表头参数的测定

评分：大学物理实验设计性实验实验报告实验题目： 表头参数的测定班 级：姓 名：学 号：指导教师：实验日期： 年月日实验13表头参数的测定实验课题及任务《表头参数的测定》实验课题任务是：电流表、电压表和欧姆表等在电学测量中被广泛使用。它们都有一个共同部件“表头”，表头实际上就是“灵敏的直Rg

、量程Ig

和等级是描述表头的三个重要参数。学习表头参数测定对生产和应用都有重要的意义。用箱式电位差计测量表头的参数。参数的测定》的整体方案，内容包括：写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和步骤，然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果，写出完整的实验报告，也可按书写科学论文的格式书写实验报告。设计要求⑴通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此基础上写出该实验的实验原理。⑵设计用箱式电位差计测量表头参数的附加电路，简述测量方法、原理及公式。⑶拟定实验步骤及数据记录表格。⑷测量有关数据，作出校准曲线，计算测量结果。实验仪器UJ36箱式电位差计、电阻箱、标准电阻、待测表头实验提示⑴用电位差计测电流表的内阻RRs

是待测电流表内阻，请自行设计一电路，用电位差计分别测出电压Ug

与U ，求出R。s g⑵用电位差计校准电流表RRs

上的电压Us

，则流过Rs

中电流的实际值为

I Us0 Rs再从电流表上读出电流指示值I，与I 进行比较，其差值III 称为电流表0 0指示值的误差。找出所测值中的最大误差ImI

，按下式确定电流表级别。 m100量限等级，必须比较校准的电表的级别高。⑶表头量程的测量2Rs压值U 可得I 。max g

上的电⑷箱式电位差计的操作程序很严密，在实际操作时尽可能预置测量值，在拟定实验步骤或实验方法时应予考虑。学时分配14提交整体设计方案时间2~3要求用纸质版(电子版用电子邮件发送到指导教师的电子邮箱里)供教师修改。Is/mA00.10Is/mA00.100.200.300.400.500.600.700.800.901.00Us/(上)mV2.0018.0333.5548.3461.9077.7692.15107.76122.10137.62152.84(下)mVUs/Us/2.7719.3433.1449.1663.3578.3493.35109.15123.00139.19152.73原始数据平均值表一平均值测量值测量次数12345Ug/mV101.85101.63103.12104.76104.17Us/mVRs=101.42101.40102.63103.50103.47表二I/mA表三测量次数12345平均值Umax/mV152.75153.10153.15152.85153.11教师签名：表头参数的测定实验目的：1、了解箱式电位差计的使用原理，并掌握其使用方法。2、学会用电位差计测电表内阻及计校准电流表，测出表头参数。3、掌握表头量程的测量方法。实验仪器：UJ36箱式电位差计、电阻箱、标准电阻、待测表头实验原理：1、箱式电位差计测电流表的内阻UJ36（或者电动势和对各种直流毫伏表及电子行测量。箱式电位差计的使用原理本仪器是采用补偿法原理，使被测量电动势（或电压）与恒定的标准电动势相互比较，是一种高精度测量电动势的方法，其原理如图1所示。KRp，RN上的电压降补偿。所以：E IRN N

（1）RN

和R的电流，称之为电位差计的工作电流。由（1）式得：IENRN

（2）工作电流调节好以后，将KQQRRQ。RQ上的端电压降补偿。所以：由（2）式代入（3）式得：

EX=IRQ (3)E RE N Q

(4)X RN从（4）式可以看出，用电位差计测量电动势（或电压）1)RQRN的比值即可。吸取功率。ENRQ与RN之比值的准确性和工作电流稳定性所决定。补偿法原理2ExEsEx>EsEx<EsEx=Es，ExEsEx得电池内部电流为零，就可以测出Ex，并且Ex＝Es.在物理实验中，测量过程常常不可避免地出现一些改变实验系统原来状态或能量分布的消极影响，如果能有目的地补充一些条件或能量，以抵消那些影响，使系统保持原来状态(或理论规定状态)的实验方法称为补偿法。图2用电位差计测电流表的内阻3RRs

是待测电流表内阻，用电位差计分别测出电压Ug

与U，s由于两电阻处于同一回路，故电流相等，得：UsUgRs Rg所以内阻R＝UgRsg Us图3 图42、用电位差计校准电流表R为标准电阻，用电位差计可测出Rs

上的电压Us

，如图4。则流过R中s电流的实际值为

I Us0 Rs再从电流表上读出电流指示值I，与I 进行比较，其差值III 称为电流表0 0指示值的误差。调节滑动电阻Rp

得到不同的I及Us

，做出校正曲线。找出所测值中的最大误差Im

，按下式确定电流表级别。I m100量限等级，必须比较校准的电表的级别高。3、表头量程的测量4Rp

使待校电表慢慢的偏转至满刻度处，再用电位差计测出标准电阻Rs的电压Us。多次测量取其平均值Umax则由IsUmax/RsIgIsIgIg即为表头满偏电流（表头量程。4、使用方法如图5是电位差计的面板图。将被测“未知”的电压（或电动势）接在未知的两个接线柱上。流计放大器电源，３分钟以后调节检流计指零。将扳健开关扳向“标准”调节多圈变阻器，使检流计指零。将扳键开关，扳向“未知次指零，未知电压按下式表示：Ｕx＝（步进盘度数＋滑线盘度数）×倍率“G1”1指向“G0.2“时,电位计处于×0.2图5实验步骤：1、用电位差计测电流表的内阻33V，变阻器调到阻值最大处，闭合开关。

为150Ω。将滑动sRp

使电流表指针指在量程约2/3处，用电位差计分别测出U 与g

。保持滑动电阻阻值不变，重复测量5次并记录数据。sRg表达式。

U Rg

/U Rs

及不确定度URg

，写出结果2、用电位差计校准电流表按图4连接好电路。在电表的量程内选择11个点,使电流表回路的电流单调上升和下降各一次，并记录电流表读数Ig

。同时在每个点处分别记下电位差计读值,将两次读数的平均值作Us，求出IsUs/Rs;，计算出各校正点的差值IIg

I,画出校正曲线,找出所测值中的最大误差Is

Im

100/量限确定电流表级别。3、表头量程的测量4Rp

使电表指针偏转至满刻度处，用电位差计多次测量R上的电压值U 记录数据并取其平均值U 则由I U /R，x max max s max s又I Ig

，可得Ig

。此时Ig

即为表头满偏电流（表头量程。Is/mAUs/(上)Is/mAUs/(上)mV(下)mVUs/I/mAUs/数据表格测量值1测量值12测量次数345平均值Ug/mV101.85101.63103.12104.76104.17103.11Us/Rs=mV150101.42101.40102.63103.50103.47102.48表二00.100.200.300.400.500.600.700.800.901.002.0018.0333.5548.3461.9077.7692.15107.76122.10137.62152.842.7719.3433.1449.1663.3578.3493.35109.15123.00139.17152.732.3818.6833.3448.7562.6278.0592.75108.46122.55138.4152.78-0.016-0.024-0.022-0.025-0.017-0.020-0.018-0.023-0.017-0.022-0.018表三测量次数12345平均值Umax/mV152.75153.10153.15152.85153.11152.99数据处理（1）Ug

101.85101.63103.12104.76104.175101.42101.40102.63103.50103.47U s 5

102.48mVR UgRs103.12150

150.92g U 102.48s相对不确定度1515i11515i1Ugig)21103.11)2103.11)24Ug Ug(103.12103.11)2(104.76103.11)2(104.17103.11)2]1.380mV1515i11515i1U)2sis1102.48)2102.48)24Us Us102.48)2102.48)2102.48)2]3u u3Ug

0.1mV则S 2uUgS 2uUg2Ug1.3802(0.1)23Ug

1.38mVS 2u2S 2u21.0412(0.1)23Us Us Us

1.04mV由 R UgRs 得g UslnRglnRslnUglnUs(1)2U2(1)2U2(1)2U2UUgUUsgs(1103.12)21.382(1102.48)21.042

0.017RgU 0.017R 0.017150.942.56Rg g00则 R 2.56) U 0.01700g r（2）由Us

Us(上

Us(下) 有2U 2.002.772.38mV， Us1 2 s

18.0319.3418.68mV，233.5533.14U s3 261.9063.35U s5 2

33.34mV， Us62.62mV， Us6

48.3449.16277.7678.342

48.75mV，78.05mV，92.1593.35U s7 2

92.75mV， Us8

107.76109.152

108.46mV，Us9Us11

122.10123.002152.84152.732

122.55mV， 152.78mV。

s10

137.62139.192

138.40mV，又II Ig s

I g

Us，则RsI 01

2.38150

0.016mA， I2

0.1018.68150

0.024mA，I 0.2033.343 150

0.022mA， I4

0.30

48.75150

0.025mA，I 0.4062.625 150

0.017mA， I6

0.5078.05150

0.020mA，I 0.6092.757 150

0.018mA， I8

0.70108.46150

0.023mA，I 0.80122.559 150I 1.00152.7811 150

0.017mA， I100.018mA。

0.90138.40150

0.022mA，则有Im

0.025mA，所以

0.0251002.51.00表头等级为2.5，校正曲线如下：校正曲线校正曲线0-0.00500.10.20.30.40.50.60.70.80.91Ix/mA1.1-0.01-0.015-0.02-0.025-0.03（3）U

max

152.75153.10153.15152.85153.11152.99mV5则I I

U

152.991.020mAg s Rs又

150SU

151151i1U)2maximax1[(152.75152.99)2(153.10152.99)241.002.5003(153.15152.99)2(152.85152.99)2(153.11152.99)1.002.5003uUmax

inst

0.