实验一电位差计的使用

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1、实验一电位差计的使用电位差计是利用补偿原理和比较法精确测量电势差和电源电动势的常用仪器。在测量电势差或电源电动势时，伏特表要从被测量对象中取用电流，而电位差计则是采用补偿原理，不从被测量对象屮取用电流，也就不改变被测对象原来的状态，因此用电位差计测量的结果稳定可靠且精度高。电位差计配合标准电阻也可以精确地测量电流、电阻和校正各种精密电表。电位差计所采用的补偿原理还广泛用于非电学量（如温度、压力、位移等）的测量及白动检测和白动控制系统屮。【实验目的】1.了解电位差计的结构和原理。2.掌握87-1型学生电位差计的使用方法。3

2、.学会用电位差计来校准电压表。【实验原理】1.补偿原理如图4.8-1所示，把待测电源Ex（其电动势用?x表示）与一个电动势可以连续调节的电源E0（其电动势用?0表示）相连。若?x〉?0则灵敏电流计指针将向一边偏转；若?x

3、0是已知的，那么待测电源电动势?x的大小也就被测定，这种方K4RbK3图4.8-2下面以87-1型电位差计为例，讨论电位差计的原理。其内部电路如图4.8-2所示，虚线框内等效电路图如图4.8-3所示，E、RA、RB、RC、RO、R组成工作回路，Rl、R2组成的分流支路。当把K1置于“外”或“内”时，由外接稳恒直流电源或内部电源在电路中形成稳恒电流。改变RA、RB、RC可以得到连续可调的补偿电压E0,其输出端为E+和E-。需要说明的是，特殊设计的电路（本图上没画出）可以保证无论RB调整到什么位置，都不会改变支路CA的电阻。

4、这样，调节电阻RA、RB、RC仅相当于改变滑线电阻器RA、RC触点的位置，以获取适当的补偿电压E0。当用“XI”档时，流过工作支路CA的电流为5mA,分流支路电流为0.5mA;当“X0.1”档时，则相反，显然，后者量程由于电流减少到十分之一，量程也变小十分之一。在图4.8-2中，由Es、G和K2、K3、K4组成标准电流校正回路；由Ex、G和K2、K3、K4组成待测回路。测量时，必须先对工作回路进行校准。R-图4.8-3+接通K1，工作电流回路屮有电流。RA、RB、RC使其电压读数为1.0186V,然后接通K3、K4,先将

5、K2转向S，调节电阻R以改变工作电流回路中电流的大小，当灵敏电流计指针指零时，工作电流回路中的电流即为标准电流。（若测量时温度为20°C，査得此时标准电池的电动势的大小为1.0186V。）此过程就是工作回路的校准过程。保持电阻R不变，接入待测回路，依次调节RA、RB、RC,当灵敏电流计指针指零时，E+和E-间的电压E0与待测电动势Ex相等，其数值可由RA、RB、RC盘上的数据给出。本实验中所用到的标准电源和待测电源电动势均由DHBC—2标准电势和待测电势仪提供。若需要测量外电路的某个电阻两端的直流电压，将其电压信号取出，

6、区别其正、负极用其代替Ex即可。利用电位差计还可校准电压表或电流表。用电位差计校准微安表：用电位差计和标准电阻可以校准微安表，图4.8-4为校准微安表电路图。其中E是直流电源，K是电源开关，R是滑线变阻器（作分压器使用），Rx是标准电阻，UA为待校准的微安表，R?为限流电阻。校准原理是：接通开关K,微安表读数为I指，用电位差计测出Rx两端的电势差Ux，己知标准电阻Rx的阻值，则可以计算出通过Rx的标准电流I标?Ux/Rx,因为电位差计的测量准确度和标准电阻的精确度都非常高，可以认为丨标比微安表读数I指更准确，于是可以用电

7、位差计来校准微安表，并定出微安表的准确度等级。用电位差计校准毫伏表：图4.8-4校准微安表电路图调节RA、RB、RC设定合适的EO,将待校准毫伏表正确接入E+和E-端，其读数Ux，而用E0可视为U标，于是可以用电位差计来校准毫伏表，并定出其准确度等级。【实验仪器】87—1型学生电位差计，DHBC-2电势箱，电阻箱，被校电表，滑线变阻器、连接线等。【实验内容】1、校准学生式电位差计（称校准）（1）接通DHBC-2电势箱的外接电源进行预热，一般预热30分钟方可进行测量。（2）使用电位差计之前，先要进行校准，使电流达到规定值。

8、87-1型电位差计面板如图4.8-5所示，首先取掉检流计上短路线，对检流计进行机械调零。打幵电位差计电源，先放好RA、RB和RC,使其电压刻度等于标准电池电动势1.0186V，用所附导线将面板上各同名端相连，再将Kl、K2、K3、G、R、Rb按原理线路图进行连接，经反复检査无误后，将K1扳向“内”接入工作电源E。将D