用箱式电势差计校准电表实验方案.doc

用箱式电势差计校准电表实验方案 2009-10-10 22:21:25| 分类: 默认分类|标签: |字号大中小订阅实验目的: 1、了解箱式电势差计的结构和原理 2、掌握电势差计的使用 3、利用电势差计校准电压表、电流表 4、测量电势差计的灵敏度实验器材: 箱式电势差计、标准电阻、滑线变阻器、待校准电流表、待校准电压表、直流电源、电阻箱、导线等。实验原理: 箱式电势差计是用来精确测量电池电动势或电势差的专门仪器,如图 8-1 所示,由工作电源 E、电阻 R、限流电阻 R构成一测量电路,其中有稳定而准确的电流 I;电源 E和检测电流计 G组成的一种补偿电路,调切 P点使 G中电流为零, AP间电压为 V,则 E =V 而 VAP=R ·I (R为A、P间电阻),所以 E=R·I(1) 即当测量电路的电阻与电流已知时,可得 E之值,如将 E改用标准电池 E,可得 E=R·I,或,代入式( 8-1 )得(2) 通过滑线变阻器 P点的调节,进行二次电压比较,取平衡时的 R和R值,根据( 2)式可求得待测电压 E 的电动势。 1、箱式电势差计的工作电流与电压值标度如图 8-2 ,将图 8-1 中的电阻 R改为相同电阻 R的串联电路。设计仪器时先规定仪器的工作电流 I, 其次按确定 R的精确值,这样制作的电势差计其 a、b、c…各点和 A点电势差精确为 、 、 …(即准确可变的电势差),因此可将这些电压值标在 a、b、c…各点处。箱式电势差计面板上的电压值标度就是按照此原理进行的。使用此标度的电势差计去测量,可如图 8-3 ,移动 P点当检流计 G中电流为零时,则 P点处的示值将等于电动势 EX之值。 2、标准电池与工作电流的校准图 8-4 的电路是在图 8-2 的电路中加入用标准电池 E监控电流的校准电阻 R。例如 20℃时所用饱和式标准电池的电动势为 ,则在设计时使用 R在 EK间阻值,并在 K点处标以 ,以后每在 20℃使用此仪器时,先将 K移至 处,调节限流电阻 R,当检流计读数为零时,测量电路中的电流即等于设计的工作电流 I。 3、用电势差计测量电动势(或电压)、电阻及电流箱式电势差计的原理如图 8-5 所示,待测电池的两极或待测电势差的二点接到 X、X,图中的双刀双掷开关 S倒向右侧,测检流计和校准电路联接, S倒向左侧则检流计和被测电路联接。②电池电动势或 AB电热差时,可如图 8-6 联接。②测回路的电流,如图 8-6(b) 。当 R为标准电阻时,测出其两端的电压 U,则电流 I, (3) ③电阻的测量如图 8-7 ,将待测电阻 R和标准电池 R串联在一电路中,分别测量其两端的电压 U、U,由于回路中电流一定,所以即( 4) 图中的开关 K 1是为了 AB 、 BC 测量转换用的,有此电势差计将此开关 K 1装在电势差计中的箱中。 4、电势差计灵敏度、准确度等级及基本误差当电势差计平衡时。从面板上可读出被测电动势之值 E,如果这时移动 P点使面板值改变,平衡被破坏, 检流计相应地发生一偏转α,则电势差计的灵敏度 S定义为如果测得电势差计灵敏度 SP ,则根据检流计刻度的分辨值,求出灵敏度引入的误差为。显然, S P越大由灵敏度引入的误差越小。电势差计的允许基本误差