用电位差计测热电偶的电动势.ppt

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1、用电位差计测热电偶的电动势大学物理实验物理实验中心　第8实验室注意事项安全人身安全电开水仪器安全调节旋钮等用力不能过猛、速度不能太快特殊仪器应按照使用说明的要求（标准电池，见指导书P47）纪律严禁抄袭（实验数据或实验报告），否则本次实验成绩0分一、实验目的了解电位差计的工作原理。掌握用电位差计测量电动势的方法。【重点】电位差计的使用方法【难点】工作电流标准化的调节二、背景介绍电位差和电动势是电学实验中经常碰到的物理量，对它们的值进行测量时，一般情况下都是使用伏特表，但由于测量支路的分流作用，这样测出的电位

2、差并不是用电元件上电位差的真实值。若能使测量支路上的电流为零，就能得到准确的结果。电位差计就是根据这个原理设计的。电位差计是采用补偿法测量电位差或电动势的一种仪器。它通过将未知电势与电位差计上的已知电势相比较，此时被测的未知电压回路上没有电流，测量结果仅仅依赖于准确度极高的标准电池、标准电阻以及高灵敏度的检流计。电位差计的测量准确度可达到99.99%或更高，可以用来精确测量电动势、电位差、电流、电阻、温度、压力、位移和速度等物理量，在生产检测和科学实验中得到了广泛的应用。三、实验原理要求从三个方面来掌握补

3、偿法原理电位差计的工作原理热电偶1、补偿法原理补偿法原理图电位补偿法又称比较法，是通过将未知电动势与已知的标准电动势进行比较从而得到未知电动势值的测量方法。按照图示将2个电动势对接当2个电动势相等时，无电流优点因为没有电路中附加电阻的分压作用，测量较精确调节EN的值，当检流计指0的时候，电路中没有电流，此时EN=Ex，就知道了未知电动势的值。2、电位差计的工作原理通过前面给出的简单例子中的电路实际上无法完成测量工作如何让EN可变？如何解决EN不能通过较大电流的问题？为了解决上面的问题，采用下面的电路通过调

4、节旋钮开关K2可以分别将“标准回路”和“待测回路”与电位差计工作电源E相连，形成2个补偿电路。电位差计电路原理图I2、图中，RN为标准电池的温度补偿电阻，需要根据标准电池的工作温度计算出标准电池的电动势值EN，然后相应调节RN的值（使其读数等于EN）。1、标准电池EN的输出电压与工作温度有关。注2：电位差计的工作电流被设计为某个标准值I，称为标准工作电流，我们必须在这个电流下进行测量。此时有注1：RN的阻值在仪器制造时由制造商根据不同温度下的EN确定。所以RN的读数被表示成，也就是某个温度下EN的值。3、

5、RP为电位差计工作工作电流的调节电阻，当选定RN之后，再通过调节RP使电路中的实际电流等于标准工作电流I。4、通过K2接入待测电动势，可调节Rx的大小使得Ex与Rx两端电压补偿，此时可知Ex的值就是说明：实际上这里还是用标准电池作为标准来衡量别的电动势，只是并没有让它们直接比较，而是依靠中介I的作用进行间接比较：5、结果：因为工作电流是经过标准化的，Rx两端的电压与其阻值是一一对应的，所以可以将其读数表示为其两端的电压值，如下图热电偶热电偶是用来测温的一种仪表。两种不同成份的导体（称为热电偶丝材或热电极）

6、两端接合成回路，当2个接合点的温度不同时，在回路中就会产生电动势，这种现象称为温差电效应。T1T2热电偶示意图12α为温差系数四、实验仪器下图是该实验仪器组合电位差计检流计标准电池烧杯、温度计、热电偶1、电位差计UJ31型与游标卡尺的读法一样2、电位差计UJ34型3、检流计AZ19型交流电源供电，背后有电源开关电池供电，无电源开关接线柱主旋扭调零旋钮4、标准电池用于校准B组，一般不用一般使用这一组接到电位差计的“标准”接线柱5、热电偶热电偶冷端，室温热端，应与温度计水银头高度一致五、操作步骤大致分为四步准

7、备工作；工作电流的标准化；测量；整理仪器、打扫卫生。因为有2种型号的电位差计，仪器操作旋钮布局、结构和具体操作上有些地方不太一样，请注意区分。A、准备工作A.1将电位差计转换开关K2放在“断”档，将控制开关K0放在“断”档（UJ31型则是将3个控制按钮全部松开）。如果是UJ31型，还应将量程开关K1放在“X1”档，表示R的读数倍率为1倍，如果是“X10”档，最后读数应该乘以10）。UJ34型没有K1开关，不用管。UJ31型A.2A.2接线。按照电位差计面板上的标识分别连接检流计、标准电池和热电偶。注意：标

8、准电池上“+”极接电位差计上“标准”接线柱的“+”极；检流计不分正负极，接到“电计”（UJ34型）或“检流计”（UJ31型）接线柱上；热电偶容易断，已经连接好，如非必要，请不要动。A.3A.3将桌面上的电源开关打开。并打开检流计电源开关（如果有的话），进行调0。将“主旋扭”由“关机”旋至“调零”档，稍等片刻，等检流计指针基本稳定后，调节“调零”旋钮使指针指0。然后将主旋钮旋至最大档30mV档位待用。（为什么要用最大档位？）注意