电位差计的使用数据处理参考

时间:2024.3.20

《电位差计的使用》数据处理参考

一、用电位差计校准量程为电流表的实验数据处理方法举例

1.整理所测实验数据,计算出修正值和标称误差,确定被校准电流表的精度等级。

列出实验中校验15mA量程毫安表的实验数据如表1

表1   t=__20.0__ ℃  En(20)=1.0183V  RS =___Ω 

=____________________

根据国家对电表的质量指标,指针式电磁表的精度等级可分为: 0.1、 0.2、0.5、1.0、 1.5 、2.5 、5.0 七个等级。根据标称误差的计算,故可确定被校电表的精度等级为____________级。

2.根据表中数据,用坐标纸作出校正曲线

3.验证用电位差计校准量程为电流表实验的校验装置的合理性

用电位差计校验毫安表,要求估算校验装置的误差,并判断它是否小于电表基本误差限的1/3,就可得出校验装置是否合理的结论。

0.05级电位差计的基本误差限可用下式计算:

=________________________

(注意:值与电位差计上的量程倍率有关)

标准电阻等级为f=0.01级,其电阻的误差限:

=________________________

估算时只要求考虑电位差计及标准电阻的基本误差限,根据由误差传递公式可导出:

____________________

所以          __________________________

而被校毫安表的基本误差限为:

=____________________

其1/3基本误差限值:

__________

比较是否《(即比较校验装置的误差是否远小于被校电表基本误差限的1/3,若是该校验装置是合理。否则不合理。

二、用电位差计测干电池电动势的数据处理

   1给出电位差计测量干电池电动势的测量结果。

按图2接线,取分压箱分压比为500,电压差计量程倍率为k=1,对干电池电动势进行六次测量,得到表2的实验数据。 

表2  t=20.0   En(20.0)=1.0183V   n=500   f=0.01    k=1

n为分压箱分压比;  f为分压箱精度等级子;  k电位差计量程倍率;  En(14.5)为14.5℃时标准电池电压。

由实验装置可得被测干电池的电压为:

由误差传递公式得:

         (1)

其中:)。

由实测数据得电压差计测量电压平均值为:________________

电压差计测量电压的A类不确定度为:____________

电压差计测量电压的B类不确定度为:=____________

电压差计测量电压的合成不确定度为:=____________

干电池电动势的合成不确定度:________________

干电池电动势的最值估计值:

故干电池的测量结果表示为:


第二篇:电位差计的原理和使用


实验八  电位差计的原理和使用

【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。

【实验仪器】

UJ31型直流电位差计、SS1791双路输出直流稳压电源、标准电池、标准电阻、AC15/5灵敏电流计、FJ31型直流分压箱、滑线变阻器、直流电阻箱、待校验电表、待测干电池、待测电阻、开关和导线等。

【实验原理】

如图5.8.1所示,电位差计的工作原理是根据电压补偿法,先使标准电池En与测量电路中的精密电阻Rn的两端电势差Ust相比较,再使被测电势差(或电压)Ex与准确可变的电势差Ux相比较,通过检流计G两次指零来获得测量结果。电压补偿原理也可从电势差计的“校准”和“测量”两个步骤中理解。

校准:将K2打向“标准”位置,检流计和校准电路联接,Rn取一预定值,其大小由标准电池ES 的电动势确定;把K1合上,调节RP ,使检流计G指零,即En= IRn,此时测量电路的工作电流已调好为 I= En/Rn。校准工作电流的目的:使测量电路中的Rx 流过一个已知的标准电流Io,以保证Rx电阻盘上的电压示值(刻度值)与其(精密电阻Rx上的)实际电压值相一致。

测量:将K2打向“未知”位置,检流计和被测电路联接,保持Io不变(即RP不变),K1合上,调节Rx,使检流计G指零,即有Ex = Ux = IoRx

由此可得。由于箱式电位差计面板上的测量盘是根据Rx 电阻值标出其对应的电压刻度值,因此只要读出Rx电阻盘刻度的电压读数,即为被测电动势Ex的测量值。 所以,电位差计使用时,一定要先“校准”,后“测量”,两者不能倒置。

【实验装置】

1. UJ31型电位差计

UJ31型箱式电位差计是一种测量低电势的电位差计,其测量范围为(档)或档)。使用外接工作电源,标准电池和灵敏电流计均外接,其面板图如图5.8.2所示。调节工作电流(即校准)时分别调节(粗调)、(中调)和(细调)三个电阻转盘,以保证迅速准确地调节工作电流。是为了适应温度不同时标准电池电动势的变化而设置的,当温度不同引起标准电池电动势变化时,通过调节,使工作电流保持不变。被分成Ⅰ()、Ⅱ()和Ⅲ()三个电阻转盘,并在转盘上标出对应的电压值,电位差计处于补偿状态时可以从这三个转盘上直接读出未知电动势或未知电压。左下方的“粗”和“细”两个按钮,其作用是:按下“粗”铵钮,保护电阻和灵敏电流计串联,此时电流计的灵敏度降低;按下“细”按钮,保护电阻被短路,此时电流计的灵敏度提高。为标准电池和未知电动势的转换开关。标准电池、灵敏电流计、工作电源和未知电动势由相应的接线柱外接。

UJ31型电位差计的使用方法:

(1)将置到“断”,置于“”档或“”档(视被测量值而定),分别接上标准电池、灵敏电流计、工作电源。被测电动势(或电压)接于“未知1”(或“未知2”)。

(2)根据温度修正公式计算标准电池的电动势的值,调节的示值与其相等。将置“标准”档,按下 “粗”按钮,调节,使灵敏电流计指针指零,再按下 “细”按钮,用精确调节至灵敏电流计指针指零。此操作过程称为“校准”。

(3) 将置“未知1”(或“未知2”)位置,按下“粗”按钮,调节读数转盘Ⅰ、Ⅱ使灵敏电流计指零,再按下 “细”按钮,精确调节读数转盘Ⅲ使灵敏电流计指零。读数转盘Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的示值乘以相应的倍率后相加,再乘以所用的倍率,即为被测电动势(或电压)。此操作过程称作“测量”。

本实验室使用的UJ31电位差计的准确度等级为0.05级,在周围温度与20℃相差不在的条件下,其基本误差限

                      (5.8.1)

式中的为电位差计的最小分度值,即当倍率取“”时,当倍率取“”时

2.标准电池

标准电池的使用参阅§3.6。

3.FJ31型直流分压箱

分压箱是用来扩大电位差计量程的,它实际上是由若干个准确度很高的电阻串联组成的分压器。分压箱上分别标明了每一档的倍率,使用时,选择合适的分压比n,将分压箱的“输入端”与待测的电动势(或电压)相接,“输出端”与电位差计的“未知”端相接,则所测电动势(或电压)等于电位差计上的读数乘以分压箱上的倍率数n,即

4.灵敏电流计

灵敏电流计的使用参阅§3.5。

【实验内容】

1.用电位差计校准量程为(或75mV)的电压表(参考电路如图5.8.3,图5.8.4)

(1)设计较准电压表的控制电路,要求控制电路的电压调节范围在(或0~75mV)间连续可调。

(2)根据电位差计和待校电压表的量程,选取适当的分压比。

(3)作校准曲线,对待校电压表的精度作出评价。


(4)估算电表校验装置的误差,并判断它是否小于电表基本误差限的1/3,进而得出校验装置是否合理的初步结论。

2.用电位差计校准量程为(或30mA)的毫安表(参考电路如图5.8.5)

(1)设计较准毫安表的控制电路.要求控制电路的电流调节范围在(0~30mA)内连续可调。

(2)   选取适当的取样电阻和变阻器阻值。

(3)   作校正曲线,对待校电流表的精度作出评价。

(4)   估算电表校验装置的误差,并判断它是否小于电表基本误差限的1/3,进而得出校验装置是否合理的初步结论。

3.用电位差计测量干电池的电动势(参考电路如图5.8.6)

(1)根据电位差计的量程和被测干电池,选取适当的分压器的分压比。

(2)   测量次数不少于6次,并进行误差分析,写出干电池的测量结果

4.用电位差计测电阻值(参考电路如图5.8.7)

(1)令稳压电源固定输出,设计测定电阻的控制电路,由于实验室提供的UJ31型直流电位差计有两组输入测量端,则应设计一个能对标准电阻和待测电阻的端电压作连续测量的控制电路。

(2)   选择合适的测量条件,包括:标准电阻,控制电路的工作电流和变阻器的阻值。

(3)   测量次数不少于6次,计算不确定度.给出测量结果

上述实验内容可任选两项完成。

【注意事项】

1.实验前熟悉UJ31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。

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最低档(×0.01档),以后逐步提高灵敏度档次。

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,必须保持标准的工作电流不变,即当K2置“未知1”或“未知2”测量待测电压时,不能调节RP之“粗”、“中”、“细”三个旋钮。(为什么?)

4.测量前,必须预先估算被测电压值,并将测量盘Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ调到估算值。

5.使用UJ31型电位差计,调节微调刻度盘Ⅲ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,此时检流计虽回到中间平衡位置亦不是电路达到平衡状态的指示。

【思考题】

1.箱式电位差计的工作原理是什么?使用箱式电位差计时,为什么要“先校准,后测量”?

2.为什么要使工作电流标准化?

3.电位差计的面板上的粗、中、细三个旋钮的作用是什么?

4.在接线、拆线或调节未知电压Ux之前,必须先把K1(或K2)置“断”处,其目的是什么?

5.箱式电位差计左下角之“粗”、“细”两个按钮的作用是什么?如何使用?

6.测量时为什么要估算并预置测量盘的电位差值?接线时为什么要特别注意电压极性是否正确?

7.校准(或测量)时如果无论怎样调节电流调节盘(或测量盘),电流计总是偏向一侧,可能有哪几种原因?

8.什么是“补偿法”?用这种方法测电动势有什么特点?

9.如果电位差计没有严格校准,工作电流偏大,将使测量结果偏大还是偏小?

【附录】

1.在用电位差计校准电流表时,是通过用电位差计测量标准电阻上的电压来转化成标准电流,进而对电流表各点进行校正。估算电表校验装置的误差,并判断它是否小于电表基本误差限的1/3,进而得出校验装置是否合理的结论。估算时只要求考虑电位差计的基本误差限及标准电阻的误差,可用下式确定:

显然,电表校验装置的误差还应包括标准电动势欠准、工作电流波动、线间绝缘不良等其它因素的影响,但考虑这些因素对教学实验就过于复杂了。式中电位差计测电压的不确定度用上面(5.8.1)式式来估算;级的标准电阻(本实验)的不确定度可用下式简化估算

2.    用电位差计测干电池电动势的B类不确定度的计算公式用下式计算

             

式中n为分压箱的分压比。

更多相关推荐:
大学物理实验报告----电位差计的使用

大学物理实验报告电位差计的使用

电位差计校准电表实验报告(完整版)

电位差计校准电流表12345678910

物理实验报告9_电位差计

实验名称电位差计实验目的a了解电位差计改装的原理掌握一般使用的方法b学习使用电位差计校准电流表实验仪器UJ33a型电位差计等实验原理和方法一UJ33a型电位差计使用方法倍率开关K1平时处于断位置使用时旋转到所需...

电位差计实验报告模板(最终),大学物理实验

一实验目的a了解电位差计改装的原理掌握一般使用的方法b学习使用电位差计校准电流表二实验仪器UJ33a型电位差计等三实验原理和步骤一UJ33a型电位差计使用方法倍率开关K1平时处于断位置使用时旋转到所需位置本实验...

电位差计校准电表实验报告)

大学实验论文电位差计校准电流表学院专业报告人:学号:实验地点:实验楼413实验时间:20xx年11月18号实验论文提交时间:20xx年11月25号

十一线电位差计测电动势(实验报告)

大学物理实验报告实验名称电位差计测量电动势实验日期实验人员大学物理实验报告电位差计测量电动势实验目的1了解电位差计的结构正确使用电位差计2理解电位差计的工作原理补偿原理3掌握线式电位差计测量电池电动势的方法4熟...

电位差计实验报告模板

深圳大学实验报告课程名称大学物理实验2实验名称电位差计学院化学与化工学院专业班级08级1班组号指导教师刘木子报告人陈汝洁学号20xx140059实验地点科技楼903实验时间20xx年11月10日星期二实验报告提...

实验报告模板 用箱式电位差计校准电表

梧州学院学生实验报告成绩指导教师专业班别实验时间实验人学号同组实验人12

实验6 电位差计的原理和使用

实验6电位差计的原理和使用电位差计是测量电动势和电位差的主要仪器之一用电位差计测量未知电动势就是将未知电压与电位差计上的已知电压相比较由于应用了补偿原理和比较测量实验方法测量的结果仅仅依赖于准确度极高的标准电池...

物理研究性实验报告_自组电位差计及其应用

北航物理研究性实验报告北航物理研究性实验报告自组电位差计及其应用班级第一作者学号第二作者学号1北航物理研究性实验报告目录摘要错误未定义书签一实验目的错误未定义书签二实验原理错误未定义书签补偿原理错误未定义书签零...

电位差计实验报告模板

深圳大学实验报告课程名称大学物理实验2实验名称电位差计学院专业班级组号指导教师报告人学号实验地点科技楼903实验时间年月日星期实验报告提交时间12345注1报告内的项目或内容设置可根据实际情况加以调整和补充2教...

电位差计实验报告模板

深圳大学实验报告课程名称大学物理实验B1实验名称电位差计学院土木工程学院专业组号指导教师报告人学号实验地点903实验时间实验报告提交时间12345注1报告内的项目或内容设置可根据实际情况加以调整和补充2教师批改...

电位差计的使用实验报告(25篇)