电位差计

实验名称：用电位差计校准毫安表并测其内阻

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第 组 桌号 实验日期 2 0 年

月 日 节

一、实验任务：本实验为设计性实验，学生独立完成。 1．根据给定的仪器，自行设计校准毫安表和测出其内阻的电路图，并写出实验步骤。 2．按照实验步骤，测出校准数据，画出校准曲线。 3．确定该被校表的等级，并算出该表的内阻。 二、实验仪器与器件： UJ31型电位差计；标准电池；灵敏电流计；直流稳压电源；标准电阻箱，滑线变阻器,待校毫安表；开关；导线等。 三、简述设计原理： 图所示，R为滑线变阻器，起分 压作用。R0为标准电阻箱，R0已 知，两端接电位差计的未知2,毫 安表两端接电位差计的未知1。 由电位差计可测出R0两端电压 U2，则通过毫安表的实际电流为： I标＝U2/R0 （1） I标与毫安表的示数作比较找 石家庄铁道学院

1. 校准毫安表实验线路如R R0 R0 未知2 未知2 mA mA 未知1 校准毫安表实验线路图 第1页 共6页 电位差计

出其误差即：

ΔI=I标-I示 （2） 由定义知该毫安表的等级k为：

kImaxIm100% （3）

其中Imax为最大误差，Im为毫安表量程。同时，测出毫安表两端电压U1，则毫安表内阻r为：

r= U1/I标 （4） 2.实验步骤：

(1)将K1指在“断”的位置上，按面板上的指示依次接上标准电池、检流计、工作电源。

(2)校准工作电流：将RT指在与标准电池电动势相同数值的位置，K1指在“标准”位上上。把工作电源的电压调到指定范围(5.7—6.4伏)，按下检流计的“粗”按钮，调节RP使检流计近似指零，再按“细”钮，精调RP，使检流汁指0。此时工作电流已凋好，要保持其不改变。 (3)将K1转至“未知1”或“未知2”的位置，测量电位差。调节I、Ⅱ、Ⅲ，使检流计指0，就可读出所测电压，要注意乘上K0所示倍率。 四．实验内容：

1．校准毫安表：以被校表为准从零点至满刻度共校10个点。 2．画出校准曲线，确定被校表的等级。 3．测出毫安表的内阻。 五、回答问题 [预习题]

1．在实际测量中，如何提高电位差计的灵敏度?在对电位差计进行校

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准或用其进行电压测量时，为什么要先接通“粗调”再接通“细调”直到最后平衡? 答：（1）.提高检流计的灵敏度；在允许范围内尽量提高工作电压。 （2）.因为“粗调”加了保护电阻，可以防止电流过大烧坏检流计，而接通“细调”平衡后电路才真正达到补偿状态。 2．当用一已被校准好的箱式电位差计去测标准电阻上的电压时，发现无论如何也调不平衡，试分析哪些因素会导致上述现象发生? 答：（1）被测电压超过电位差计量程。 （2）被测电压电位与电位差计中Rp上电压极性接反。 [课后题] l.如何利用低量程的电位差计校准比其量程高的电压表?画出测试线路图。 答：测试线路如右图，R、r为标准电阻，R>>r,R/r大约等于电压表量程比上电位差计的量程。R端的实际电压为V0R/r，V0为用电位差计测量出的r端电压。 六：数据记录及处理： [提示] UJ31型电位差计和标准电池的规格与使用详见附录。 1．参考表格： 电表示数(mA)： 标准电阻(Ω) 电位差计未知1 读数(mV) 未知2 1.0 10.0 9.8855 2.6350 2.0 10.0 19.6234 5.4125 3.0 10.0 30.1325 8.4998 4.0 10.0 40.9635 10.1545 5.0 10.0 50.365 13.3565 电 位差计 r R V 石家庄铁道学院

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电表内阻r(Ω) 2.66 2.76 2.82 2.48 标准电流值(mA) 0.99 1.96 3.01 4.10 △I＝|I示一I标|(mA) 0.01 0.04 0.01 0.10 2．校准曲线及误差级别计算 △I 0.10 0.08 0.06 0.04 0.02 0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 I标 等级kImax%I1001.0% 故该表的等级约为1.0级m3．电表内阻及其不确定度 r2.662.762.822.482.6552.675(Ω) A类不确定度： 5rir2r1Ai40.1(Ω) B类不确定度：根据误差传递有 石家庄铁道学院 电位差计

2.65 5.04 0.04 第4页 共6页

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