电位差计基本原理和使用.ppt

电位差计基本原理和使用电位差计基本原理和使用实验目的实验目的1、、掌握电位差计的工作原理和正确使用方法，加深掌握电位差计的工作原理和正确使用方法，加深对补偿法测量原理的理解和运用对补偿法测量原理的理解和运用2、、训练简单测量电路的设计和测量条件的选择训练简单测量电路的设计和测量条件的选择实验仪器实验仪器 UJ31型直流电位差计、型直流电位差计、FB204A型标准电型标准电势与被测电势、势与被测电势、标准电阻、标准电阻、电阻箱电阻箱、滑线变、滑线变阻器、阻器、 C15/5灵敏电流计、开关和导线等灵敏电流计、开关和导线等实验原理实验原理图图1 1 电位差计的工作原理电位差计的工作原理 如如图图1所所示示，，电电位位差差计计的的工工作作原原理理是是根根据据电电压压补补偿偿法法，，先先使使标标准准电电池池En与与测测量量电电路路中中的的精精密密电电阻阻Rn的的两两端端电电势势差差Un相相比比较较，，再再使使被被测测电电势势差差（（或或电电压压））Ex与与准准确确可可变变的的电电势势差差Ux相相比比较较，，通通过过检检流流计计G两两次次指指零零来来获获得得测测量量结结果果。

电电压压补补偿偿原原理理也也可可从从电电势势差差计计的的“校校准准”和和“测测量量”两个步骤中理解两个步骤中理解 校准：校准： 将将K2打打向向“标标准准”位位置置，，检检流流计计和和校校准准电电路路联联接接，，Rn取取一一预预定定值值，，其其大大小小由由标标准准电电池池En的的电电动动势势确确定定；；把把K1合合上上，，调调节节RP，，使使检检流流计计G指指零零，，即即En= IRn，，此此时时测测量量电电路路的的工工作作电电流流已已调调好好为为 I = En/Rn校校准准工工作作电电流流的的目目的的：：使使测测量量电电路路中中的的Rx流流过过一一个个已已知知的的标标准准电电流流Io，，以以保保证证Rx电电阻阻盘盘上上的的电电压压示示值值（（刻刻度度值值））与与其其（（精精密密电电阻阻Rx上上的的））实实际电压值相一致际电压值相一致 测量：测量： 将将K2打打向向“未未知知”位位置置，，检检流流计计和和被被测测电电路路联联接接，，保保持持Io不不变变（（即即RP不不变变）），，K1合合上上，，调调节节Rx，，使使检检流流计计G指指零零，，即即有有Ex= Ux= IRx。

由由此此可可得得 由由于于箱箱式式电电位位差差计计面面板板上上的的测测量量盘盘是是根根据据Rx电电阻阻值值标标出出其其对对应应的的电电压压刻刻度度值值，，因因此此只只要要读读出出Rx电电阻阻盘盘刻刻度度的的电电压压读读数数，，即即为为被被测测电电动动势势Ex的的测测量量值值所所以以，，电电位位差差计计使使用用时时，，一一定定要要先先“校校准准”，后，后“测量测量”，两者不能倒置两者不能倒置实验仪器实验仪器图图2 2 UJ31型电位差计面板图型电位差计面板图UJ31型电位差计型电位差计 UJ31型型箱箱式式电电位位差差计计是是一一种种测测量量低低电电势势的的电电位位差差计计，，其其测测量量范范围围为为1 µV-17.1 mV（（K1置置×1档档））或或10 µV-171 mV（（K1置置×10档档））使使用用5.7 V~6.4 V外外接接工工作作电电源源，，标标准准电电池池和和灵灵敏敏电电流流计计均均外外接接，，其其面面板板图图如如图图2所所示示调调节节工工作作电电流流（（即即校校准准））时时分分别别调调节节Rp1（（粗粗调调））、、 Rp2 （（中中调调））和和Rp3（（细细调调））三三个个电电阻阻转转盘盘，，以以保保证证迅迅速速准准确确地地调调节节工工作作电电流流。

Rn是是为为了了适适应应温温度度不不同同时时标标准准电电池池电电动动势势的的变变化化而而设设置置的的，，当当温温度度不不同同引引起起标标准准电电池池电电动动势势变变化化时时，，通通过过调调节节Rn ，，使使工工作作电电流流保保持持不不变变Rx被被分分成成Ⅰ（（ ×1 ））、、Ⅱ（（ ×0.1 ））和和Ⅲ（（ ×0.01 ））三三个个电电阻阻转转盘盘，，并并在在转转盘盘上上标标出出对对应应Rx的的电电压压值值，，电电位位差差计计处处于于补补偿偿状状态态时时可可以以从从这这三三个个转转盘盘上上直直接接读出未知电动势或未知电压读出未知电动势或未知电压 左左下下方方的的“粗粗”和和“细细”两两个个按按钮钮，，其其作作用用是是：：按按下下“粗粗”铵铵钮钮，，保保护护电电阻阻和和灵灵敏敏电电流流计计串串联联，，此此时时电电流流计计的的灵灵敏敏度度降降低低；；按按下下“细细”按按钮钮，，保保护护电电阻阻被被短短路路，，此此时时电电流流计计的的灵灵敏敏度度提提高高为为标标准准电电池池和和未未知知电电动动势势的的转转换换开开关关标标准准电电池池、、灵敏电流计、工作电源和未知电动势由相应的接线柱外接。

灵敏电流计、工作电源和未知电动势由相应的接线柱外接图图3 3 FB204型标准电势与被测电势型标准电势与被测电势实验内容（一）实验内容（一）用电位差计测电压（参考电路如图用电位差计测电压（参考电路如图1 1所示）所示）1 1、接上标准电池对电路进行校准；、接上标准电池对电路进行校准；2 2、令稳压电源固定、令稳压电源固定6 V输出输出 ，设计测定电压的控制电路；，设计测定电压的控制电路；3 3、测量四个电压值，给出测量结果，计算相对误差测量四个电压值，给出测量结果，计算相对误差项目1234待测电压值（V）0.0150.030.060.11测得电压值（V）相对误差（%）项目123456Rs(Ω)51015202530URs(V)URx(V)求出待测电阻阻值求出待测电阻阻值E=1.9 V R=50 Ω注意事项注意事项 1 1、实验前熟悉、实验前熟悉UJ31UJ31型直流电位差计各旋钮、开关和接线端钮的作用型直流电位差计各旋钮、开关和接线端钮的作用接线路时注意各电源及未知电压的极性接线路时注意各电源及未知电压的极性2 2、检查并调整电表和电流计的零点，开始时电流计应置于其灵敏度、检查并调整电表和电流计的零点，开始时电流计应置于其灵敏度粗调，以后提高检流计灵敏度。

粗调，以后提高检流计灵敏度3 3、为防止工作电流的波动，每次测电压前都应校准．并且测量时，、为防止工作电流的波动，每次测电压前都应校准．并且测量时，必须保持标准的工作电流不变，即当必须保持标准的工作电流不变，即当K2K2置置““未知未知1”1”或或““未知未知2”2”测量测量待测电压时，不能调节待测电压时，不能调节RPRP之之““粗粗””、、““中中””、、““细细””三个旋钮三个旋钮 (为为什么？什么？) ) 4、测量前，必须预先估算被测电压值，并将测量盘、测量前，必须预先估算被测电压值，并将测量盘Ⅰ，，Ⅱ，，Ⅲ调到估调到估算值5、使用、使用UJ31型电位差计，调节微调刻度盘型电位差计，调节微调刻度盘Ⅲ时，其刻度线缺口内不时，其刻度线缺口内不属于读数范围，进入这一范围时测量电路已经断开，此时检流计虽回属于读数范围，进入这一范围时测量电路已经断开，此时检流计虽回到中间平衡位置亦不是电路达到平衡状态的指示到中间平衡位置亦不是电路达到平衡状态的指示。