1、電位差計(jì)校準(zhǔn)電流表一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 理解電位差計(jì)的工作原理，掌握電位差計(jì)的使用方法。2. 掌握使用電位差計(jì)校準(zhǔn)電表的方法。3. 學(xué)習(xí)簡(jiǎn)單電路的設(shè)計(jì)方法，培養(yǎng)獨(dú)立工作的能力。三實(shí)驗(yàn)儀器：學(xué)生式電位差計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)電池，穩(wěn)壓電源，可變電阻器箱兩臺(tái)，待校準(zhǔn)電流表(20mA)，標(biāo)準(zhǔn)電阻Rs。供參考四、實(shí)驗(yàn)原理：1、電位補(bǔ)償原理如圖是將被測(cè)電動(dòng)勢(shì)的電源 Ex與一已知電動(dòng)勢(shì)的電源 E?！?+ ”端對(duì)“ + ”端，“-”端對(duì)“-”端地聯(lián)成一回路，在電路中串聯(lián)檢流計(jì)“ G”，若 兩電源電動(dòng)勢(shì)不相等，即Ex吒回路中必有電流，檢流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)；如果電 動(dòng)勢(shì)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(méi)

2、有電流，檢流計(jì)指示為零，這時(shí)待測(cè)電動(dòng)勢(shì)Ex得到己知電動(dòng)勢(shì)E的完全補(bǔ) 償?？梢愿鶕?jù)已知電動(dòng)勢(shì)值 E定出Ex，這種方法叫補(bǔ)償法。我們知道，用 電壓表測(cè)量電壓時(shí)，總要從被測(cè)電路上分出一部分電流， 從而改變了被測(cè)電 路的狀態(tài)，用補(bǔ)償法測(cè)電壓時(shí)，補(bǔ)償電路中沒(méi)有電流，所以不影響被測(cè)電路 的狀態(tài)。這是補(bǔ)償測(cè)量法最大的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)。2、電位差計(jì)按電壓補(bǔ)償原理構(gòu)成的測(cè)量電動(dòng)勢(shì)的儀器稱為電位差計(jì)。 由上述補(bǔ)償原 理可知，采用補(bǔ)償法測(cè)量電動(dòng)勢(shì)對(duì) E應(yīng)有兩點(diǎn)要求：（1）可調(diào)。能使E 和Ex補(bǔ)償。（2）精確。能方便而準(zhǔn)確地讀出補(bǔ)償電壓 E大小，數(shù)值要穩(wěn)定。是實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償法測(cè)電動(dòng)勢(shì)的原理線路，即電位差計(jì)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(bǔ)償電 壓Eo， Eo和Ex組成的回路edGEx稱為補(bǔ)償回路。學(xué)生式電位差計(jì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)學(xué)生式電位差計(jì)實(shí)物圖3、電位差計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)c dEs要想使回路的工作電流等于設(shè)計(jì)時(shí)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值IO，必須對(duì)電位差計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)。方法如圖所示。Es是已知的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)，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(jì)指針無(wú)偏 轉(zhuǎn)，電路達(dá)到補(bǔ)償，這時(shí)Io滿足關(guān)系Io= Es/Rcd，由于已知的Es、Red都相 當(dāng)準(zhǔn)確，所以I。就被精確地校準(zhǔn)到標(biāo)準(zhǔn)

4、值，要注意測(cè)量時(shí) R不可再調(diào)，否 則工作電流不再等于I。4、電流表的校準(zhǔn)校正電流表的電路如圖5-20-4所示，圖中毫安表為被校準(zhǔn)電流表，R為 限流器，Rs為標(biāo)準(zhǔn)電阻，有4個(gè)接頭，上面兩個(gè)是電流接頭，接電流表，下 面兩個(gè)是電壓接頭，接電位差計(jì)。電位差計(jì)可測(cè)出Rs上的電壓Us，則流過(guò)Rs 中電流的實(shí)際值為I。二Us/Rs在毫安表上讀出電流指示值I，與Io進(jìn)行比較，其差值厶I =1 -1。稱為電 流表指示值的絕對(duì)誤差。找出所測(cè)值中的最大絕對(duì)誤差 .dm，按式（0-0-1） 確定電流表級(jí)別?！傲肯尴?100%（0-0-1）電路實(shí)物圖：五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1、校準(zhǔn)學(xué)生式電位差計(jì)使用電位差計(jì)之前，先要進(jìn)行校

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

6、兩旁的導(dǎo)線接到電位差計(jì)的“未 知”接線柱，就可進(jìn)行微安表校準(zhǔn)。所謂“校準(zhǔn)”就是在每個(gè)電表電流讀數(shù) 下，測(cè)定電阻兩端的準(zhǔn)確電壓，從而算出準(zhǔn)確電流，再與電表讀數(shù)電流進(jìn)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(gè)數(shù)據(jù) 點(diǎn)，在每個(gè)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(biāo)，-I為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上作出J -I 校準(zhǔn)曲線；作出待校準(zhǔn)表的修正曲線。3計(jì)算電流表的等級(jí)：量限100%此處Io=20mA為電流表量程。當(dāng)a三為0.5級(jí)，0.5a三1.0為1.0級(jí),1.0a三1.5為1.5級(jí)，1.5a三2.0為2.0級(jí)。由此確定

7、被校準(zhǔn)表的實(shí)際等級(jí)。六、數(shù)據(jù)記錄及處理1數(shù)據(jù)記錄Rs=70Q?？潭戎礗 (mA)校準(zhǔn)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(zhǔn)曲線3計(jì)算電流表的級(jí)數(shù)I ma 二量限100% =七實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1、 為了使被校準(zhǔn)電流表校準(zhǔn)后有較高的準(zhǔn)確度，電位差計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)電阻 的準(zhǔn)確度等級(jí)必須比被校電表的級(jí)別高得多。2、不使用檢流計(jì)本儀器時(shí)，一定要將其短路，否則檢流計(jì)處于開路狀 態(tài)。使用電位差計(jì)必須先接通其他電路，然后再接補(bǔ)償回路，斷電時(shí)須

8、先斷 開補(bǔ)償回路，再斷開其他電路。3、 標(biāo)準(zhǔn)電池只能短時(shí)間通過(guò)1識(shí)左右的電流，否則將影響標(biāo)準(zhǔn)電池的 精度直到造成永久性電動(dòng)勢(shì)衰落。所以，校準(zhǔn)中要注意選用“R”，使用K2 要短促，以保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)電池，不能用伏特計(jì)測(cè)它的電動(dòng)勢(shì)，要防止標(biāo)準(zhǔn)電池震動(dòng)。4校準(zhǔn)電表前必須先進(jìn)行檢流計(jì)調(diào)零，并校準(zhǔn)工作電流。5校準(zhǔn)時(shí)要隨時(shí)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(jìn)行讀數(shù)。八實(shí)驗(yàn)誤差分析1系統(tǒng)誤差：電表的不準(zhǔn)確性（包括標(biāo)準(zhǔn)電池，電位差計(jì)，電阻箱等）；導(dǎo)線電阻引起的電流減小的誤差等2隨機(jī)誤差：電源的波動(dòng)；地磁場(chǎng)的影響；估讀數(shù)據(jù)的讀書誤差；做修 正曲線時(shí)描點(diǎn)等的誤差等 九該實(shí)驗(yàn)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：該實(shí)驗(yàn)用電位差計(jì)，“內(nèi)阻”高，不影響待測(cè)電路，用電壓表測(cè)量未知 電壓時(shí)總要從被測(cè)電路上分出一部分電流，這就改變被測(cè)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(jì)測(cè)量時(shí)，補(bǔ)償回路中電流為 零，可測(cè)出電路被測(cè)兩端的真正電壓。由于電阻 Rab可以做得很精密，標(biāo)準(zhǔn) 電池的電動(dòng)勢(shì)精確且穩(wěn)定，檢流計(jì)足夠靈敏，所以在補(bǔ)償?shù)臈l件下能提供相 當(dāng)準(zhǔn) 確的補(bǔ)償電壓，在計(jì)量工作中常用電位差計(jì)來(lái)