用电位差计校准电压表

基础物理实验教学中心 向安润2021-10-16一、实验课题及任务一、实验课题及任务课题：用课题：用UJ31型型箱式箱式电位差计校准电压电位差计校准电压表（量程表（量程1V1V），要求：），要求： 校正校正电压表电压表6 6个个整刻度点整刻度点0V0V、0.2V0.2V、0.4V0.4V、0.6V0.6V、0.8V0.8V、1V1V（校正时电压校正时电压增加和减小各测一组取平均）。增加和减小各测一组取平均）。 作出校正曲线。作出校正曲线。 计算被校电压表的准确度等级。计算被校电压表的准确度等级。二、设计要求二、设计要求 查阅资料（中心网站查阅资料（中心网站HTTPHTTP：/ 写明实验原理，画出电路图，写出实验步骤，自写明实验原理，画出电路图，写出实验步骤，自拟数据表格。拟数据表格。（提示：在设计电路时，应考虑使电压表在（提示：在设计电路时，应考虑使电压表在0 0V V范围连续变化，同时，范围连续变化，同时，UJ31UJ31电位差计的示值也要电位差计的示值也要相应地在相应地在0 0171mv171mv范围内连续变化。所以必须利范围内连续变化。所以必须利用分压器，可用两个标准电阻箱选取适当的分压用分压器，可用两个标准电阻箱选取适当的分压比组成分压器。）比组成分压器。）三、实验仪器三、实验仪器 UJ31 UJ31型直流低电势箱式电位差计型直流低电势箱式电位差计 直流稳压电源（直流稳压电源（3V3V） 滑线变阻器滑线变阻器 待校电压表（量程待校电压表（量程1V1V） 电阻箱电阻箱2 2个个 单刀单掷开关单刀单掷开关 连接导线。连接导线。四、四、实验原理提示实验原理提示箱式电位差计测量电压箱式电位差计测量电压原理（补偿法）原理（补偿法）当调至补偿状态时当调至补偿状态时TnRRIEUTUXRRIEUU于是于是nTUXERRE图图1 补偿原理图补偿原理图四、四、实验原理提示实验原理提示EX图图2 箱式电位差计面板结构示意图箱式电位差计面板结构示意图箱式电位差计箱式电位差计结构原理提示结构原理提示四、四、实验原理提示实验原理提示图图3 电位差计实物面板图电位差计实物面板图四、四、实验原理提示实验原理提示电源R1R2接电位差计 未知1接待校电压表R图图4 用电位差计校准电压表原理图用电位差计校准电压表原理图用电位差计校准电用电位差计校准电压表原理提示压表原理提示参照电位差计量程参照电位差计量程（171mV）与待校）与待校电压表量程电压表量程(1V)，分，分压器压器R1与与R2比值取：比值取： R1/R2=171/1000四、四、实验原理提示实验原理提示 确定待测电压表准确度等级的方法：确定待测电压表准确度等级的方法： 通过校准的实验数据通过校准的实验数据,得到电表各个刻度的绝得到电表各个刻度的绝对误差。选取其中最大的绝对误差除以量程，即对误差。选取其中最大的绝对误差除以量程，即得该电表的标称误差。得该电表的标称误差。 根据标称误差的大小，将电表分为不同的等根据标称误差的大小，将电表分为不同的等级，常记为级，常记为K。例如，若。例如，若0.5%标称误差标称误差1.0%，则，则该电表的等级为该电表的等级为1.0级。级。%100量程最大绝对误差标称误差六、六、数据记录数据记录UR2(V)UR1(mV)UR1(折)(V) (V)00.20.40.60.81.0)(U-UR1R2折表表1 测量数据记录表测量数据记录表七、七、参考文献参考文献 1 潘人培。潘人培。物理实验物理实验。南京工学院出版社。南京工学院出版社。1988.06（02）（）（138-148） 2 王公浩、贾玉润等。王公浩、贾玉润等。大学物理实验大学物理实验。复。复旦大学出版社。旦大学出版社。1987.07（01）（）（211-216）3 郑伯玮。郑伯玮。大学物理实验大学物理实验。高等教育出版。高等教育出版社。社。1989.10（01）（）（95-102）小论文实例小论文实例五、五、实验步骤提示实验步骤提示 按电路图连接电路，电阻箱按电路图连接电路，电阻箱R1 、R2分别取适当分别取适当值，电阻箱值，电阻箱R1的两端接在电位差计的的两端接在电位差计的“未知未知”接线柱上，电阻箱接线柱上，电阻箱R2的两端接在待测电压表上。的两端接在待测电压表上。 计算室温下电池电动势之值，校准工作电流。计算室温下电池电动势之值，校准工作电流。 调节滑线电阻调节滑线电阻R的滑动触头，在被校电压表量的滑动触头，在被校电压表量程范围内均匀地从程范围内均匀地从“0”开始，取开始，取5个电压值，个电压值，用电位差计分别测出用电位差计分别测出R1上对应的上对应的5个电压值，个电压值，并将这些电压值换算为对应的校准值。并将这些电压值换算为对应的校准值。 将所测数据填入自拟的表格内，作出校正曲线。将所测数据填入自拟的表格内，作出校正曲线。 计算被校电压表准确度等级的实际级别。计算被校电压表准确度等级的实际级别。