电位差计的使用与电表的校准PPT课件
试验九电位差计校准电表
电位差计校准电表实验目标1．掌握电位差计的工作原理及使用方法；2．掌握使用电位差计校准电表的方法；3．掌握基本电路的设计方法。
教学方法采用研究式, 答辩式教学方法实验仪器UJ31电位差计，毫伏表，滑线变阻器，电阻箱两个，直流稳压电源，标准电池和标准电阻，复点式检流计等。
重点及难点重点: 电位差计校准电表原理难点: 自己设计电路实验设计及操作提示1． 校准电表的目的电表经长期使用和保存，各元件参数就会发生变化（如电阻老化，磁性减弱，金属部分锈蚀等），转动部分（主要是轴尖和轴承）会发生磨损。
如果保存条件不善（如受潮），使用不当（如过负荷，运输受震等）都会损坏电表特性。
其准确度将降低，特别是在刻度读数产生相当大的偏差的情况下，实际上就不合使用要求，因此，对电表必须进行定期检查，对误差大者要及时检修，对误差小者可以校准后使用。
在实验室通常用箱式电位差计来加以校准，而作出校准曲线，以消除误差。
2． 电位差计校准电表原理为了校准电流表，可采用图1所示电路。
R s 是标准电阻，P 是电位差计，若A 表的示值为I ， P 的示值为V s ，则通过A 表电流的客观真值为ss s R V I =，这时A 表在I 值下的误差为 ss R V I I -=∆ （1） 为了校准电压表，可采用图2所示电路。
用图1校准电流表的操作程序是：调节R 阻值使I 由零逐步增大到表满偏，中间取10~15个数据点（取整数），在每个I 值测出对应的V s ，用（1）式计算出I ∆。
以I 为横坐标，以I ∆为纵坐标，作校准曲线。
注意这个校准曲线为折线，在这个曲线上找出误差的最大值max I ∆，则A 表的准确度等级为- 2 - 100maxmax ⨯∆=I I a （2） 曲线上任一点的纵坐标s I I I -=∆是该示值下的误差,而客观真值是C I I I I s +=∆-=I C ∆-= （3）修正值C 就是误差的负值。
以I 为横坐标, C 为纵坐标, 作出A 表的修正曲线。
电位差计大学物理实验资料PPT课件
接通总电源 检流计调0，量程先置最大档 打开Ｋ１
调节E0，电压为“２.２０”Ｖ
E0有粗调、细调
电源调2.20V， 以满足所设量程
这就是 工作电 路的调 节
第18页/共29页
1.0186 LCD标定 0.2 5.093m 将CD置于LCD标定值
“C”接到“5”
刻度盘对准 0.093
E U0 LC D测量
r ( EX E )R E
第27页/共29页
思考： 1、什么是补偿原理 ？ 2、为什么要先标定电位差计工作电流I0？ 3、若待测电动势为3V，每米电压降标定应为多少？ 4、测量时要注意什么？
第28页/共29页
谢谢您的观看！
第29页/共29页
先估算LCD测量 干电池的电动势 ：1.5V
理论上检流计电流为0
若不为0，调刻度盘，使 检流计电流为0，记下读 数
LCD测量 7.512m
E x U0 LCD测量 0.2 7.512m 1.502V
E 第16页/共29页 x
步骤： 接线
开关K1～ K４断开（或“分”），开关K５ 、K６：内接
Ex=U0LCD测量=
第26页/共29页
三、测内阻
9、断开K2
选定R 为100欧 将R，与Ex并联
10、开关K2合向Ex，调节LCD测量（调节刻度盘），使检 流计电流为0
同样，先将检流计量程选最大，断开K3 调节时再逐步减小量程，最后合上K3 11、与测Ex类似：调节刻度盘，使检流计电流为0，
记下此时刻度盘的数值: L’CD测量=
Vm=0.2V/m×11m=2.2V
量程：０～2.2（V）
若：每米电压降标定为 0.3 V/m ，最大电压为：
用电位差计校准电表(三)
实验 电位差计的使用(三)[实验目的]1、了解补偿法测电动势的原理2、掌握电位差计测电动势的使用方法3、学习用电位差计校准电表的方法 [实验原理]电位差计是电子测量中直接用来精密测量电动势或电位差的仪器。
也可用来间接测量电流、电阻和校准各种精密电表，有着广泛的用途。
电位差计是根据补偿原理将被测电动势与准确已知的标准电动势相比较而工作的。
1、补偿原理一定的电源具有一定的电动势，如果直接用伏特计接在电源的两极，测出来的将不是电动势，而是端电压，因为这时电路中有电流通过，根据全电路欧姆定律有：即rI E V rI V E x x ⋅-=⋅+=图1 补偿法原理图式中r 为电源内阻，V 是伏特计的指示值，显然只有在待测电路中没有电流通过的条件下，测得的电源两极之间的端电压才是电源的电动势的准确值。
利用补偿法可以满足这种条件。
其原理如图1所示。
图中E x 是被测电动势，E s 是可调节电动势大小的标准电源。
两个电源通过检流计G 对接在一起。
调节电动势E s 的大小，使回路中检流计指针指示为零（即回路电流为零），则E x 与E s 的电动势大小相等，则有E x =E s 。
此时称电路达到平衡。
知道了平衡状态下E s 的大小，就可以确定被测电动势E x 的值了，这种测定电源电动势的方法叫补偿法。
利用补偿法制成的测量电位差（或电动势）的仪器就叫做电位差计。
2、电位差计的工作原理电位差计的原理线路如图2所示。
其中E s 为标准电池，E x 为被测电源，E 是工作电源，G 是检流计。
由工作电源E ，电阻R 、R 1及R n 串联组成的电路称为辅助电路（R －R s －R n －E ）。
调节R n 可改变电路的工作电流。
使用电位差计可分两个步骤。
（1）校准工作电流根据标准电池E s 的电动势调节工作电流，将开关K 置于“1”位置，则E s ，G ，R s 形成补偿电路（E s －K －G －R s －E s ），调节R n 使辅助电路的工作电流I 为某值时，使R s 两端的电压与标准电池的电动势E s 相补偿，检流计G 中无电池通过，此时有E s =IR s ，即辅助回路（E －R －R s －R n －E ）中的电流I 达标准化，ssR E I =（2）测量未知电动势将开关K 合在“2”位置，此时待测电动势为E x ，检流计G 与R 上的R x 段构成待测补偿电路（E x－R x －G －K －E x ），当调节电阻R 上的C 点位置再次使检流计G 指针指零，此时有x ssx x R R E IR E == （1） 这里的电流I 就是前面经过标准化的工作电流，从上式可知，如果E s 、R s 均为准确已知值，则被测电动势E x 的大小，在电流标准化的基础上，在电阻为R x 的位置上可以直接标出与IR x 对应的电动势（电压）值。
电位差的使用及校表
实验十五电位差计的使用及校表Experiment 15 Operating potentiometer and calibrating ammeters 直流电位差计（简称电位差计）是一种根据补偿原理制成的高精度和高灵敏度比较式电磁测量仪器。
它用一个已知的电动势与被测电压相对接，如果两个电压实现平衡则连接两电压的导线中将无电流流动，即实现了电压补偿，所以电位差计也称为补偿器。
由于采用了补偿法，测量时几乎不损耗被测对象的能量，测量结果稳定可靠，精度特别高。
直流电位差计最适合于测量高内阻的直流电压，如极化电势。
按其测量回路的电阻分：1kΩ以上的称高阻电位差计；1kΩ以下的称低阻电位差计。
电位差计主要用来测量直流电动势和电压，但配合标准电阻也可测量电流和电阻。
它也常用于非电学参量（如压力、温度、位移等）的电测法中，它是电磁测量中常用仪器之一，在生产实践中得到了极其广泛的应用。
当然，近年来由于数字电压表的快速发展，其测量准确度已接近电位差计的水平。
实验目的Experimental purpose1．掌握电位差计的工作原理、结构、特点、和操作方法。
2．学会用电位差计校准电表。
实验原理Experimental principle1．电位差计的工作原理Principle of potentiometer本实验采用的UJ36a型直流电位差计，其工作原理如图1所示。
E为工作电源，Rp为工作电流调节电阻，被测量电动势的补偿电阻R和标准电池电动势补偿电阻R N组成的回路叫工作回路。
R N和标准电池E N以及转换开关K（标准）和晶体管放大检流计G组成校准回路。
R Q和被测电动势E x（或电压）以及转换开关K（未知）和G组成测量回路。
UJ36a型电位差计是利用补偿法原理，使被测电动势（或电压）与恒定的标准电动势相互比较，是一种高精度测量电动势的方法。
图1电位差计的工作原理图测量电压或电动势的步骤：1) 将K 扳向标准位置，调节Rp ，使流计指零，这时标准电池的电动势由电阻R N 上的电压降补偿。
8.4.2 电位差计原理及操作
8.4 用电位差计校准电表【相关知识 电位差计原理及使用方法】一．普通电表的缺点普通电表接入电路后由于分流或分压的作用会影响原电路，导致测量不准确（如图1）。
二．电位差计的优点电位差计是应用电流补偿原理制造出来的“理想”电压表。
三．电位差计的原理 图1 普通电压表对被测量量的影响 1. 补偿原理： 如图2所示，电源E 0>E ，AB 是一段均匀电阻丝。
合上K 1（K 2先断开），AB 上有电流I 0通过，则AC 段（c 点是固定点）上测得的电压降U AC =I 0R AC 。
合上K 2，调节R P ，观察检流计G ，可能出现下列3中情况：（1）当E>U AC 时，G 中有电流正向通过；（2）当E<U AC 时，G 中有电流反向通过；（3）当E=U AC 当，G 中无电流通过，此时是“补偿平衡”状态。
AA图2 补偿电路图 图3 电势差计测电动势的电路2. 电位差计操作原理：电路图2略经改造变成图电路图3，图3的目的是测量出待测电压E x 。
为提高测量精度，这里使用一个标准电池E S =1.0186V （它的电动势稳定且精确）。
AB 段是一条十分均匀的电阻丝（单位长度上的电阻值ｒ0）。
当电阻丝上有稳定电流I 通过时，则其上间隔为L 长的两点间电压降： U L =Ir 0L 测量时，先将开关K 3扳到E S 一侧，此时AB 杆与固定触点C 接通，调节电阻R p 使G 中无电流通过（补偿平衡），若此时AB 中电流为I 0，则有： E S =U Ac =I 0r 0L c (1) 再将开关K 3扳到E X 一侧，此时AB 杆与活动触点S 接通，调整活动触点S ，使G 中无电流通过（再次补偿平衡，此时AB 杆中的电流仍然为I 0），则有：E X =U AS =I 0r 0L S(2)(2)/(1)得：E X =E S L S /L C (3)E S 、L S /L C 均可精确测量，因此求得的E X 精度很高。
用电位差计校正电表
实验四 用电位差计校正电表【实验目的】1．了解箱式电势差计的工作原理。
2．比较熟练地正确掌握箱式电势差计的使用。
3．运用箱式电势差计校正电表。
【实验仪器】箱式电势差计、标准电池、直流电源、检流计、滑线变阻器、待校电表、开关和导线。
【实验原理】磁电式电表在电学测量中得到广泛应用，使用和携带都很方便，但电表在经常使用或长期保存后，它的各个元件参数及性能都会发生变化。
如电阻老化、磁性减弱、转动部件的磨损等。
这样，电表的准确度等级就可能降低。
因此电表是需要定期进行检定或校准。
如果栓定结果说明它的误差已经超过原来预定的数值，则该电表只能降低级别，或用校准所得的校准曲线加以修正。
电表校准的基本方法就是用一个标准表来校准被校表，也就是在同一电路和条件下比较标准表和被校表的指示值的差异。
在校准中要求标准表的准确度等级应该比被校表至少高二个级别。
如被校表为2.5级或1.5级表，标准表可以用0.5级表。
但如果要校准的是一个0.5级电表，那么标准表就应该是0.1级以上， 0.05级的电势差计（如UJ —I 型、UJ —31型等），几乎所有的实验室都可能具备。
因此我们可以采用电势差计来校准电表。
1、电势差计校准电压表电势差计能精确地测量电势差，因此就可以用它来校准电压表。
但是电压表本身并不能产生电势差，必须通过一个辅助电源及一套调节装置，才能使电压表有示值并发生变化。
在电压表不同示值情况下，用电势差计进行精确测量，比较二者结果，进行校准。
校准电压电路如图26-1所示。
图中V 为被校电压表，E 为电压表供电的辅助电源。
被校电压表两端接至电势差计的待测端，用电势差计直接测出电压表两端的准确电压。
设被校电压表示值为U ，实际电压降为U 0，电势差计读数为U S ，则U 0 = U S 。
这样电压表的指示值U 与实际值U 0之间的绝对误差为∆U = U - U 0 （26-1）用电势差计对被校电压表在不同示值下进行校准，可得一组∆U 。
电位差的使及校表
实验十五电位差计的使用及校表Experiment 15 Operating potentiometer and calibrating ammeters 直流电位差计（简称电位差计）是一种根据补偿原理制成的高精度和高灵敏度比较式电磁测量仪器。
它用一个已知的电动势与被测电压相对接，如果两个电压实现平衡则连接两电压的导线中将无电流流动，即实现了电压补偿，所以电位差计也称为补偿器。
由于采用了补偿法，测量时几乎不损耗被测对象的能量，测量结果稳定可靠，精度特别高。
直流电位差计最适合于测量高内阻的直流电压，如极化电势。
按其测量回路的电阻分：1kΩ以上的称高阻电位差计；1kΩ以下的称低阻电位差计。
电位差计主要用来测量直流电动势和电压，但配合标准电阻也可测量电流和电阻。
它也常用于非电学参量（如压力、温度、位移等）的电测法中，它是电磁测量中常用仪器之一，在生产实践中得到了极其广泛的应用。
当然，近年来由于数字电压表的快速发展，其测量准确度已接近电位差计的水平。
实验目的Experimental purpose1．掌握电位差计的工作原理、结构、特点、和操作方法。
2．学会用电位差计校准电表。
实验原理Experimental principle1．电位差计的工作原理Principle of potentiometer本实验采用的UJ36a型直流电位差计，其工作原理如图1所示。
E为工作电源，Rp为工作电流调节电阻，被测量电动势的补偿电阻R和标准电池电动势补偿电阻R N组成的回路叫工作回路。
R N和标准电池E N以及转换开关K（标准）和晶体管放大检流计G组成校准回路。
R Q和被测电动势E x（或电压）以及转换开关K（未知）和G组成测量回路。
UJ36a型电位差计是利用补偿法原理，使被测电动势（或电压）与恒定的标准电动势相互比较，是一种高精度测量电动势的方法。
图1电位差计的工作原理图测量电压或电动势的步骤：1) 将K 扳向标准位置，调节Rp ，使流计指零，这时标准电池的电动势由电阻R N 上的电压降补偿。
用电位差计校正电表
152 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】1．了解电位差计的工作原理和结构特点，掌握其使用方法。
2．用电位差计测电流表的内阻。
3．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（10Ω，100Ω）、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x E ，原则上可按图5-20-1安排电路。
其中0E 是可调电压的电源。
调节0E 使检流计指零，则表示在这个回路中电动势x E 和0E 必然大小相等，即0E E x = （5-20-1）这时，我们称电路达到补偿。
在补偿条件下，如果0E 的数值已知，则x 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P R ，分压电阻R 和标准电阻N R 联成一个回路，称为辅助回路。
分压电阻的滑动端c 和固定端b 与待测电源x 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0I ，cb 段的电阻值为x R ，则cb 段的电压0cb x U I R =与x E 相等，即x x R I E 0= （5-20-2）在实际的电位差计中，0I 是一个规定值，为了使辅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N E 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：1．校准：为了使R 中流过的电流是标准电流0I ，将图5-20-3中2S 倒向N E 端。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
如图连接线路，Rx为待测电阻，测出其两端电压值Ux，
Rs为已知标准电阻，测出其两端电压值Us，则:
Ux Us Rx Rs
Rx
Ux Us
Rs
表格
7
九.电位差计校准微安表
R1
Rs
＋－
未知1
μA ＋－
未知2
电位差计
如图连接线路，Rs为 已知标准电阻，测出
其两端电压值Us，则 可以计算出电路中实
际电流I标。
11
一、实验目的
1.了解电位差计的工作原理 2.学会用箱式电位差计测量电动势 3.学会用箱式电位差计测量电阻 4.学会用箱式电位差计校准微安表
0
二、电势补偿原理
I ＋－
Ex r Ur
V
U<E
普通测量
Ex
G
Es 补偿测量
当 Es＝Ex时， 电路无电流流过，检流计指零。
1
三、电位差计的设计原理
主工作回路
未知1
＋－
未知2
电位差计
如图连接线路，Rs为已知标准电阻，测出 其两端电压值Us，则电流:
IUs Rs
注意：选取Rs时应使Us≤170mV
6
八.电位差计测量微安表内阻 R1
Rs
＋－
未知1
μA
＋
－
未知2
电位差计
μA
Rs R1
注意:调节R1和适当选择 Rs,使得：
Us≤170mV， Ux≤170mV， I ≤100 μA Nhomakorabea8
用电位差计校准电流表实验记录
（1）、对电流表标尺上每处标有数字的刻度线示值进行校正，
并重复两次，取两次平均值作为实际值，按下表进行记录和计算。 （2）、然后计算出各修正值C=I标-I表，以C为纵坐标，对应的 电流表示值为横坐标作图，得到电流表的修正曲线（折线）。 （3）、找出各次测量的实际值I标与I表之间的最大差值的绝 对值作为电流表的基本误差，定出电流表的级别。
μA
Rs R1
注意：
在进行测量前，应根据实验室
提供的仪器设备的规格参数，
设计出合适的校准电流表的电
路图，要求设计的测量电路
应能满足流过电流表的电流在
0-100µA范围内变化的要求，
合理选择电阻Rs的阻值，使得 电阻Rs上的电压应≤170mV 以及流过电阻Rs的电流应小于 该电阻的额定电流。
写出相应的计算公式。
测量回路，G 表指零，则：
Ex=UPB =I0RPB
Ex
测量回路
K1
21
G K
E
s
I0
RAB
E RN
RP
校准回路
校准回路
G表指零
P
Rs
A RB
RN
Us Es I0Rs
E
Rp
返
结果：E x
RPB Rs
Es
回
2
四、电位差计的面版图及连线
Es
E
Ex
Ex
G
＋ － ＋－ ＋－ ＋－ ＋－
标准 电计 电源 未知1 未知2
待测微安表示数 滑线变阻器阻值
电位差计读数（mV）
I表（µA）
R1（Ω）
增大过程
减小过程
平均值
测得电流 I标（µA）
修正值 C（µA）
9
待测量 R1 Rs US UA RA
次数
1 2 3
10
E s E s ( 2 0 ) 4 . 0 6 1 0 5 ( t 2 0 ) 9 . 5 1 0 7 ( t 2 0 ) 2
Rs
1.01
×10 ×1
K1
K
Rp1
Rp2
Rp3
粗 中细
I
II
III
未知1
未知2
K2 断标准 断
粗 细 短路
×1
×0.1
×0.01mV
返
回
3
五、电位差计的调整与使用步骤
1.线路连接（注意极性）。 2.检流计工作零点的调节。
3.量程开关K1拨至×1（如果发现量程不够再拨至×10）。
4.调节Rs与室温下计算得出的Es相等。
5.将K转至“标准”处，进行电流标准化调节。即断续按下K2 的“粗”钮，顺次调节Rp1、Rp2、 Rp3旋钮，直到检流计指针 指零，接着按下K2的“细”钮，检流计会有偏转，再调节Rp 使检流计指零，即使电位差计工作电流达到标准化电流。
6.将K1转至“未知1”（或未知2，依待测电压接入位置而定），
先按下K2粗钮，顺次调节旋钮“I”、“II”和转盘“III”，使
计指零，然后按下K2细钮，检流计有偏转，再调节 “II” 、
“III”，直至检流计指零，这时，I、II、III的读数再乘以相
应倍率之和就是待测电压值。
4
六.电位差计测量电动势
Ex
＋－
未知1
＋－
未知2
电位差计
如图连接电路图，按照电位差计操作步骤即可测出待测电源电动势。
5
七.电位差计测量电流
Rs
＋－