用电位差计校正电表

图5-20-1电位差计的补偿原理图5-20-2电位差计的基本电路图5-20-1电位差计的补偿原理图5-20-2电位差计的基本电路图5-20-3电位差计电路图实验5-20直流电位差计的使用电位差计是利用电压补偿原理精确测量直流电压和电动势的仪器。如果配用标准电阻，还可以精确测量电流和电阻，它也常用于非电学参量（如压力、温度、位移等）的电测量中，是电磁测量中常用仪器之一。本实验用电位差计测量电表内阻和校准电表。【实验目的】了解电位差计的工作原理和结构特点，掌握其使用方法。用电位差计测电流表的内阻。用电位差计校准电流表。【实验器材】UJ36型携带式直流电位差计、毫安表、微安表、工作电源、滑线变阻器、标准电阻2个（10Q，100Q）、双刀双掷开关等。【实验原理】一、电位差计的工作原理如果要测未知电动势E，原则上可按图5-20-1安排电路。其中气是可调电压的电源。调节气使检流计指零，则表示在这个回路中电动势E和气必然大小相等，即E=E° （5-20-1）这时，我们称电路达到补偿。在补偿条件下，如果气的数值已知，则E即可求出。根据此原理制成的测量电动势或电位差的仪器称为电位差计。我们可以用分压电路来获得可调的电压，如图5-20-2所示，其中电源E、限流电阻Rp，分压电阻R和标准电阻R联成一个回路，称为辅助茴路。分压电阻的滑动端cN和固定端b与待测电源E、电流计连成另一回路，称为补偿回路。 "调节滑动端c，当电流计中无电流通过时，设辅助回路中的电流强度为I°，cb段的电阻值为Rx，则cb段的电压U=IR与E相等，即cxxE=IR （5-20-2）在实际的电位差计中：I是一个规定值，为了使辅0助回路中的电流正好等于该规定值，采用了标准电池，其电动势En是已知的（由实验室给出），电路如图5-20-3所示。使用电位差计测量电动势（或电位差），要分两步进行：校准：为了使R中流过的电流是标准电流I，将0图5-20-3中S2倒向En端。调节Rp，改变辅助回路中的电流，使检流计指零，，则E村=I°R：。由于E村和Rn都很准确地已知，这时辅助回路中的电流就被精浦地校准到

所需要的值。此后的实验中Rp不得再变。测量：把开关S倒向%一边，只要E<IRh，总可以滑动c的位置使检流计再度指零，这时cb间的电压降恰好和待测电动势E相等：即匕=10Rx由于设计电位差计时，已经根据R大小将电阻的数值转换成电压刻度，故可在仪器上直接读出被测电动势E的大小。如果要测任一电路两点间的电位差，只需将待测两点接入补偿回路代替E即可。二、用电位差计校正电流表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，R为标准电阻，有4个接头，上面两个是电流接头，辗电流表，下面两个是电压接头，接电位差计。电位差计可测出R上的电压U，则流过R中电流的实际值为 " " "I=U/R图5-20-4电位差计校正电流表电路0 ss在毫安表上读出电流指示值I，与I进行比较，其差值△I图5-20-4电位差计校正电流表电路0 ss在毫安表上读出电流指示值I，的绝对误差。找出所测值中的最大绝对误差△/，按式（5-20-3）确定电流表级别。(5-20-3)a="1mx100%(5-20-3)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。三、用电位差计测电流表的内阻电路如图5-20-5所示，S是双刀双掷开关，R是标准电阻，R是待测电流表内阻。由于R两端的电压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。三、用电位差计测电流表的内阻电路如图5-20-5所示，S是双刀双掷开关，R是标准电阻，R是待测电流表内阻。由于R两端的电压U=10R,两端的电压Ug=10R，所以有U

~^Rs(5-20-4)用电位差计分别测出电压U与U，由式电位差计图5-20-5电位差计测电流表内阻电路（5-20-4）可求出R。【实验内容】g一、校正电流表按图5-20-4连接线路。对被校毫安表各刻度示值（1、2、3、4、5mA）逐一进行校准（注意在选择标准电阻时，应使电位差计上读取尽量多的有效数字）。、测电流表的内阻。按图5-20-5连接线路。测电流表（0〜5mA）的内阻。标准电阻R取10Q，读出U与U。测微安表的内阻，标准电阻R取100Q，读出U与U。为了减小误差，每组数据1.2.分别测2次，求其平均值。【数据处理】算出电流表的标准值10与指示值I的差值，即为修正值。用坐标纸作修正值△I与I的校正曲线（修正值△I为纵坐标，I为横坐标）。找出标准值与指示值之间的最大差值（用绝对值表示），求出被校准的电表的级别a。利用式（5-20-4）求出电流表和微安表的内阻R。【思考题】 '能否用伏特计测量电池的电