电位差计校准电表实验报告(完整版)

1、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。供参考四、实验原理：1、电位补偿原理如图是将被测电动势的电源 Ex与一已知电动势的电源 E。“ + ”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吒回路中必有电流，检流计指针偏转；如果电 动势E可调并已知，那么改变E的大小，使电路满足Ex=Eo，则回路中没

2、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E的完全补 偿。可以根据已知电动势值 E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 E应有两点要求：（1）可调。能使E 和Ex补偿。（2）精确。能方便而准确地读出补偿电压 E大小，数值要稳定。是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

3、 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Red和Io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edGEx称为补偿回路。学生式电位差计内部结构学生式电位差计实物图3、电位差计的标准c dEs要想使回路的工作电流等于设计时规定的标准值IO，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Red,使Rcd=Es/Io,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Io满足关系Io= Es/Rcd，由于已知的Es、Red都相 当准确，所以I。就被精确地校准到标准

4、值，要注意测量时 R不可再调，否 则工作电流不再等于I。4、电流表的校准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4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Us，则流过Rs 中电流的实际值为I。二Us/Rs在毫安表上读出电流指示值I，与Io进行比较，其差值厶I =1 -1。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 .dm，按式（0-0-1） 确定电流表级别。“量限限 100%（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

5、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Q、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。已达到规定值。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

6、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l=Us/Rs算得相应真值（客观值）。再得 出l =l -lo即可。之后，以I为横坐标，-I为纵坐标，在坐标纸上作出J -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：量限100%此处Io=20mA为电流表量程。当a三为0.5级，0.5a三1.0为1.0级,1.0a三1.5为1.5级，1.5a三2.0为2.0级。由此确定

7、被校准表的实际等级。六、数据记录及处理1数据记录Rs=70Q校刻度值I (mA)校准值 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校准曲线3计算电流表的级数I ma 二量限100% =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

8、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识左右的电流，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“R”，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。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