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电位差计测电动势.docx


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实验六 电压补偿及电流补偿实验
电位差计是一种精密测量电位差(电压)的仪器,它的原理是使被测电压和一已知
电压相互补偿(即达到平衡) ,其准确度可高达 0. 001%。它还常被用以间接测量电流、电阻和校正各种精密电表。在科学研究和工程技术中广泛使用电子电势差计进行自动控制和自动检测。
【实验目的】
1.掌握补偿法测电动势的基本原理。
2.用 UJ-31 型低电势电位差计校准电流表。
【实验原理】
1.补偿原理:
图 6-1 中用已知可调的电信号

E0 去抵消未知被测电信号

Ex 。当完全抵消时(检流
计 G指零),可知信号 E0 的大小就是被测信号 Ex 的大小,此方法为补偿法,其中可知信号为补偿信号。



E
E
I0

Rx
G
RN
G


K G
E
EN
未知
EX
图 6-1
标准 S
补偿原理
图 6-2 电位差计原理图
2.电位差计的原理:
图 6-2 是 UJ31 型电位差计的原理简图。 UJ-31 型电位差计是一种测量直流低电位差
的仪器,量程分为 17mV(最小分度 1μV,倍率开关 K1 旋至× 1)和 170mV(最小分度 10
V,倍率开关旋到× 10)两档。该电路共有 3 个回路组成:①工作回路②校准回路③测量回路。
(1) 校准:为了得到一个已知的“标准”工作电流
I 0=10mA 。将开关 S 合向“标准”
处, EN 为标准电动势 1.0186v ,取 RN =101.86
,调节“粗” “中”“细”三个电阻大
小使检流计 G指零,显然
I 0
EN
10 mA
(6-1 )
RN
测量 : 将开关 S 合向“测量” 处, Ex 是未知待测电动势。 保持 I 0=10mA ,调节 Rx
使检流计 G指零,则有
Ex I 0 Rx
(6-2 )
I 0 Rx 是测量回路中一段电阻上的分压,称为“补偿电压” 。
被测电压 Ex 与补偿电压极性相反、大小相等,因而相互补偿(平衡) 。这种测量未知电压的方式叫“补偿法” 。 补偿法具有以下优点:
①电位差计是一电阻分压装置,它将被测电压 U X 和一标准电动势接近于直接加以
并列比较。 U X 的值仅取决于电阻比及标准电动势,因而能够达到较高的测量准确度。
②上述“校准”和“测量”两步骤中,检流计两次均指零,表明测量时既不从标准回路内的标准电动势源(通常用标准电池)中也不从测量回路中吸取电流。因此,不改变被测回路的原有状态及电压等参量,同时可避免测量回路导线电阻,标准电阻的内阻
及被测回路等效内阻等对测量准确度的影响, 这是补偿法测量准确度较高的另一个原因。
3.电流表的校准:
所谓校准是使被校电流表与标准电流表同时测量

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