实验四 电位差计的使用

实验四 电位差计的使用 电位差计又名电位计，是精密测量电位差的重要仪器。由于它相当于一个内阻无限大的伏特表，因此，可以用来测量电池电动势，还可以间接用来测量电流、电阻和校正各种精密仪表。 实验目的 1.熟悉电位差计的工作原理。 2.学会用电位差计测量电动势。 3.掌握箱式电位差计的使用方法。 实验原理及方法 1.补偿原理 如要测电池的电动势，直接将电压表并联到电池两端，如图4-1所示，回路中就有电流I。由于电池有内阻r，在电池内不可避免地存在电势降Ir，因而电压表 的示值只是电池的端电压U=EX－Ir。显然当I越小，U越接近EX，但I越小电压表指针偏转愈小，误差也相应增大。当I=0时端电压U才等于电势Ex，但此时电压表无法读数了。 设想若有一个可调电源与被测电池并联，若正向反向电流相等，检流计指零，则EX内的电压降被补偿，此时EX=ES，ES与EX相互补偿，这种状态称为补偿，这种测量方法称为补偿法。 2.电位差计原理 电位差计就是利用补偿原理 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 的，可以直接测量电势差（电动势），也可以间接测量电流、电阻和校准电表。基本原理如图4-2所示，接通K1后，有电流I通过电阻丝AB，并在电阻丝上产生电压降，IRAB，如果K2与 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 电池ES接通，可能有三种情况： 当ES＞UC′D′时，G中有自A向B的电流（指针偏向一侧）； 当ES＜UC′D′时，G中有自左向右流动的电流（指针偏向另一侧）； 当ES＝UC′D′时，G中无电流，指针不偏转。此时电位差计处于补偿状态。 在补偿状态时，ES＝IRC′D′设单位长度电阻丝的电阻为r0，C′D′段电阻丝的长度为LS，于是： ES = Ir0LS （4-1） 将滑线变阻器Rn的滑动端固定，保持工作电流I不变，再将K2断开，合上K3使待测电池EX接通。适当调节C，D位置，当检流计指零时，即达到补偿状态。设此时CD间电阻丝长度为LX，即C′D′长，则 EX = Ir0LX （4-2） 由此可知，在同一工作电流下，标准电池ES和待测电池EX分别与电位差计相接，补偿时读出LS和LX，即可得被测电动势。 （4-3） 1.十一线板式电位差计 十一线板式电位差计结构简单、直观、原理易懂又有接线训练。其结构如图4－3所示，图中AB为11m长均电阻丝，往返地固定在木板两端的插座上，排成十一行，第一行电阻丝的旁边安有米尺。由电阻丝AB、变阻器Rn、电源E及开关K1组成工作电流回路，而由标准电池ES（或待测电池EX）及检流计组成测量回路。活动接头C可以插入0、1、2、3……10任一插孔内，接头D可以在第一行上滑动，于是CD接头间的电阻丝长度LCD可以从0～11m间连续变化。 实验 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 1.用十一线板式电位差计测干电池电动势 1.1 按图4-3接好线路。注意连接时应断开所有开关。工作电源、标准电池、干电池极性不可接错。 1.2 校准电位差计。首先预计每根（1m）电阻丝上要产生多大的电压降K（根据测量的电压范围而定），调节标准电压的方法是将标准电池ES与电阻丝AB上某段长度的电压降相比较，即将标准电池接入补偿回路中，如果ES与电阻丝长度LS上的电压降相等，此时检流计G中I=0，电路处于实偿状态，电阻丝单位长度压降由下式决定，即 （4-4） 若已知ES（20）=1.0186V，选取K=0.15000V/m或K=0.20000V/m，则LS=6.7907m和5.0930m，此时将移动端C、D点定为LCD=LS，调节滑线变阻器Rn，使电位差计逐步达到补偿状态。直到保护电阻R′阻值为零时，完全达到补偿，则电阻丝AB上单位长度电压降就正好达到预定的K值，工作电路部分再不应变动，固定Rn。 1.3 测量未知干电池的电动势EX 将双向开关掷向干电池EX，将EX接入补偿回路重新加入保护电阻R′，调节接点C、D，先使D点在标尺最在端0处，按下接头D，同时移动接点C，找出使检流计指针偏转方向改变的两相邻插孔，将插头C的插在数字较小的插孔上，然后向右移动D接点，使检流计逐步偏转很小，并同时减小R′，直至R′=0时检流计指针指零，即达到补偿，此时CD间电阻丝长度为LX，则可知 EX = KLX （4-5） 1.4 测电位差计灵敏度S 在测量过程中，当完全达到补偿，调节D点，使CD间长度为L左时，使检流计左偏d格，再调D点，CD间电阻丝长度为L右时，指针向右偏d格，则灵敏度为 （4-6） 2.用板式电位差计测电池内阻 按图4-4的线路连线，闭合K1，将EX接入电路，调节达到补偿状态，CD间电阻丝长度记为L1，将K2闭合，给电池并一电阻R，再次补偿时，CD′间电阻丝长度记为L2，由公式 （4-7） 计算电池内阻。（此式可由学生自己推导得出） 3.用UJ31型箱式电位差计校验毫伏表UJ31型箱式电位差计面板图及其用法如下： UJ31型电位差计的面板如下图所示，它是一种测量低电位差的仪器，量程为17mV（最小分度1μV，倍率开关P旋至×1）和170mV（最小分度10μV，倍率开关P旋至×10）两档。面板示意图上方的五对接线端钮从左到右依次接入标准电池、检流计、5.7～6.3V直流电源、待测电压“未知1”和“未知2”。面板上各旋钮、开关、调节盘的名称、作用及操作注意事项见下表。 表 UJ31型电位差计的使用说明 图中标记及名称 标记符号 作用、特点及操作注意事项 K1：操作步骤选择开关 K1 “标准”步骤中应旋至“标准”位置，“测量”步骤应旋至“未知1”或“未知2”位置，不使时旋至“断”位置 RN：温度补偿盘 RN 使用前根据室温求出标准电动势EN，再将RN盘旋至对应位置，该盘已直接按电动势值标后分度RN=EN /0.010000 R1、R2、R3电流调节盘 R1、R2、R3 “标准”时旋三个粗、中细调节盘，使检流计指零，这时I0=10.000mA P：倍率选择开关 P “测量”前预先选定，未知电压=测量读数×倍率（1或10） Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ测量盘 RX 测量未知电压用的粗、中、细调节盘，已按×1时的电压值标定分度，可直接读数 粗、细、短路：电流按钮开关 粗、细、短路 操作时应先按“粗”按钮，这时电流计串有10kΩ电阻，待其几乎指零后再按下“细”按钮调节。按下“短路”时电流计被短路，光标（或指针）能很快停止，短路按钮一般不用 3.1 按图4-5接好电路，图中mV为待校毫伏表。 3.2 检定毫伏表。本检定是测量加在毫伏表上的电压，第一次使被测量由小逐渐增大（上升）；第二次由大变小（下降）。同时对毫伏表上每个数字分度线上的示值U用电位差计测出它所对应的实际值U′，算出两者间的差值，以U′为横坐标，以修正值 为纵坐标。相邻两校准点用直线连接，作出校正曲线。由此曲线可反映出毫伏表相对于电位差计的偏离情况。在使用毫伏表时，据此校正曲线来修正毫伏表的读数。就能得到校为准确的测量值。 3.3 校验毫伏表。在上述电表的校正曲线中，找出峰值最大的一个值。算出被测电表的最大基本误差。Um是电表量程。根据是否不大于电表的基本误差限（准确度等级），确定被检电表是否“合格”。 注意事项 1.切记开启电源开关时接入负载。 2.严禁标准电池倾斜或振动。 3.不能将“粗”“细”按钮长时间锁住。 4.注意保护检流计不能通过大电流。 讨论题 1.电位差计的设计思想是什么？包括哪几个回路？ 2.为什么电位差计在使用前要校准？如何校准？ 3.电位差计得到补偿的标志是什么？如果发现无论怎样调节检流计总偏向一侧，可能有哪几种原因？如何排除？ � EMBED AutoCAD.Drawing.16 ��� � EMBED AutoCAD.Drawing.16 ��� � EMBED AutoCAD.Drawing.16 ��� � EMBED AutoCAD.Drawing.16 ��� � EMBED AutoCAD.Drawing.16 ��� _1215678299.unknown _1252310266.dwg _1252310561.dwg _1252311286.dwg _1252310356.dwg _1218283131.dwg _1186143021.unknown _1186143318.unknown _1215674795.dwg _1186143039.unknown _1186142008.unknown