控制电路．要求控制电路的电流调节范围在0.00~15.00mA(0~30mA）内连续可调。（２）选取适当的取样电阻和变阻器阻值。（３）作IxIx校正曲线，关于待校电流表的精度作出评判。（４）估算电表校验装置的误差,并且判断它是否小于电表基本误差限的1/3，进而得出校验装置是否合理的初步结论.３．用电位差计测量干电池的电动势（参考电路如图5.8。6）（１）根据电位差计的量程和被测干电池，选取适当的分压器的分压比。（２）测量次数不少于6次，并且进行误差分析,写出干电池的测量结果ExE。mAERmAERHRRsG标准 检流计5.7-6.4V 未知1UJ31型电位差计未知2ExK分压箱G 标准检流计5.7-6.4V 未知1UJ31型电位差计未知2图5.8.5图5.8.5用电位差计校正毫安表图5.8.6用电位差计测量干电池４．用电位差计测电阻值（参考电路如图5。8.7）（１），设计测定电阻的控制电路，由于实验室提供的UJ31测量的控制电路。REKRsRxREKRsRxG标准 检流计5.7-6.4V 未知1UJ31型电位差计未知2（３）测量次数不少于６次,计算不确定度．给出测量结果Rx

。R上述实验内容可任选两项完成。图5.8.7图5.8.7用电位差计测电阻实验前熟悉UJ31型直流电位差计各意各电源及未知电压的极性。（×001档以后逐步提高灵敏度档次。3。为防止工作电流的波动,每次测电压前都应校准．并且且测量时，必需保持标准的工作电流不变，即当K2置“未知1”或“未知2”测量待测电压时，不能调节RP之“粗"、“中"、“细”三个旋钮.(为什么？）使用UJ31【思考题】量”??３．电位差计的面板上的粗、中、细三个旋钮的作用是什么？４．在接线、拆线或调节未知电压Ux之前，必需先把或K2)置“断”么?５．箱式电位差计左下角之“粗”、“细"两个按钮的作用是什么?如何使用?是否正确?７.校准（或测量）可能有哪几种原因？【附录】本误差限的估算时只要求考虑电位差计的基本误差限及标准电阻Rs

的误差,可用下式确定： Ux 2R2UxRssI显然,电表校验装置的误差还应囊括标准电动势En

(t)欠准、工作电流波动、线间绝缘不良等其它因素的影响,但考虑这些因素关于教学实验就过于复杂了.式中