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表头参数的测定
(2)
实验目的:
掌握用箱式电位差计测量表头的表头内阻R、量程I和等级A的方法
gg
熟悉电流表的构造原理
了解电位差计的工作原理、结构等特点
进一步培养看图连接电路的能力实验仪器:
箱式电位差计、标准电池、稳压电源、电阻箱、标准电阻、待测表头实验原理:
1、箱式电位差计测电流表的内阻
UJ36型携带式直流电位差计,可以在实验室,车间现场和野外工作,能很方便的以补偿法原理,测量直流电压(或者电动势)和对各种直流毫伏表及电子电位差计进行刻度校正。如配备标准电阻,过度电阻,也能对直流电阻,电流进行测量。
(1)箱式电位差计的使用原理
本仪器是采用补偿法原理,使被测量电动势(或电压)与恒定的标准电动势相互比较,是一种高精度测量电动势的方法,其原理如图1所示。
EJL作电滅
U标徘应池的电
坯——眦圏电动*
G—品体管放大穗
流计
——工作电渝囲节
电S1
R——电功毎的补惟电肌尺畀——标准电池底动蛰的补偿屯HLK—■—辕升关
将K扳向标准位置,调节Rp,使检流计指零,这时标准电池的电动势由电阻RN上的电压降补偿。所以:
(1)
E二IR
NN
式中:I是流过R和R的电流,称之为电位差计的工作电流。由(1)式得:
N
E
―N
R
N
工作电流调节好以后,将K扳向“未知”位置,同时移动Q头,再次使检流
(2)
计指零,此时触头Q在R上的读数为RQ。这时被测量的电动势或电压由电阻RQ上的端电压降补偿。所以:
EX=IRQ
⑶
由(2)式代入(3)式得:
ER
E二NQ
XR
N
⑷
从(4)式可以看出,用电位差计测量电动势(或电压)有以下优点:
1)、触线路里的电流大小,只要测量RQ与RN的比值即可。
2)、补偿时,测量回路与被测量回路之间无电流流过,并不从被测量电路中吸取功率。
3)、准备性是依赖标准电池的电动势EN及被测量电动势之补偿电阻RQ与标准电动势的补偿电阻RN之比值的准确性和工作电流稳定性所决定。
(2)用电位差计测电流表的内阻
电位差计不能直接用来测定电阻,本实验将通过测电压来间接测量电阻,来达到测量目的。把待测电阻与一标准电阻串联,通以一定的电流,用电位差计测得两端得电压和标准电阻两端的电压,就可求得未知电阻。按图2连接好电路。设R是标准电阻,R是待测电流表内阻,用电位差计分别测出电压U与U,
sggs
由于两电阻处于同一回路,故电流相等,得:
Us_Ug
RsRg
所以内阻
R=UgRs
gUs
_-
5
■/
Rp
I-
E
TH
图3
2、用电位差计校准电流表
设R为标准电阻,用电位差计可测出R上的电压U,如图3。则流过R中
ssss
电流的实际值为
再从电流表上读出电流指示值I,
0
与I进行比较,其差值口二I-1称为电流表
00
指示值的误差。调节滑动电阻R得到不同的I及U,做出校正曲线。找出所测ps
值中的最大误差AI,按下式确定电流表级别a。
m
八量限mx100
为了使被校准的电流表在校准后有较高的准确度,电位差计与标准电阻的准确度等级,必须比较校准的电表的级别高。
3、表头量程的测量
如图3所示,调节滑动电阻R使待校电表慢慢的偏转至满刻度处,再用电位差p
计测出标准电阻R的电压U。多次测量取其平均值U,则由I二U/R,
ssmaxsmaxs
即I=I,可得I。此时I即为表头满偏电流(表头量程)。
gsgg
实验步骤:
1、用电位差计测电流表的内阻
按图2连接电路,选择电源电压为3V,取标准电阻R为150Q。将滑动
s
变阻器调到阻值最大处,闭合开关。
调节滑动电阻R使电流表指针指在量程约2/3处,用电位差计分别测出U与U。保持滑动电阻阻值不变,重复测量5次并记录数据。
gs
根据公式R二UR/U计算电流表的内阻R及不确定度U,写出结果
ggssgRg
表达式。
2、用电位差计校准电流表
按图3连接好电路。在电表的量程内选择11个点,使电流表回路的电流单调上升和下降各一次,并记录电流表读数I。同时在每个点处分别记下电位差计g
读值,将两次读数的平均值作,求出I=U/R;,计算出各校正点的差值
Ssss
AI二I-1,画出校正曲线,找出所测值中的最大误差AI,按a=AIx100/量
gsmm
限确定电流表级别a。
3、表头量程的测量
按图3连接电路,调节滑动电阻R使电表指针偏转至满刻度处,用电位差
p
计多次测量R上的电压值U,记录数据并取其平均值U,则由I=U/R,
xmaxmaxsmaxs又II,可得I。此时I即为表头满偏电流(表头量程)。
gsgg
注意事项
,开始应将R调整到最大值,然后逐步减小,以免损坏检流计
,应先断开补偿电路,再断开辅助回路。
,断开电源,测数据要尽可能快。