电位差计的使用与电动势的

电位差计的使用与电动势的测量自组电表与用电位差计校表及设计性实验主讲：张卫东目录1、实验目的2、电势补偿的原理3、电势差计的设计原理及调整5、表头的改装设计6、自组表的校准4、表头内阻的测量7、误差分析2一、实验目的4.了解直流电位差计的测量误差与不确定度2.掌握直流电表的工作原理，并学会自己设计电压表或电流表3.学会一种测量表头内阻的方法5.学习电表的校准与定标,及自组校表不确定度的分析1.了解直流电势差计的工作原理，学会它的调整及使用返回3二、电势补偿原理IGxE_0ExEIIG__返回普通测量补偿测量V4xENE1K12KnRNR0RBRxRG三、电位差计的设计原理及调整1.电势差计的设计原理52.3~9.22.2~9.1AB伏018.1伏110伏210伏310伏410伏510伏610电计标准1未知2未知粗粗细细微中短路1X2X断断N屏1K2.电位差计的面版图及连线63.电位差计的调整与使用步骤1.线路连接及温度补偿2.检流计工作零点的调节3.电位差计工作电流的调节将K1置N,按下“粗”键,改变“粗”“中”旋钮,使检流计光标指零,再按下“细”键,调节“中”“细”“微”旋钮使检流计光标指零4.未知电动势的测量将K1置X1(X2),估计待测电动势的大小,将测量旋钮置于接近的数值.按下“粗”键,调整测量旋钮,使检流计光标指零.再按下“细”键,重复刚才的过程,直到检流计光标指零,从盘面的读出未知电动势返回7四、表头内阻的确定为什么不能用万用表直接测量表头内阻表头内阻的测量电路万用表欧姆档的电流往往超过表头允许通过的电流,会造成表头损坏1RRKEAmVR=0,调节R1使表头满偏且mV=a调节R,使表头刚好半偏,且仍有mV=a不变,则有:R=Rg本实验要求：用实验室提供的仪器设计测量电路并完成测量返回8R五、自组电表的设计RgRAI微安表头改装电压表微安表头改装电流表ggRVVR)1(ggRIIR1/1AgR返回9六、电表的校准和定标1R2R计U校U电表校准原理图校计URRRU212电压表校准时各物理量之间的关系式电表等级的确定–定标%100量程最大绝对误差等级正确的靠级原则:仪表的等级必须涵括仪表的所有误差如果校准的是电流表，需要使用串联线路，同时增加一个标准电阻．此时普通电阻的作用是限制电路中的电流，而标准电阻两端的电压是Ｕ计，而流过标准电阻的电流则是用来与被校表作比较的．返回七、误差分析1、电势差计的测量不确定度2、电表校准的不确定度3、自组表的不确定度分析1、电势差计的测量不确定度电势差计的测量不确定都是由厂家给出的，可以由下式进行计算：VUux)10110(3164对于近年新出的仪器计算公式为)10(100limxnUUa3limu其中Un是有效量程的基准值，规定为该量程中最大的10的整数幂.a为直流电势差计准确度级别，Ux是标盘示值，即测量值。nU2、电表校准的不确定度电表校准的不确定度主要取决于电势差计的测量不确定度。但如果校准电路中引入了其他电路元件，他们的作用也必须考虑。例如前面讨论的校准电路，由电压表校准时各物理量之间的关系式，我们可以得到：2222122222122112)()()()(计计校校UuRRRRuRRRRuUu3、自组表不确定度的分析自组表的不确定度取决于表头的准确度等级，电阻箱各电阻盘的准确度等级。本实验要求同学根据前面的介绍自己分析所组表的不确定度，并根据分析判定所得自组表等级的可靠性。14实验过程与要求：２．微安表头内阻的测量及改装表的设计和制作１．学习电位差计的调整与使用３．自搭电路对改装表进行校准４．改装表等级的确定及实验结果的误差分析在组合基础上的最终实验结果实验过程组合2.3~9.22.2~9.1AB伏018.1伏110伏210伏310伏410伏510伏610电计标准1未知2未知粗粗细细微中短路1X2X断断N屏1K电势差计的使用——工作电流的调整返回调节钮区域2.3~9.22.2~9.1AB伏018.1伏110伏210伏310伏410伏510伏610电计标准1未知2未知粗粗细细微中短路1X2X断断N屏1K电势差计的使用——测量返回调节钮区域检流计的调整与使用返回开关显示光标零点调节分流器接线柱例如：我们实验室使用的直流电势差计最大的标度盘示值为19V（即第一个读数窗口的最大示数），量程因数为0.1，则有效量程为1.9V(该窗口的最大示值为1.9V)，因此不大于的10的整数幂是100，所以相应的基准值Un=100V=1V，如已知，测量结果为1.50145，根据上式有仪器的误差限为:1.09.11.0199.10101100nU%2.0aV50145.1)(102.3)50145.1101(100002.05limVUn如何取值的说明：返回电阻箱各电阻盘准确度等级介绍0%RRaiiiR%)%(RmbaRR一般情况下电阻箱的误差限可以由下式近似给出：但如果使用的电阻数值较小则用上式估计的误差会较大，因此要用下式进行准确计算：式中的Ri是第i个电阻盘的示值，ai是相应电阻的准确度级别。对于10000，1000，100欧姆的电阻盘，他们的准确度等级为0.1，以下的三个小电阻盘分别为：0.2，0.5，5。iRiia返回谢谢鲁东大学物理实验示范中心编制：张卫东