用电位差计校正电表资料讲解.doc

用电位差计校正电表

精品资料
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。
图26-1
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
图26-2
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U0，电势差计读数为US，则U0 = US。这样电压表的指示值U与实际值U0之间的绝对误差为
DU = U - U0 （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DU。用DU作、纵轴，U作横轴作图线DU-U（注意用折线联结相邻两点），这一图线称为校准曲线或修正曲线。利用修正曲线可以对该被校表的测量值进行修正。如果用被校表测量某一电压所得示值为Ux，可在修正曲线上找出对应于 Ux的误差DU x，则经修正而得测量结果为
U0x = Ux - DU x （26-2）
另外根据修正曲线可以确定被校表的最大引用误差。找出各校准点中误差的绝对值最大的数值DUm，根据被校表的量程Um，则被校表的最大引用误差为
最大引用误差 （26-3）
根据电表的最大引用误差可以确定电表的等级。
由于电势差计的测量范围一般都不大，低电势的电势差计的量程只有几十或几百毫伏（如UJ—31型电势差计最大测量范围0～171mV），高电势的电势差计也只能测到2伏左右（如UJ—24型电势差计测量范围为0～1.6111mV），而电压表的量程范围很宽，因此能直接用电势差计校准的电压表是不多的。为了扩大电势差计校准电压表的范围，必须采用“分压箱”这个附加装置，实际线路如图26-2所示。图中虚线框内电路为标准分压箱原理线路，A、B为其输入端，C、D为输出端。在图中情况下，电势差计所 测电势差Us与电压表实际值U0应有如下关系：
（26-4）
通常（R1+ R2+ R3）/ R3值可由标准分压值直接读出。
2．电势差计校准电流表
图26-3
电势差计的直接测量量为电势差，但是利用一个串接在待测回路中的标准电阻，通过测量标准电阻上电势差就可间接测量出待测回路的电流。因此用电势差计亦可校准电流表。
电势差计校准电流表的电路如图26-3所示。图中A为被校电流表，Rs为标准电阻。因被校电流表与标准电阻两电压端（即PP端）间的电压Us，则电流的实际值为：
（26-5）
比较电流表指示值I与电路电流实际值I0可得两者间的绝对误差DI为
（26-6）
通过对电流表不同示值的校准，同样可以作出校准曲线，并确定最大引用误差和等级（方法与电压表完全类似）。
【实验内容】
1．观察箱式电势差计面板，了解各旋钮的作用。
2．按实验电路连线。
3．查出室温下标准电池的电动势、旋转温度补偿盘使之符合此值。
4．选择开关置“标准”，调节电流调节盘，使检流计电流为零，即工作电流为标准工作电流。
5．选择开关置“未知”，在毫伏表全量程中，从小到大分别取测量点10—15个，记录相应的电压表读数U和电势差计读数U0。将数据填表。
6．测量电势差计的灵敏度。
7．以U为横坐表，U-U0为纵坐表作误差图线（折线），并确定电压表等级。
数据记录：
标准电池电动势：1.01855V

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
U/mV
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
U0/mV
93.110
211.210
304.381
397.320
510.372
592.285
710.741
813.933
924.584
1023.412
△U/mV
6.890
11．210
4．381
2.680
10.372
7.715
10.741
13.933
24.584
23.412

数据处理：
最大引用误差δm = 最大绝对误差的绝对值│△Um│×100%
量程Um
= 24.584 ×100%
1000
= 2.4584%
电压表的等级 a = 2.5
小结与讨论：
1. 掌握箱式电势差计的使用方法及电势差计校准电压表的电路连接。
2. 掌握电表等级的计算方法。
3. 分压接法扩大电势差计校准电压表的范围。
4. 记录数据前将开关置“标准”使工作电流标准化。

仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢5