电位差计校准电表实验报告材料

实用文案电位差计校准电流表一、实验目的1. 理解电位差计的工作原理，掌握电位差计的使用方法。2. 掌握使用电位差计校准电表的方法。3. 学习简单电路的设计方法，培养独立工作的能力。三 实验仪器：学生式电位差计，标准电池，稳压电源，可变电阻器箱两台，待校准电流表 (20mA)，标准电阻 Rs。标准文档实用文案四、实验原理：1、电位补偿原理。 E如图是将被测电动势的电源Ex 与一已知电动势的电源E“O+”端对“+”端，“- ”端对“ - ”端地联成一回路，在电路中串联检流计“G”，若两电源电动势不相等，即Ex EO 回路中必有电流，检流计指针偏转；如果电动势EO可调并已知，那么改变EO的大小，使电路满足EX=E0，则回路中没有电流，检流计指示为零，这时待测电动势EX 得到己知电动势EO 的完全补偿。可以根据已知电动势值EO 定出 EX，这种方法叫补偿法。 我们知道，用电压表测量电压时，总要从被测电路上分出一部分电流，从而改变了被测电路的状态，用补偿法测电压时，补偿电路中没有电流，所以不影响被测电路的状态。这是补偿测量法最大的优点和特点。2、电位差计ERIocdabEoEx按电压补偿原理构成的测量电动势的仪器称为电位差计。由上述补偿原理可知，采用补偿法测量电动势对EO 应有两点要求：（1）可调。能使EO 和EX补偿。（2）精确。能方便而准确地读出补偿电压EO 大小，数值要稳定。是标准文档实用文案实现补偿法测电动势的原理线路，即电位差计的原理图。采用精密电阻Rab组成分压器，再用电压稳定的电源E和限流电阻 R串联后向它供电。只要 Rcd和 I O数值精确，则图中虚线内cd 之间的电压即为精确的可调补偿电压EO，EO和 EX 组成的回路 cdGEX称为补偿回路。学生式电位差计内部结构:100G学生式电位差计实物图 :标准文档实用文案3、电位差计的标准ERcdabExKEs要想使回路的工作电流等于设计时规定的标准值I O，必须对电位差计进行校准。方法如图所示。ES 是已知的标准电动势，根据它的大小，取cd间电阻为 Rcd，使 Rcd =ES/I O，将开关 K倒向 ES，调节 R使检流计指针无偏转，电路达到补偿，这时I O满足关系 I O= ES/R cd，由于已知的 ES、Rcd 都相当准确，所以 I O 就被精确地校准到标准值， 要注意测量时 R不可再调，否则工作电流不再等于 I O。4电流表的校准图 5-20-4电位差计校正电流表电路校正电流表的电路如图5-20-4 所示，图中毫安表为被校准电流表， R 为限流器， Rs 为标准电阻，有个接头，上面两个是电流接头，接电流表，下面两个是电压接头， 接电位差计。电位差计可测出Rs 上的电压 U s ，则流过 Rs标准文档实用文案中电流的实际值为 I 0 U s / Rs在毫安表上读出电流指示值I ，与 I 0 进行比较，其差值 I I I 0 称为电流表指示值的绝对误差。找出所测值中的最大绝对误差I m ，按式（ 0-0-1 ）确定电流表级别。I ma100%量限（0-0-1 ）电路实物图 :五、实验内容及步骤1 、校准学生式电位差计使用电位差计之前，先要进行校准，使电流达到规定值。先放好RA、RB和 RC，使其电压刻度等于标准电池电动势，取掉检流计上短路线，用所附导线将 K1、K2、K3、G、R、Rb 和电位差计等各相应端钮间按原理线路图进行连接，经反复检查无误后，接入工作电源 E，标准电池 ES 和待测电动势 EX，Rb先取电阻箱的最大值，（使用时如果检流计不稳定，可将其值调小，直到检流计稳定为止），合上 K1、K3，将 K2 推向 ES（间歇使用），并同时调节 R，使检流计无偏转（指零），为了增加检流计灵敏度，应逐步减少Rb，如此反复开、合 K2 ，确认检流计中无电流流过时，则I O已达到规定值。标准文档实用文案2、校准 20mA电流表制修正曲线按照线路图连接好电路， 并将标准电阻两旁的导线接到电位差计的“未知”接线柱，就可进行微安表校准。所谓“校准”就是在每个电表电流读数下，测定电阻两端的准确电压，从而算出准确电流，再与电表读数电流进行比较。调节 R阻值使得 A 的读数 I 由 0 逐步增加至满偏，中间取 10 个数据点，在每个 I 值读出相应的 Us，用 I 0 U s / Rs 算得相应真值（客观值） 。再得出 I I I 0 即可。之后，以 I 为横坐标，- I 为纵坐标，在坐标纸上作出 I I 校准曲线；作出待校准表的修正曲线。3 计算电流表的等级：I m100%a量限此处 Io=20mA为电流表量程。 当 a为 0.5 级，0.5a 1.0 为 1.0 级，1.0a 1.5 为1.5 级， 1.5a 2.0 为 2.0 级 。由此确定被校准表的实际等级。标准文档实用文案六、数据记录及处理1 数据记录Rs=70校准值校刻度值I (mA)2.004.006.008.0010.0012.0014.0016.0018.0020.00上行下行平均值I=I-I (mA)V =V1+V2/2I= V/RsV1（mv） V2（mv）（mv）（mA）标准文档实用文案2 校准曲线3 计算电流表的级数aI m100%=量限七 实验注意事项1、 为了使被校准电流表校准后有较高的准确度，电位差计与标准电阻的准确度等级必须比被校电表的级别高得多。2、不使用检流计本仪器时，一定要将其短路，否则检流计处于开路状态。使用电位差计必须先接通其他电路，然后再接补偿回路，断电时须先断开补偿回路，再断开其他电路。3、 标准电池只能短时间通过1 A 左右的电流，否则将影响标准电池的精度直到造成永久性电动势衰落。所以，校准中要注意选用“Rb”，使用K2 要短促，以保护标准电池，不能用伏特计测它的电动势，要防止标准电池震动。4 校准电表前必须先进行检流计调零，并校准工作电流。5 校准时要随时注意微安表读数是否稳定，如不稳定，应先将电流表稳定，再进行读数。标准文档实用文案八 实验误差分析1 系统误差：电表的不准确性（包括标准电池，电位差计，电阻箱等）;导线电阻引起的电流减小的误差等2 随机误差：电源的波动；地磁场的影响；估读数据的读书误差；做修正曲线时描点等的误差等九 该实验的优缺点优点：该实验用电位差计， “内阻”高，不影响待测电路，用电压表测量未知电压时总要从被测电路上分出一部分电流，这就改变被测电路的工作状态，电压表内阻越小，这种影响越显著，用电位差计测量时，补偿回路中电流为零，可测出电路被测两端的真正电压。由于电阻 Rab 可以做得很精密，标准电池的电动势精确且稳定， 检流计足够灵敏， 所以在补偿的条件下能提供相当准 确的补偿电压，在计量工作中常用电位差计来校准电表。缺点：电位差计在测量的过程中， 其工作条件会发生变化 （如回路电源 E 不稳定，限流电阻 R 不稳定等），为保证电流保持规定的数值，每次测量都必须经过校准和测量两个基本步骤， 两个基本步骤的间隔时间不能过长， 而且每次要达到补偿都要细致的调节，因此操作繁杂，费时。标准文档实用文案标准文档