電位差計(jì)的使用

1、電位差計(jì)鄭鳳翼主編.電工儀表與測(cè)量.人民郵電出版社,1999年11月第1版.浙江工學(xué)院 中國(guó)計(jì)量學(xué)院 浙江絲綢工學(xué)院 杭州高等專(zhuān)科學(xué)校.工科物理實(shí)驗(yàn)教程.浙江大學(xué)出版社,1991年08月第1版.趙文杰主編.工科物理實(shí)驗(yàn)教程.中國(guó)鐵道出版社,2002年02月第1版.江影主編.新編物理實(shí)驗(yàn)教程.科學(xué)出版社,2009年09月第1版.辛旭平，周芹主編.一級(jí)物理實(shí)驗(yàn).科學(xué)出版社,2008年06月第2版. 電位差計(jì)是電磁學(xué)測(cè)量中用來(lái)直接精密測(cè)量電動(dòng)勢(shì)或電位差的主要儀器之一。補(bǔ)償法是電磁測(cè)量的一種基本方法。電位差計(jì)就是利用補(bǔ)償原理來(lái)精確測(cè)量電動(dòng)勢(shì)或電位差的一種精密儀器，補(bǔ)償法的測(cè)量準(zhǔn)確度高。這種方法是將被測(cè)

2、電壓與儀器的標(biāo)準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較而實(shí)現(xiàn)電壓測(cè)量。電路在補(bǔ)償狀態(tài)時(shí)，被測(cè)電壓回路無(wú)電流，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確度僅取決于電位差計(jì)的電源、標(biāo)準(zhǔn)電池、標(biāo)準(zhǔn)電阻和高靈敏度檢流計(jì)，故它的測(cè)量準(zhǔn)確度可達(dá)001或更高?？捎糜诰_測(cè)量電動(dòng)勢(shì)、電壓、電流、電阻等電學(xué)量。其優(yōu)點(diǎn)是，在測(cè)量時(shí)幾乎不消耗被測(cè)對(duì)象的能量，不影響被測(cè)量原來(lái)的數(shù)值，測(cè)量結(jié)果穩(wěn)定可靠，且具有很高的精度。電位差計(jì)又叫電位計(jì)，它有多種類(lèi)型，其中十一線電位差計(jì)是一種教學(xué)儀器，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、直觀性強(qiáng)，便于學(xué)習(xí)和掌握；而箱式電位差計(jì)是測(cè)量電位差的專(zhuān)用儀器，它使用方便、測(cè)量準(zhǔn)確、穩(wěn)定性好，在科學(xué)實(shí)驗(yàn)和工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常用到。它用途很廣泛，不但可以用來(lái)精確測(cè)量電動(dòng)勢(shì)、電壓，與

3、標(biāo)準(zhǔn)電阻配合還可以精確測(cè)量電流、電阻和功率等，還可以用來(lái)校準(zhǔn)精密電表和直流電橋等直讀式儀表，有些電器儀表廠則用它采確定產(chǎn)品的準(zhǔn)確度和定標(biāo)，而且在非電參量(如溫度、壓力、位移和速度等)的電測(cè)法中也占有極其重要的地位。因此在工業(yè)測(cè)量自動(dòng)控制系統(tǒng)的電路中得到普遍的應(yīng)用?！緦?shí)驗(yàn)?zāi)康摹?.了解電位差計(jì)測(cè)量電位差或電動(dòng)勢(shì)的原理和方法。2.學(xué)習(xí)并掌握UJ31型電位差計(jì)的使用方法。3.用箱式電位差計(jì)測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)及電壓。【實(shí)驗(yàn)原理】 一直流電位差計(jì)的結(jié)構(gòu)電位差計(jì)線路是較為復(fù)雜的，類(lèi)型也很多。盡管如此，一臺(tái)較完善的直流電位差計(jì)主要有三個(gè)回路組成：工作電流回路、標(biāo)準(zhǔn)回路和測(cè)量回路。這三個(gè)回路組成了電位差計(jì)的一個(gè)整體

4、，如圖344所示。在用標(biāo)淮電池校準(zhǔn)工作電流式電位差計(jì)中，工作電流回路由E、RPl、RP2、Rs等組成；標(biāo)準(zhǔn)回路由Es、Rs、G及開(kāi)關(guān)S等組成；測(cè)量回路由Ex、Rx、G、開(kāi)關(guān)S等組成。 在分析任何一個(gè)電位差計(jì)的原理、結(jié)構(gòu)及線路時(shí)，都必須緊緊記住上述三個(gè)組成部分中所包含的特有元件，千萬(wàn)不能相互混淆。 電位差計(jì)主要結(jié)構(gòu)組件有測(cè)量盤(pán)、工作電流調(diào)節(jié)盤(pán)、溫度補(bǔ)償盤(pán)、測(cè)量選擇開(kāi)關(guān)、極性變換開(kāi)關(guān)、量限變換開(kāi)關(guān)、電鍵按鈕、接線端鈕、面板、屏蔽層及外殼等。開(kāi)關(guān)、按鈕、端鈕等是大家所熟悉的。所謂“盤(pán)”實(shí)質(zhì)上是可調(diào)電阻，不過(guò)它呈圓盤(pán)形?？烧{(diào)電阻分兩類(lèi)，一類(lèi)是滑線式的，是連續(xù)式可調(diào)電阻；另一類(lèi)是步進(jìn)式的，是階梯式可調(diào)電

5、阻。它們做得講究、精密，并且都有分度。如滑線式分度值為滑線全長(zhǎng)的1100仍或11000或更小，步進(jìn)式有十位、百位步進(jìn)盤(pán)。工作電流回路： 工作電流回路又稱(chēng)工作電流調(diào)節(jié)回路，也有叫校準(zhǔn)工作回路的。工作電路調(diào)節(jié)盤(pán)是電位差計(jì)的一個(gè)組成部分，它有滑線和步進(jìn)兩種形式。另外，在工作電流回路中，總的電阻值應(yīng)該保證工作電流的調(diào)節(jié)范圍。在采用步進(jìn)式時(shí)要保證調(diào)節(jié)的細(xì)度。標(biāo)準(zhǔn)回路： 標(biāo)準(zhǔn)回路又稱(chēng)工作電流校準(zhǔn)回路。在回路中調(diào)定電阻Rs可以做到準(zhǔn)確穩(wěn)定，標(biāo)準(zhǔn)電池Es也可以很準(zhǔn)確，使用時(shí)按照標(biāo)準(zhǔn)電池溫度修正標(biāo)出室溫下的Es。二.補(bǔ)償原理圖補(bǔ)償原理補(bǔ)償原理就是利用一個(gè)電壓或電動(dòng)勢(shì)去抵消另一個(gè)電壓或電動(dòng)勢(shì)，其原理可用圖來(lái)說(shuō)明。

6、兩個(gè)電源En和Ex正極對(duì)正極、負(fù)極對(duì)負(fù)極，其中En為可調(diào)標(biāo)準(zhǔn)電源電動(dòng)勢(shì)，Ex為待測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)，中間串聯(lián)一個(gè)檢流計(jì)G接成閉合回路。如果要測(cè)電源Ex的電動(dòng)勢(shì)，可通過(guò)調(diào)節(jié)電源En，使檢流計(jì)讀數(shù)為0，電路中沒(méi)有電流，此時(shí)表明En=Ex，Ex兩端的電位差和En兩端的電位差相互補(bǔ)償，這時(shí)電路處于補(bǔ)償狀態(tài)。若已知補(bǔ)償狀態(tài)下En的大小，就可確定Ex，這種利用補(bǔ)償原理測(cè)電位差的方法稱(chēng)為補(bǔ)償法，該電路稱(chēng)為補(bǔ)償電路。由上可知，為了測(cè)量Ex，關(guān)鍵在于如何獲得可調(diào)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)電源，并要求這電源便于調(diào)節(jié)、穩(wěn)定性好、能夠迅速讀出其準(zhǔn)確的數(shù)值。補(bǔ)償原理的特點(diǎn)是在測(cè)量時(shí)，儀器不從被測(cè)電路中分流，不影響被測(cè)電路的狀態(tài)。三電位差計(jì)工作

7、原理在直流電路中，電源電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電源開(kāi)路時(shí)兩電極的端電壓。因此，在測(cè)量時(shí)要求沒(méi)有電流通過(guò)電源，測(cè)得電源的端電壓，即為電源的電動(dòng)勢(shì)。但是，如果直接用伏特表去測(cè)量電源的端電壓，由于伏特表總要有電流通過(guò)，而電源具有內(nèi)阻，因而不能得到準(zhǔn)確的電動(dòng)勢(shì)數(shù)值，所測(cè)得的電壓值總是小于實(shí)際的電壓值。為了準(zhǔn)確的測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)，必須使分流到測(cè)量支路上的電流等于零，直流電位差計(jì)就是為了滿(mǎn)足這個(gè)要求而設(shè)計(jì)的。1簡(jiǎn)單電位差計(jì)原理 (1)最簡(jiǎn)單電位差計(jì) 原理如圖341所示，Ex是被測(cè)量未知電勢(shì)，G為檢流計(jì)，RP為可調(diào)標(biāo)準(zhǔn)電阻，PB1為毫安表，E為干電池或穩(wěn)壓電源。當(dāng)調(diào)節(jié)可變電阻RP的滑動(dòng)觸點(diǎn)位置，使檢流計(jì)G指示到零

8、時(shí)，則電位差計(jì)達(dá)到平衡。此時(shí)，檢流計(jì)兩端沒(méi)有電位差，則被測(cè)電勢(shì)Ex和電壓UK相互補(bǔ)償，即 (341) 在式(341)中，I可從PB1中讀出，RK可從電阻標(biāo)度尺上讀出。由上面測(cè)量可見(jiàn)，電位差計(jì)平衡時(shí)，被測(cè)電勢(shì)無(wú)電流通過(guò)，因此沒(méi)有損耗能量。(2)定流變阻式電位差計(jì)根據(jù)式(341)，如果每次測(cè)量時(shí)，使電流I保持在某一固定的數(shù)值，并由PB1進(jìn)行監(jiān)視，在可變的標(biāo)準(zhǔn)電阻RP1上就能直接標(biāo)度電壓UK值。如圖342所示。圖342與圖341不同的是增加了一個(gè)可調(diào)電阻RP2。測(cè)量時(shí)，首先調(diào)節(jié)電阻RP2，使工作電流I調(diào)到規(guī)定值，然后調(diào)節(jié)RP1使檢流計(jì)G指示到零，最后直接從可變電阻BP1上讀出UK值。 341最簡(jiǎn)單電

9、位差計(jì)原理圖 342定流變阻式電位差計(jì)原理圖 最簡(jiǎn)單電位差計(jì)原理圖 定流變阻式電位差計(jì)原理圖綜上所述，要保證測(cè)量電勢(shì)(或電壓)的準(zhǔn)確度，關(guān)鍵取決于標(biāo)推電阻RK和毫安表指示電流I的準(zhǔn)確度。實(shí)際中，標(biāo)準(zhǔn)電阻RK可以做得準(zhǔn)確、穩(wěn)定，而毫安表就難以辦到。2用標(biāo)準(zhǔn)電池校準(zhǔn)工作電流式電位差計(jì)原理電路如圖344所示，采用標(biāo)準(zhǔn)電池電壓Es校準(zhǔn)工作電流I。 當(dāng)開(kāi)關(guān)“S”撥向“Es”位置，調(diào)節(jié)可變電阻RP1(稱(chēng)為調(diào)定電阻)，可以使檢流計(jì)G指示零，此時(shí)電位差計(jì)達(dá)到平衡，說(shuō)明IRs與Es數(shù)值相等，相互補(bǔ)償，即 或者寫(xiě)成為 再將開(kāi)關(guān)S倒向“Ex”位置，測(cè)量未知電勢(shì)Ex，此時(shí)，調(diào)節(jié)可變標(biāo)準(zhǔn)電阻RP2，也可以使檢流計(jì)G再次

10、指示零，電位差計(jì)又獲得平衡，說(shuō)明IRK與Ex數(shù)值相等，相互補(bǔ)償，即344用標(biāo)準(zhǔn)電池校準(zhǔn)工作電流式電位差計(jì)的工作原理圖將式代入上式，可得 上式稱(chēng)為電位差計(jì)的測(cè)量方程式。 由上式可知，用電位差計(jì)測(cè)量未知電勢(shì)Ex的過(guò)程，實(shí)質(zhì)上是將Ex與壓EN進(jìn)行比較的過(guò)程。由于標(biāo)準(zhǔn)電池Es的電動(dòng)勢(shì)準(zhǔn)確、穩(wěn)定，因此Ex的測(cè)量準(zhǔn)確度只取決于的比值。當(dāng)選用數(shù)值固定的標(biāo)準(zhǔn)電阻Rs時(shí)，則可在標(biāo)準(zhǔn)電阻Rk上刻以的標(biāo)度，直接讀出被測(cè)電勢(shì)Ex的值。這種測(cè)量方法獲得的結(jié)果，精度是非常高的。3. UJ-31型電位差計(jì)原理圖電位差計(jì)定標(biāo)原理圖電位差計(jì)的測(cè)量原理可分別用圖和圖4.1.3來(lái)說(shuō)明。圖4.1.2為電位差計(jì)定標(biāo)原理圖，其中ABCD

11、為輔助工作回路，由電源E、限流電阻R、粗細(xì)均勻電阻絲AB串聯(lián)成一閉合回路；MN為補(bǔ)償電路，由待測(cè)電源En和檢流計(jì)G組成。電阻箱R用來(lái)調(diào)節(jié)回路工作電流I的大小，通過(guò)調(diào)節(jié)I可以調(diào)整每單位長(zhǎng)度電阻絲上電位差的大小，M、N為電阻絲AB上的兩個(gè)活動(dòng)觸點(diǎn)，可以在電阻絲上移動(dòng)，以便從AB上取適當(dāng)?shù)碾娢徊顏?lái)與測(cè)量支路上的電位差補(bǔ)償，它相當(dāng)于補(bǔ)償電路圖4.1.1中的En，提供了一個(gè)可變電源。當(dāng)回路接通時(shí)，根據(jù)歐姆定律可知，電阻絲AB上任意兩點(diǎn)間的電壓與兩點(diǎn)間的距離成正比。因此，可以改變MN的間距，使檢流計(jì)G讀數(shù)為0，此時(shí)MN兩點(diǎn)間的電壓就等于待測(cè)電動(dòng)勢(shì)Ex。要測(cè)量電動(dòng)勢(shì)Ex，必須分定標(biāo)和測(cè)量?jī)刹竭M(jìn)行：（1）定標(biāo)

12、利用標(biāo)準(zhǔn)電源En高精確度的特點(diǎn)，使得工作回路中的電流I能準(zhǔn)確地達(dá)到某一標(biāo)定值I0，這一調(diào)整過(guò)程叫電位差計(jì)的定標(biāo)。本實(shí)驗(yàn)采UJ-31型電位差計(jì)，電阻RAB是11m長(zhǎng)粗細(xì)均勻電阻絲。根據(jù)定標(biāo)原則，按圖連線，移動(dòng)滑動(dòng)觸頭M、N，將M、N之間的長(zhǎng)度固定在Lmn上，調(diào)節(jié)工作電路中的電阻R，使補(bǔ)償回路中的定標(biāo)回路達(dá)到平衡，即流過(guò)檢流計(jì)G的電流為零，此時(shí)： 在工作過(guò)程中，ABCD中工作電流保持不變，因電阻RAB是均勻電阻絲，令： （） 其中V0是電阻絲RAB上單位長(zhǎng)度的電壓降，稱(chēng)為工作電流標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)，單位是V/m。為使讀數(shù)方便起見(jiàn)，取V0為0.1、0.2，1.0V/m等數(shù)值。對(duì)于V0，由于電阻絲阻值穩(wěn)定，所

13、以只有調(diào)節(jié)ABCD中工作電流的大小，才能得到所需的V0值，這一過(guò)程通常稱(chēng)作“工作電流標(biāo)準(zhǔn)化”。在實(shí)際操作中，只要確定出V0，也就完成了定標(biāo)過(guò)程。（2）測(cè)量圖電位差計(jì)測(cè)量原理圖測(cè)量待測(cè)電動(dòng)勢(shì)Ex的過(guò)程與工作電流標(biāo)準(zhǔn)化的過(guò)程正好相反。當(dāng)上面定標(biāo)結(jié)束后，按圖連線，調(diào)節(jié)M、N之間長(zhǎng)度Lmn，使M、N兩點(diǎn)間電位差Vmn等于待測(cè)電動(dòng)勢(shì)Ex，達(dá)到補(bǔ)償，此時(shí)流過(guò)檢流計(jì)G的電流為零。即： ()結(jié)合式（）得： （）4. UJ-31型箱式電位差計(jì)UJ-31型電位差計(jì)是一種實(shí)用電位差計(jì)，它用于測(cè)量小電壓值。其原理如圖所示。重要的參數(shù)有：測(cè)量范圍：1V171mV；準(zhǔn)確度等級(jí)：0.05；電源電壓：5.76.4V。電路可分

14、為兩大部分：下半部為工作回路，上半部為補(bǔ)償回路；其中左邊為校準(zhǔn)回路，右邊為測(cè)量回路。UJ-31型電位差計(jì)面板圖如圖所示。面板（見(jiàn)圖）上各旋鈕和接線柱功能如下：Rs是標(biāo)準(zhǔn)電池的溫度補(bǔ)償旋鈕。K1是電位差計(jì)量程擴(kuò)展旋鈕，由K1和、三個(gè)不同倍率電阻轉(zhuǎn)盤(pán)直接讀出電壓值。工作狀態(tài)選擇旋鈕K2共有五個(gè)檔位?！皵唷蔽恢檬菍⒈谎a(bǔ)償電動(dòng)勢(shì)與工作回路斷開(kāi)；“標(biāo)準(zhǔn)”是校準(zhǔn)電位差計(jì)；“未知1”、“未知2”是測(cè)定未知電動(dòng)勢(shì)。電流調(diào)節(jié)粗調(diào)Rp1、中調(diào)Rp2、細(xì)調(diào)Rp3，在校準(zhǔn)工作狀態(tài)下，用它校準(zhǔn)工作電流的大小，以保證刻度盤(pán)示值與測(cè)量實(shí)際值一致?！按帧?、“細(xì)”、“短路”按鈕分別指不同的電流接通方式。按下“粗”時(shí)，檢流計(jì)與保

15、護(hù)電阻串聯(lián)后與電路接通；按下“細(xì)”時(shí)，檢流計(jì)與電路直接接通；按下“短路”時(shí)，可使檢流計(jì)兩端短路，起到阻尼開(kāi)關(guān)作用。 圖 UJ-31型電位差計(jì)原理圖 UJ-31型電位差計(jì)面板圖（1）工作電流標(biāo)準(zhǔn)化將K合上，K2撥向Es，從粗到細(xì)調(diào)節(jié)工作回路的電阻RP（包括RP1、RP2、RP3），使G中無(wú)電流，此時(shí)校準(zhǔn)回路處于補(bǔ)償狀態(tài)，則式中，Es、RS都是準(zhǔn)確的或選定的，工作回路中電流I0就能被精確地校準(zhǔn)到所需要的值，這一步驟稱(chēng)為工作電流標(biāo)準(zhǔn)化。（2）測(cè)Ex或UxI0校準(zhǔn)后，RP不能再改變，立即將K2撥向Ex或Ux，調(diào)節(jié)Rx（即轉(zhuǎn)動(dòng)圖中的測(cè)量盤(pán)、 、），使檢流計(jì)G中無(wú)電流，此時(shí)測(cè)量回路處于補(bǔ)償狀態(tài)，則 則此時(shí)

16、流經(jīng)Rx的電流為標(biāo)準(zhǔn)電流，在Rx不同位置處輸出的電位差也確定了。于是就可以把Rx不同位置處電阻的數(shù)值轉(zhuǎn)換成電位差值直接標(biāo)在測(cè)量盤(pán)上，就直接可從測(cè)量盤(pán)所標(biāo)的刻度，讀出待測(cè)Ex或Ux值。（3）標(biāo)準(zhǔn)電池溫度補(bǔ)償校準(zhǔn)回路中的Es為儀器外接的標(biāo)準(zhǔn)電池，它的電動(dòng)勢(shì)隨溫度有微小變化，而它標(biāo)出的數(shù)值是20時(shí)的電動(dòng)勢(shì)，為修正溫度變化引入的誤差，在UJ31型電位差計(jì)面板上專(zhuān)門(mén)有一個(gè)溫度補(bǔ)償旋鈕Rs，對(duì)應(yīng)于電路中的是一個(gè)可變的標(biāo)準(zhǔn)電阻Rs。使用時(shí)按照標(biāo)準(zhǔn)電池溫度修正標(biāo)出室溫下的Ets，將面板上旋鈕Rs轉(zhuǎn)至Ets值，然后調(diào)節(jié)Rp使G中無(wú)電流，這樣工作回路中的電流為測(cè)量讀數(shù)盤(pán)刻度時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)電流。舉例說(shuō)，若測(cè)量時(shí)溫度為20

17、，查得此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)電池的電動(dòng)勢(shì)為：1.0183V，則選取標(biāo)準(zhǔn)電阻Rs為101.83。校準(zhǔn)后工作電路中電流的大小為I=0.010000A。因而在精密電阻箱R的一部分電阻Rx上電位差為（0.010000×Rx）V。（4）電位差計(jì)的量程一般箱式電位差計(jì)的量限為mV數(shù)量級(jí)。UJ-31型箱式電位差計(jì)量程分為17.1mV(最小分度1V，倍率開(kāi)關(guān)K1旋至×1)和171.0mV(最小分度10V，倍率開(kāi)關(guān)K1旋至×10)兩檔。（5）電位差計(jì)基本誤差表達(dá)式：=Ux（S%）+bU式中S電位差計(jì)準(zhǔn)確度等級(jí)；Ux測(cè)量盤(pán)示值；U測(cè)量盤(pán)最小步進(jìn)值（或分度值）；b附加誤差系數(shù)，實(shí)驗(yàn)型電位差計(jì)一般取b

18、=0.5。實(shí)際使用中，滑動(dòng)接觸裝置往往是誤差的主要來(lái)源。因?yàn)椋夯|點(diǎn)的接觸電阻會(huì)引起誤差?；|點(diǎn)移動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生溫差電動(dòng)勢(shì)。（6）使用方法1.將外按的標(biāo)難電池、檢流計(jì)、工作電源和被測(cè)電動(dòng)勢(shì)(或電位差)，按其極性接入電位差計(jì)。 2測(cè)量前先調(diào)整撿流計(jì)指針正對(duì)零位，靈敏度檔選擇合適的量程。再根據(jù)室溫算出標(biāo)準(zhǔn)電池在該溫度下的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)，并依此將Rs調(diào)至相應(yīng)的位置。將K1接待測(cè)電勢(shì)的大小置于“×1或“×10”處，K2置于標(biāo)準(zhǔn)。3校準(zhǔn)工作電流：按下“粗”按鈕。先調(diào)RP1(粗)，再調(diào)RP2(中)，使G的指針無(wú)偏轉(zhuǎn)。再按下“細(xì)”按鈕，用Rp3來(lái)精確補(bǔ)償至G無(wú)偏轉(zhuǎn)，則電流得以校準(zhǔn)(在此過(guò)程中，可

19、利用短路按鈕使擺動(dòng)的檢流計(jì)指針迅速靜止)。 4測(cè)量未知電動(dòng)勢(shì)(或電位差)：保持Rp不變，將K2置旋鈕“未知1”或“未知2”，依次調(diào)節(jié)測(cè)量轉(zhuǎn)盤(pán)(即Rx)I、 、，使電位差計(jì)處于補(bǔ)償狀態(tài)。在調(diào)節(jié)中應(yīng)先估計(jì)一下未知電勢(shì)的大小，并把測(cè)量轉(zhuǎn)盤(pán)I置于估計(jì)數(shù)值上，然后先按下“粗”鈕大致補(bǔ)償后，再按下“細(xì)”鈕精確補(bǔ)償之。測(cè)量結(jié)果是三個(gè)讀數(shù)盤(pán)的讀數(shù)相加值與Kl的倍率乘積。 注意：調(diào)節(jié)滑線讀數(shù)盤(pán)3時(shí)不允許逆時(shí)針旋過(guò)0mV處，也不允許順時(shí)針旋過(guò)最大刻度處?！緦?shí)驗(yàn)儀器】箱式電位差計(jì)，檢流計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)電池，干電池，直流穩(wěn)壓電源，變阻器，分壓箱，開(kāi)關(guān)。【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟】UJ-31型箱式電位差計(jì)測(cè)電動(dòng)勢(shì)時(shí)，按照以下步驟進(jìn)行：（

20、1）電路連接：將外接標(biāo)準(zhǔn)電池、檢流計(jì)、工作電源與對(duì)應(yīng)的接線柱連接；（2）標(biāo)準(zhǔn)電池電池溫度修正：先按儀器顯示值或標(biāo)準(zhǔn)電池溫度修正值Ets，將面板上旋鈕Rs轉(zhuǎn)至Ets值；（3）工作電流標(biāo)準(zhǔn)化：將K2置于標(biāo)準(zhǔn)，按下“粗”按鈕，檢流計(jì)G的指針偏轉(zhuǎn)，調(diào)Rp1使檢流計(jì)G的指針無(wú)偏轉(zhuǎn)，放開(kāi)“粗”按鈕再按下“細(xì)”按鈕，用Rp2、Rp3來(lái)精確補(bǔ)償至G的指針無(wú)偏轉(zhuǎn)，使得電流得以校準(zhǔn)。工作電流即被校準(zhǔn)到所需的標(biāo)準(zhǔn)電流。（4）測(cè)電動(dòng)勢(shì)：在工作電流標(biāo)準(zhǔn)化后，將K2置于“未知1”或“未知2”，保持Rp不變，依次調(diào)節(jié)面板上轉(zhuǎn)盤(pán)、 、，使電位差計(jì)處于補(bǔ)償狀態(tài)；（5）讀數(shù)：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.根據(jù)補(bǔ)償法測(cè)電壓的原理和電位差計(jì)的介紹，了

21、解其結(jié)構(gòu)和使用方法，用UJ-31型電位差計(jì)測(cè)出一干電池的電動(dòng)勢(shì)Ex值，將數(shù)據(jù)記入表中。使用UJ-31型電位差計(jì)測(cè)干電池的電動(dòng)勢(shì)Ex值時(shí)，先接好外接標(biāo)準(zhǔn)電池、檢流計(jì)、工作電源和被測(cè)電動(dòng)勢(shì)，檢流計(jì)機(jī)械調(diào)零；再根據(jù)實(shí)際Ex值，將Rs調(diào)節(jié)相應(yīng)位置，量程擴(kuò)展旋鈕K1根據(jù)待測(cè)電動(dòng)勢(shì)的大小置于“×1”或“×10”，工作狀態(tài)選擇旋鈕K2置于標(biāo)準(zhǔn)。按下“粗”按鈕，按照先“粗”后“細(xì)”的順序調(diào)Rp1、Rp2，使檢流計(jì)G的指針無(wú)偏轉(zhuǎn)，再按下“細(xì)”按鈕，用Rp3來(lái)精確補(bǔ)償至G的指針無(wú)偏轉(zhuǎn)，使得電流得以校準(zhǔn)。最后進(jìn)行測(cè)量，將工作狀態(tài)選擇旋鈕置于“未知1”或“未知2”，保持Rp不變，依次調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)盤(pán)、 、

22、，使電位差計(jì)處于補(bǔ)償狀態(tài)，仍然是先“粗”后“細(xì)”。 （mV） （）倍率取“×1”或“×10”。測(cè)量完畢，務(wù)必將“粗”、“細(xì)”按鈕松開(kāi)，并把工作狀態(tài)旋鈕轉(zhuǎn)到“斷”處。表干電池的電動(dòng)勢(shì)測(cè)量數(shù)據(jù)測(cè)量次數(shù)123平均值E1E2電位差計(jì)量程 mV標(biāo)準(zhǔn)電池電壓 mV 電阻R0 2. 用UJ-31型電位差計(jì)測(cè)如下電路中滑線變阻器間距變化時(shí)產(chǎn)生的電壓，將數(shù)據(jù)記入表中。準(zhǔn)備工作：1打開(kāi)穩(wěn)壓直流電源調(diào)節(jié)E1=6V，E2=1V后關(guān)閉電源。2將檢流計(jì)G的鎖扣指向白點(diǎn)，按下電計(jì)旋鈕，并校零。3調(diào)K1×10，K2為斷位。4調(diào)Rs使Es=20=1.01851.0186V。5按電路圖接線并檢查，確

23、認(rèn)無(wú)誤后通電。校準(zhǔn)： 調(diào)K2為標(biāo)準(zhǔn)，按下粗細(xì)旋鈕，調(diào)節(jié)Rp1，Rp2，Rp3使檢流計(jì)G=0，松開(kāi)粗細(xì)旋鈕。測(cè)量： 調(diào)K2為未知2，調(diào)滑線變阻器間距L x=60mm，按下粗細(xì)旋鈕，調(diào)節(jié)讀數(shù)盤(pán)、使檢流計(jì)G=0，讀數(shù)為Ux= mV。依次測(cè)出其它數(shù)據(jù)填入表中。整理： 測(cè)量完畢，關(guān)閉電源并拆線；將K2調(diào)在斷位，粗細(xì)旋鈕釋放；打開(kāi)檢流計(jì)電計(jì)旋鈕，將檢流計(jì)鎖扣指向紅點(diǎn)；將導(dǎo)線、設(shè)備擺放整齊。表線性電阻長(zhǎng)度及電壓的關(guān)系長(zhǎng)度/mm6080100120140160180200220電壓/mv3測(cè)量電流其電路如圖3413所示，RN為標(biāo)準(zhǔn)電阻。測(cè)得RN兩端電壓后，即可根據(jù)歐姆定律算出通過(guò)負(fù)載的電流I。選用標(biāo)準(zhǔn)電阻時(shí)要注意，額定電流應(yīng)大于被測(cè)電流，標(biāo)準(zhǔn)電阻上的壓降不應(yīng)超過(guò)電位差計(jì)的測(cè)量上限值。3413測(cè)量電流的電路4測(cè)量功率測(cè)量功率就是分別測(cè)得負(fù)載兩端的電壓和通過(guò)負(fù)載的電流，因此按照前面的方法將測(cè)得的I和U兩者相乘即是功率P。但在測(cè)量過(guò)程中應(yīng)注意，要保持電壓和電流穩(wěn)定，不能使其變化。5測(cè)量電