电位差计的测量精度和灵敏度的讨论.doc

《电位差计的测量精度和灵敏度的讨论.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、本科学生毕业论文（设计）题目电位差计的测量精度和灵敏度的讨论学院物理与电子信息学院专业物理学学生姓名陈海涛学号0708006指导教师金伟职称讲师论文字数完成日期年月日电位差计的测量精度和灵敏度的讨论陈海涛，物理与电子信息学院摘要：文章介绍了作为精密测量用的电位差计的工作原理，尤其针对电位差计的误差产生原因进行了分析并提出了消除方法。关键词：电位差计；灵敏度；干扰；误差分析ErpsmillionsofmeasuringprecisionandsensitivityofthediscussionChenhaitao,physicsandelectronicinformationinst

2、ituteAbstract:thisarticleintroducesprecisionmeasurementwithdifferencesasmillionsofworkingprinciple,especiallytothepotentialsofthousandsoferrorreasonswereanalyzedandputsforwardeliminationmethod.Keywords:erpsplans；Sensitivity；Interference；Theerroranalysis1引言电位差计是精密测量中应用最广的仪器之一，可用于精确测量直流电动势，电压，电流

3、和电阻等，还可用来校准精密电表和直流电桥等直读式仪表。采用的测量方法是比较测量法，其原理是使被测电位与已知点位相互补偿。但是这类仪表对外界干扰十分敏感，特别是近代的电子电位差计已向高精度、高灵敏度、快速的方向发展，因此对仪表的抗干扰能力要求也相应提高，因为外界干扰的引入，会使原来性能良好的仪表示值超差、指示不稳定、不灵敏区增大、指针运行迟缓等，严重时将导致仪表不能正常工作，给生产和科研带来损失。本文意在研究仪表干扰的来源及采取抗干扰措施，同时提高测量精度和灵敏度。2直流电位差计的工作原理电位差计不仅准确度等级高，而且测量结果稳定可靠。它不从被测对象中取用电流，因此测量时不会使被测对

4、象改变原来的数值。采用的测量方法是比较测量法，其原理是使被测电位与已知点位相互补偿。电位差计的工作原理如图2-1所示：电位差计工作原理图图2-1由图2-1可以知道，电位差计的结构由三部分组成：1）工作电流调节回路：由工作电源、调节工作电流的变阻器、补偿电阻、校准工作电流的组成。2）校正工作电流回路：由标准电池、单刀双掷开关、检流计、电阻是电阻的一部分或者全部组成。3）待测回路：由待测电源、单刀双掷开关、检流计、电阻是电阻的一部分或全部组成。在工作电流调节回路中，设工作电流为，则在电阻和上产生电压降。把开关指向S，接通电路，则检流计中有电流通过，先选定电阻，再调节变阻器，使检流计指零

5、，这时标准电池的电动势被电阻上的电压所补偿，于是有(1)则(2)保持不变再将开关指向测量电路，调节上的的大小使检流计上的指针再次指向零位，则在上的电压降与值相等。即(3)由于(3)式中、、都可以准确测定或已知，所以被测电动势可以准确测知。3直流电位差计的误差的产生原因和消除方法尽管电位差计在测量时几乎不损耗被测量对象的能量，测量结果有很高的精确度，但是在使用中也避免不了产生误差。随着测量精度的提高，对于直流电位差计及其配套设备的误差要求也越来越严格，因此必须正确分析其误差产生的原因及其消除方法，才能获得正确的测量结果，这一点对于精密测量尤为重要。3.1热电势产生的误差在测量过程中热

6、电势产生的误差最为常见。不同的金属接触在一起，如果接触端和不接触端的温度不同，就会产生热电势。电位差计中包含元件较多，如开关、电阻、端钮等，它们之间是用导线连接在一起的，使用时又要连检流计、电池等，使其金属接触点较多，回路中各处温度也不完全相同，因此各接触电位差在测量回路中的总和相当于回路中存在一个电动势，即热电动势，又称温差电动势，由单一导体的温差电势（汤姆逊电势）和两种导体的接触电势（珀尔贴电势）所组成。这也是电位差计差生热电势的主要原因。由于热电势的存在，使测量结果产生系统误差，当被测电动势较低时，热电势带来的系统误差较大，所以要分析热电势产生原因并消除热电势影响。导致金属元

7、件间温度不同的因素很多，如开关摩擦生热、外部热源使仪器内部温度不均、手的热传导等。消除热电势的方法如下:1)采用相互间热电势小的金属来做端钮，如镉铜和紫铜导线之间的热电势小，所系电位差计对检时用的连接导线是单股的铜线。2）防止仪器元件产生不同温度，如可以把电位差计放在恒温室中工作、把开关浸在油中（油可以带走转换差生的摩擦热）、热屏蔽等。3）消除热电势的影响也可以用“抵消法”。由于热电势的大小，只与电位差计的结构和温度差有关，而与工作电流无关，因而可以根据这一特点利用实