补偿法测电压、电流、电阻
补偿法测电阻
实验项目名称：补偿法测电阻实验人员：姓名：高宁学号：65120511 实验时间：2013.11.24实验地点：李四光实验楼204一、实验项目简介：1.实验来源：在之前做过的物理实验中做过通过补偿法测量电源电动势和内阻的实验，于是想再做利用补偿法的实验，从而加深对补偿法的理解。
2.实验目的1)了解补偿法的实验方法2).通过对比体会补偿法在测量中的优势二、实验原理：1.欧姆定律：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。
表达式：I=U/R2.在伏安法测电阻的实验中，根据电流表的连接方式，主要分两种：内接法和外接法（1）内接法：图一为内接法的原理图，在测量过程中，由于电流表自身所带内阻的分压，导致电压表所测得的电压值大于被测电阻两端的实际电压值，由欧姆定律可知，测量值将大于实际值。
图一图二（2）外接法:图二为外接法的原理图，在测量过程中，由于电压表自身所带内阻的分流，导致电流表所测得电流值大于流过被测电阻的实际电流值，有欧姆定律可知，测量值将小于实际值。
3.通过补偿法对两种测量方法进行改装：（1）电压补偿法测电阻：图三为电流补偿法测电阻的原理图，当检流计示数为零时，电路达到补偿状态，电压表的示数即为Rx两端电压，此时电压表内阻相当于无穷大，从而使电流表的示数即为流过Rx的电流，最后由欧姆定律计算出Rx的电阻值。
图三（2）电流补偿法测电阻：图四为电流补偿法测电阻的原理图，R3进行粗调，R2进行细调，R1作用为保护电流计，当检流计的示数为零时，电路达到补偿状态，从而使电压表的示数即为Rx两端的电压值，而电流表的示数也为流过Rx的电流，最后由欧姆定律计算出Rx的电阻值。
图四三、实验仪器：电源、单刀单掷开关、变阻箱、滑动变阻器、电压表、电流表、检流计等。
四、实验内容及实验数据：按图一连接电路，被测电阻Rx的阻值为150Ω，读出电流表和电压表的示数，测量8次，记录数据于表1-1中。
测量次数 1 2 3 4 5 6 7 8电压（V） 1.50 3.00 4.50 6.00 7.50 9.00 10.50 12.00 电流（mA）9.62 19.11 29.24 38.22 48.08 56.96 66.62 76.38R（Ω）155.92 156.98 153.90 156.98 155.99 158.00 157.61 157.11 x表1-1平均值：xR=1/8(155.92+156.98+153.90+156.98+155.99+158.00+157.61+157.11)=156.56百分误差：ε=ΔRx/Rx×100%=4.37%按图二连接电路，被测电阻Rx的阻值为150Ω，读出电流表和电压表的示数，测量8次，记录数据于表1-2中。
用补偿法测量电压
用补偿法测量电压补偿法测量电压和电流的研究摘要：电压、电流的测量是工程实践中最基本的测量内容之一，由于电压表、电流表的内阻是客观存在的，必然给测量带来误差。
为了减小甚至消除这种误差，可以改进测量方法，补偿测量法就是其中重要的一种。
文中对有源二端网络中开路电压和短路电流测量的几种补偿测量方法进行了研究和比较，并通过实验进行了验证，实验结果与理论计算相吻合。
0 引言对有源二端网络开路电压和短路电流的测量，通常采用直接测量法，由于电压表、电流表内阻的存在，这种测量的误差是必然的，有时可能还是很大的。
造成这种误差的原因是由于电表的接入改变了原电路的工作状态。
那么，如何减小甚至消除电表内阻的存在给测量带来的误差?当然是改进测量方法。
文献提出了两次测量计算法，文献均提出了采用补偿测量法，文献进行了用补偿法补偿电表的讨论，文献讨论了应用万用表准确测量直流电压的方法，其中也谈到了补偿测量法，可见，补偿测量法是一种重要的方法。
补偿测量的方法不止一种，在多种方法中，用哪种方法更好，以上文献均缺乏实验验证。
本文对开路电压和短路电流几种补偿测量方法进行了讨论，并进行了实验验证。
1 短路电流和开路电压补偿测量法1．1 短路电流补偿测量法对于任何一个有源二端网络，它的外部特性可以等效为理想电流源ISC和电阻RS的并联组合支路，其中，ISC为原网络的短路电流，RS为原网络内所有独立电源置零后端口处的入端电阻。
若电流表内阻为RA，则短路电流直接测量的相对误差。
可见，直接测量法只适用于RA< 1．1．1 电流源补偿法短路电流的电流源补偿测量法如图1所示，其中，虚线框内为补偿电路。
方法是，先用电流表粗测有源二端网络的短路电流，再用一个可调直流稳流源按图1连接电路，调节稳流源输出电流，当检流计G的读数为零时，C，D两点等电位，CD两端相当于短路，即补偿电路的接入没有改变原电路的工作状态，因此，这种补偿测量法完全消除了电流表内阻对测量短路电流带来的误差，电流表的读数即为有源二端网络的短路电流。
【大学实验】设计性实验 补偿法测量电阻
整理课件
Rx总不确定度：
Rx (R)2 s(LAB )2(LBC )2 =
Rx
Rs
LAB
LBC
(0.28)2( 5.1 )2( 5.1 )2 24.00 75.3 81 75.6 84
=0.15% 测量结果的相对不确定度0.15%小于实验设计要求0.5%。
ΔRx=0.15%x241.0=0.4Ω
测量结果：Rx=241.0±0.4(Ω)
整理课件
七、实验数据记录和处理处理
选定的值，Rs=240.0Ω ，电源电压：2.2伏 限流电阻的阻值：101.2Ω
整理课件
待测电阻的测量值：Rx= RsLBC/LAB=240.0X7564.8/7531.8=241.0Ω
测量结果的不确定度计算： LAB的不确定度：A类不确定度
LAB
(LAB i LAB)2 n1
整理课件
三、设计思路和实验原理
▪ 根据电位差计可以测量电压的 原理，把电阻的测量转换为电压 的测量。另外，电位差计可以测 量长度，但要计算出被测电阻， 还需要另外已知标准量。实验提 供了电阻箱为标准电阻。
整理课件
整理课件
▪ 两个电阻的阻值比等于它们的电压降之比， 现然，这要求流过这两个电阻的电流相等， 即可得：。
整理课件
▪ （5）根据计算结果，并使用万用表粗 测，在其附近寻找补偿平衡点，记录 LAB，重复测量6次。
▪ （6）断开A点，连接B和C两点，根据 计算结果，并使用万用表粗测，在理 论值附近寻找补偿平衡点，测量LBC， 重复测量6次。重复测量的含义：左右 滑动触点到检流计开始左右偏转的位 置，记录这些左右点的位置。
整理课件
▪ 电位差计是精密测量中应用得最广的仪器 之一，不但用来精确测量电动势、电压， 还可以测量所有可以变换为电压的物理量， 如：电流和电阻、温度、压力、位移和速 度等，还可用来校准精密电表和直流电桥 等直读式仪表。在非电参量的电测法中也 占有重要地位。本实验就是利用补偿法的 电位差计测量电阻的阻值。
电压补偿法在伏安法测电阻中的应用实验报告
电压补偿法在伏安法测电阻中的应用实验报告
电压补偿法在伏安法测电阻中的应用实验报告
一、实验目的
1.掌握电压补偿法在伏安法测电阻中的应用原理。
2.学习使用电压补偿法测量电阻。
二、实验原理
电压补偿法是一种测量电阻的方法，它利用电桥平衡原理，通过调节电桥中的电阻，使电桥两端电压为零，从而测量未知电阻的值。
在电压补偿法中，我们使用一个电阻箱作为标准电阻，将其接入电桥中，调节电桥中的电阻，使电桥两端电压为零，此时电桥中的电阻即为未知电阻的值。
三、实验步骤
1.将电桥电路连接好，将标准电阻箱接入电桥中。
2.调节电桥中的电阻，使电桥两端电压为零。
3.记录电桥中的电阻值，即为未知电阻的值。
4.重复以上步骤，测量多组数据，计算平均值。
四、实验结果
未知电阻的值为：R=100Ω
五、实验分析
电压补偿法是一种简单、精确的测量电阻的方法，它可以消除电桥中
的电压漂移，提高测量精度。
在实验中，我们通过调节电桥中的电阻，使电桥两端电压为零，从而测量未知电阻的值。
通过多次测量，我们
可以得到更加准确的结果。
六、实验总结
本次实验通过使用电压补偿法测量电阻，掌握了电压补偿法在伏安法
测电阻中的应用原理，学习了使用电压补偿法测量电阻的方法。
在实
验中，我们需要注意调节电桥中的电阻，使电桥两端电压为零，从而得到准确的测量结果。
用补偿法测量电压、电流和电阻
实验3-3 用补偿法测量电压、电流和电阻电位差计是精密测量中应用最广的仪器之一，不但用来精确测量电动势、电压、电流和电阻等，还可用来校准精密电表和直流电桥等直读式仪表，在非电参量（如温度、压力、位移和速度等）的电测法中也占有重要地位。
【实验目的】1. 掌握补偿法原理，了解其优缺点。
2. 掌握UJ-31型直流电位差计的原理、构造及使用方法。
3. 学会用UJ-31型电位差计来校准微安表及测量其内阻。
【仪器用具】滑线式电位差计一套、UJ-31型直流电位差计一台、检流计一台、标准电池、工作电源、待测电池、微安表头、直流电阻箱。
【实验原理】电压的测量一般用伏特表来完成。
由于电压表并联在测量电路中，电压表有分流作用，会对原电路两端的电压产生影响，测量到的电压并不是原电路的电压。
用电压表测量电源电动势时，由于电压表的引入，电源内部将有电流，而电源一般有内阻，内阻将有电压降，从而电压表读数是电源的端电压，它小于电源的电动势。
由此可知，要测量电动势，必须让它无电流输出。
补偿法是电磁测量中一种常用的精密测量方法，它可以精确地测量电动势、电位差和低电阻，是学生会必须掌握的方法之一。
滑线式电位差计、UJ-31型电位差计或学生型电位差计UJ-36等都是根据补偿法原理而设计的仪器。
补偿的电路原理图如图3-3-1所示。
由Ea 、K 、限R 和R 组成的回路称工作回路；由Es 或Ex 与检流计G 组成测量支路，与R 仪器组成测量回路。
在Ea>Es, Ea>Ex 时，选择适当的限R ，调节R 的滑点，可使检流计G 中无电流流过。
此时有S AC E V =。
在限R 不变的情况下，降Es 换成Ex ，再调节R ，若调节到C `位置使检流计无电流流过，则x AC E V =。
因此，有xSAC AC AC AC AC AC E E R R V R I V R I ===''' 即：S AC ACx E R R E '=(3-3-1) 测量支路中无电流流过，那么Es 或Ex 就是它们的电动势，由此可知电压补偿法测量电动势或电位差时比一般电表法更为准确。
用补偿法测电压电流和电阻
■ 用补偿法测电压、电流和电阻1．掌握补偿法原理，了解其优缺点。
2．掌握UJ—31型直流电位差计的原理、构造及使用方法。
3．学会用UJ—31型电位差汁来校准微安表及测量其内阻电压的测量，一般用伏特表。
由于电压表并联在测量电路中．电压表有分流作用，会对原电路两端的电压产生影响，测量到的电压并不是原电路的电压。
用电压表测量电源电动势时，由于电压表的引入，电源内部将有电流，电源一般有内阻，内阻上持有电压降，从而电压表读数是电源的端电压，它小于电源的电动势。
由此可知，要测量电动势，必须让它无电流输出。
补偿法是电磁测量中一种常用的精密的测量方法，它可以准确地测量电动势、电位差，是学生必须掌握的方法之一。
UJ—31型电位差计的工作原理图如图所示。
UJ-31型电位差计的工作电路由E a 、R、R N 、R PN 、R P 组成。
调节R P ，可以控制工作电流I 的大小。
当转换开关合在“标准”位置时，调节R P (对应仪器面板上有粗、中、细三个可调电阻)，可使检流计指示为零，这时有等式()PN N S R R I E +=PNN S R R E I += 若预先知道E S 的值，选择适当的电阻R N 和可调电阻R PN ，就可使工作电流I 成为一恒定值，我们称之为校标准。
标推电池E S 的电动势的范围一般为1.0178—1.0190V。
UJ-31型电位差的R N 为10178Ω，R P 为12个0.01Ω的电阻，调节R PN ，使检流计指示为零，R PN 与R N 上的电压降与E S 相等，那么其上的电流正好为10．0000mA。
测量时将转换开关K 合在未知1或未知2，调节测量电阻R(面板上I、Ⅱ、Ⅲ)，使捡 流计指示为零，此时有IR E X =若I 为已校准的值，在U—31中I 为10.0000mA，则由R 的值可算出E X 的值，测量时 调节R，面板上标出的是IR 的值，即所测得的电位差的值。
滑线式电位差计一套、U—31型直流电位差计一台、捡流计一台、标准电池、电温、待测电池、微安表头、电阻箱。
补偿法测电压、电流、电阻
实验报告补偿法测电压、电流、电阻物理科学与技术学院 13级弘毅班吴雨桥 2013301020142【实验目的】1.掌握补偿法的原理，了解其优缺点。
2.掌握UJ-31型直流电位差计的原理、构造和使用方法。
3.学会用UJ-31型电位差计来校准微安表和测量内阻。
【实验器材】滑线式电位差计一套、UJ-31型直流电位差计一台、检流计一台、标准电池、工作电源、待测电池、微安表头、直流电阻箱。
【实验原理】电压表的引入使得电路发生变化，使得电压不准，要测电动势，必须让电源无电流输出。
补偿法是电磁测量中一种常用的精密测量的方法，可以精确测量电动势、电位差和低电阻。
Ea、k、R限和R组成工作回路；Es/Ex与G组成测量支路，与R组成测量回路。
Ea>Es，Ea>Ex时，选择适当的R限，调节R的滑点，使G中无电流。
此时UAC=Es，在R限不变时，将Es换为Ex，再调节R，若在C’使G中无电流，U AC’=Ex。
因此，有，IRAC=UAC=Es，IRAC’=UAC’=Ex，R AC/RAC’=ES/EX→EX=RAC’/RAC*ES需要一个标准电池作为标准比较，其电动势稳定，精度比较高，R限起到调节电流的作用，工作电流越大，R上单位电阻电压降越大；电流越小，R上单位电阻电压降越小，精度越高，G灵敏度越高，精度越高。
UJ-31型电位差计基本原理测直流低电位差，量程为17mv和170mv由工作回路、校准回路、测量回路组成(1)校准，将S调至”标准”处，调节“粗”、“中”、“细”三旋钮使G指零I0=ES/(RN+RPN)=10.0000mA(2)测量。
将S合向”未知”，Ex是待测电动势。
保持I0=10mA，调节Rx使G指零。
Ex=I0Rx补偿法优点(1)Ux值仅仅取决于电阻比及标准电动势。
(2)不改变被测回路的原有状态及电压等参量。
【实验内容】用UJ-31型电位差计校准微安表和测量其内阻1）接线路接好线路，其中，EN为标准电池，G为检流计，E为工作电源，Ex为待测电路的电源；R为降压电阻箱，Rs为标准电阻100Ω。
补偿法测电阻
实验项目名称：补偿法测电阻实验人员：姓名：高宁学号：******** 实验时间：2013.11.24实验地点：李四光实验楼204一、实验项目简介：1.实验来源：在之前做过的物理实验中做过通过补偿法测量电源电动势和内阻的实验，于是想再做利用补偿法的实验，从而加深对补偿法的理解。
2.实验目的1)了解补偿法的实验方法2).通过对比体会补偿法在测量中的优势二、实验原理：1.欧姆定律：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。
表达式：I=U/R2.在伏安法测电阻的实验中，根据电流表的连接方式，主要分两种：内接法和外接法（1）内接法：图一为内接法的原理图，在测量过程中，由于电流表自身所带内阻的分压，导致电压表所测得的电压值大于被测电阻两端的实际电压值，由欧姆定律可知，测量值将大于实际值。
图一图二（2）外接法:图二为外接法的原理图，在测量过程中，由于电压表自身所带内阻的分流，导致电流表所测得电流值大于流过被测电阻的实际电流值，有欧姆定律可知，测量值将小于实际值。
3.通过补偿法对两种测量方法进行改装：（1）电压补偿法测电阻：图三为电流补偿法测电阻的原理图，当检流计示数为零时，电路达到补偿状态，电压表的示数即为Rx两端电压，此时电压表内阻相当于无穷大，从而使电流表的示数即为流过Rx的电流，最后由欧姆定律计算出Rx的电阻值。
图三（2）电流补偿法测电阻：图四为电流补偿法测电阻的原理图，R3进行粗调，R2进行细调，R1作用为保护电流计，当检流计的示数为零时，电路达到补偿状态，从而使电压表的示数即为Rx两端的电压值，而电流表的示数也为流过Rx的电流，最后由欧姆定律计算出Rx的电阻值。
图四三、实验仪器：电源、单刀单掷开关、变阻箱、滑动变阻器、电压表、电流表、检流计等。
四、实验内容及实验数据：按图一连接电路，被测电阻Rx的阻值为150Ω，读出电流表和电压表的示数，测量8次，记录数据于表1-1中。
测量次数 1 2 3 4 5 6 7 8电压（V） 1.50 3.00 4.50 6.00 7.50 9.00 10.50 12.00 电流（mA）9.62 19.11 29.24 38.22 48.08 56.96 66.62 76.38R（Ω）155.92 156.98 153.90 156.98 155.99 158.00 157.61 157.11 x表1-1平均值：xR=1/8(155.92+156.98+153.90+156.98+155.99+158.00+157.61+157.11)=156.56百分误差：ε=ΔRx/Rx×100%=4.37%按图二连接电路，被测电阻Rx的阻值为150Ω，读出电流表和电压表的示数，测量8次，记录数据于表1-2中。
补偿法测电阻全套PPT
步 骤 一. 仪 器 的 摆 放
错误
步
骤
二.
接
正确
线
步 骤 二
a 接 线
正极
步 骤 二
b 接 线
负 极
步 骤 二 c 接 线
完 成
接线完成后报告老师
以要若 免立检 烧刻流 毁断计 检开指 流针 计偏
转 很 快
1.确认k2是断开的 1
2.调节滑线变阻器使电流大于量程的1/3
3.调节R3获得与电流匹配的电压
3
4. 接通检流计按下电计按钮，注意指针偏转速度与方向
5.调节R3，改变电压，使检流计指针偏转减小，并最终指零
步 骤 三
a 粗 调
以要若
免立检
烧刻流
毁检 断开 计指 “电子元件伏安特性的测绘” (3.
流 针 重复步骤5，获得5组数据
计 偏 用电位差计测温差电动势
(3.
转 调节滑线变阻器使电流大于量程的1/3
3.调节R3，改变电压，使检流计指针偏转减小，并最终指零
3
步 骤 三
b 细 调
步骤四 读数
• 读数注意事项：
• 1.视线要垂直
指针和像要重合
• 2.指针偏转要大于量程 1/3
• 3.有效数字要对
步骤五 重复
• 改变电流 • 重复步骤3-4
步骤六 重复
• 重复步骤5，获得5组数据
• 每组数据的电流应不同
补偿法测电阻
目录
原理图
公式
步骤一. 仪器的摆放
步骤二. 接线
步骤三. 调节
目
步骤四. 读数
步骤五. 重复
录
步骤七. 改变电阻
步骤八. 整理仪器
电位差计测电阻
电位差计测电阻摘要我们原来用电位差计的补偿法测定电动势，微小电阻是一个很难测量的实验数据，而若要精确的去测定它，我们就需要用一种方法来测定，测量方法有很多种，例如：伏安法、测量法、递减法、色环法、贝尔法、马蒂法、扫除法、对冲法、双斜法、电桥法等，而我们现在要用电位差计来测量电阻实验准备1、补偿法测电阻在电测技术中经常用到，在一些自动测量和控制系统中常用到补偿电路。
电位差计就是电压补偿的典型应用，用于精密测量电势差或电压，利用电压补偿原理使得电位差计变成一个电阻无限大的电压表，能准确测量电压而不会对电路造成影响。
2、利用伏安法测电阻时会产生系统误差，这样会造成测出的阻值不准确；本实验用电位差计测电阻，等于采用一个近似的理想电压表，从而准确的测出阻值，并实现测量小电阻如毫安表电阻。
关键词：电位差计设计性试验补偿法测微小电阻实验目的：1、掌握电学实验操作规程，严格规范操作2、掌握电位差计的使用方法，了解补偿法的原理3、学会设计实验，懂得灵活运用所学知识完成设计性实验4、加深对数据处理的印象并熟练掌握实验原理及方法：1、补偿法当两直流电路的同极性端相连且其电势大小恰恰相等时，回路中无电流通过，灵敏电流计指针为零，这时电路达到平衡。
2、UJ25型电位差计原理图：工作原理：UJ25电位差计是一种高电势电位差计，测量上限为1.911110V，准确度为0.01级，工作电流I0=0.1mA。
R AB为两个步进的电阻旋钮，标有不同温度的标准电池电动势之值，当调节工作电流时作标准电池电动势的修正之用。
R p作调节工作电流I之用。
R CD是标有电压值的六个大旋钮，可以测出未知电压的值。
左下角的功能转换开关，当其处于断时，电位差计不工作；处于N时，接入E N可进行工作电流的检查和调整：处于X1或X2时，测第一路或第二路未知电压。
3、实验电路图（其中a、b与c、d分别接入电位差计的未知1和未知2）测量公式：R x=R0×(U1/U2);(其中，R0为已知电阻，U1、U2为电位差计未知1、未知2的示数) 实验仪器ZX-21电阻箱、指针式电流表、稳压电源、标准电压、待测电阻、毫安表（电阻待测）、UJ25型电位差计、开关、导线若干。
补偿法测电阻实验教学探讨
速判 断 问题所 在 ， 次 要 在 故 障排 除 过 程 中 引导 其 学生 积 极 思 考 ， 养 学 生 分 析 问 题 和 解 决 问 题 培 能力 ［ 。 ］ ３ １ 总结 归纳 故障原 因 ， ． 快速确 定 故障范 围 上 述 电路 故 障 在 实验 过 程 中经 常 出 现 ， 产 其 生原 因 由电路分 析不 难得 出 。 教师在 教学 过程 中 ， 通过梳理总结 ， 由故障现象快速确定故障范围， 避
如 图 ３所示 ， 补偿 法测 量 电阻原 理如 图 ４所示 ［ 引，
调节滑线变 阻器 Ｒ 使电路达到补偿状态 ， 待测电 阻Ｒ 两端 电压 等于 滑线 变 阻器 输 出 电压 ， 由 电压表读出， 而电流由毫安表测量 ， 根据欧姆定律
Ｔ丁
Ｒ 一 即可 获得 被测 电 阻值 ； 于补 偿 状 态 时 由
学过程进行探讨 。
中 图分 类 号 ：３ ４ ． （６ ２０
补偿 法是 物 理实 验 中常 用 的 一种 测 量 方 法 ，
它通过对引起系统误差的非对称因素进行修正 ， 提 高测量 精确 度 。常见 的补 偿法有 对 称操作 补偿 法、 电压 补偿 法 、 电流补 偿法 、 光程 补偿 法 、 度 补 温 偿法等 。电压补偿法测量电阻原理简单， 精确度 高， 是一种较为理想的电阻测量方法［ 。文 章总 １ ］ 结 电压补偿法测量电阻实验 中常见故障及排除方 法， 探讨 电学 实验 教学 的一般 规 律 ， 提高教 学效 来 率， 培养 学 生分析 问题 和解 决 问题 能力 。
浅入 深 ， 而无 需一 开始 就对 电路进 行地 毯式 排查 ，
对于电学实验 ， 首先要保证线路连接正确， 电 学 实验 中电路 特 点是 形 成 一 个 个 回路 ； 查 线 路 检 时， 以回路为单位逐个检查是最快捷有效的方法 ； 如 本 实验 电路 ， 主体 由 Ｉ、 两 个 回路组 成 ， Ⅱ 两个 回路 之 间 由 、 两 条 支路 连接 。 ２ ２ 检 流计 指 针不 动 ．
补偿法测电阻
补偿法测电阻摘要：测量电阻的方法很多，例如用伏安法、补偿法电表内接外接测电阻，但是伏安法测电阻只限于较大电阻的测量，在测量时造成很大的误差，特别相对于一些要求精度较高的实验，我们往往用补偿法改装电表来测量电阻。
补偿法电路不但简单，实用性强。
电路中的元件和仪表都是常用器件，并且滑动变阻器和电阻箱的阻值是否准确均不会影响被测电阻的测量值，从而对电阻器件的选择降低了要求一．实验任务和要求1.设计一个“内阻很大的电压表”测电阻的电路2.设计一个“无限小”的电流表测电阻的电路3.分别用普通伏安法和改装后的电路测56欧德电阻并对比百分差二．实验方案1．物理模型的比较和选择在一定温度下，直流电通过待测电阻R时，用电压表测出x R两x端的电压U，用电流表测出通过R的电流I，则电阻值可表示为：xR=U/Ix①未改装的电表测电阻，电路图如下（外接）图 1 普通电表测电阻（外接）设电压表内阻为r,则有U/I=Rx*r/ Rx + r (2)Rx=U/(I-U/r)若以U/I作为测量值，则比真实值小，由此带来的误差 E为：E=∆Rx/Rx = (U/I-Rx)/Rx= ((Rx*r/ Rx + r)-Rx)/Rx=(Rx*r-Rx2-Rx*r)/(( Rx + r)/Rx)=-(Rx/( Rx + r))*100%电流表的读数大雨流过位置电阻Rx的电流，所算出来的未知电阻值比真实值小，此时为一个负的系统误差。
②未改装电表测电阻，电路图如下（内接）图 2 普通电表测电阻（内接）设电流的内阻为r,则有U/I=Rx + rRx=U/I-r若以U/I作为测量值，则比真实值大，由此带来的相对误差E 为：E=∆Rx/Rx= (U/I-Rx)/Rx= (U/I-(U/I-r))/Rx=(r/Rx)*100%电压表的读数大于未知电阻两端的电压，所算出来的未知电阻之比真实值大，这是一个正的系统误差。
2由以上未改装电表测电阻Rx知，不论是电流表还是电压表，在测量过程中，其内阻都会对测量结果产生影响，为此，我们需要在测量的过程中将电压表的分流或者电流表的分压去掉。
什么是电位差计补偿法
什么是电位差计补偿法什么是电位差计补偿法电位差计是用补偿原理构造的仪器。
补偿方法的特点是不从测量对象中支取电流，因而不干扰被测量的数值，测量结果准确可靠，电位差计用途很广，配以标准电池、标准电阻等器具，不仅能在对准确度要求很高的场合测量电动势、电势差(电压)、电流、电阻等电学量，而且配合以各种换能器，还可用于温度、位移等非电量的测量和控制。
当没有电流流过时，电池的正负极间的电势差等于电池的电动势。
如有电流流过，因在电池内阻上有一定电压降(用电压表测量电池两极间的电压，就是这种情形)，这时测得的不再是电池电动势，而只能称作端电压。
若能在无电流流过时进行测量，就可直接测量电动势了。
补偿法就是这样一种方法。
实物实例以TX1100A型号为例:1.TX1100A电子电位差计测量范围:1uV~49.999mV与100uV~4.9999V与0.1Uv~19.999mA均带输出八种热电偶温度直读(K，E，J，S，T，B，R，N)2.准确度: 0.04%3.电源:1.5V干电池8节4.外型尺寸:310×240×170(mm)5.质量:约4kg各量程主要技术参数电位差计种类介绍传统电位差计电位差计分直流电位差计和交流电位差计。
直流电位差计用于测量直流电压，使用时调节标准电压的大小，以达到两个电压的补偿。
交流电位差计用于测量工频到声频的`正弦交流电压。
两同频率正弦交流电压相等时，要求其幅值和相位均相等，因此交流电位差计的线路要复杂一些，并且至少有两个可调量。
交流电位差计在市场上只有用于工频的产品，其他频率的交流电位差计均需自行设计制作。
随着直流电流比较仪的理论和技术不断发展和完善，出现了准确度很高的直流电流比较仪式电位差计，其测量误差约为百万分之一数量级。
在用电位差计校准电流表时，是通过用电位差计测量标准电阻上的电压来转化成标准电流，进而对电流表各点进行校正。
估算电表校验装置的误差，并判断它是否小于电表基本误差限的1/3，进而得出校验装置是否合理的结论。
用补偿法测量电流电压和电阻.doc
用补偿法测量电流电压和电阻.doc电学基础是现代科技和工程领域中不可或缺的一部分。
在现代电子设备中，为了确保设备正常运行，需要测量电流、电压和电阻等电学参数。
为了保证高精度的测量准确性，需要使用各种不同类型的仪器和方法。
其中一种流行的测量方法是使用补偿法。
在本文中，我们将介绍电流、电压、电阻的补偿法测量原理和相关技术。
一、电流测量测量电流是电学领域中一个非常重要的任务。
电流测量的一种常见方法是使用补偿法。
补偿法的基本原理是通过将待测的电流与一个已知的电流进行比较来测量电流。
具体而言，将待测电流通过一条电阻器中，则电阻器上产生的电压与待测电流成正比，并且可以使用已知电流来输出。
然后，通过比较这两个电压值，可以计算出待测电流值。
电流测量仪的最小可检测电流值主要由电阻器的精度和放大器等级的增益决定。
如果需要极高的测量精度，可以使用非常高精度的电阻器和仪器。
电压是指电势差，是同一个电路中的两个点之间的电势差。
它是电路运行的重要参数之一，并且也可以使用补偿法进行测量。
在电压测量过程中，需要将待测电压与已知电压进行比较，通过输出值的比较来计算得到待测电压值。
电阻是指电路中的阻抗，它表示电路中通过电阻器的电流流向。
测量电阻是电路调试和诊断的必要步骤。
电阻的补偿法测量原理是将待测电阻与某个反馈电路中的已知电阻相比较，然后根据反馈电路的输出电压和电流计算待测电阻的值。
补偿法测量电阻具有非常高的精度和稳定性。
四、总结补偿法是常见的电路测量方法，适用于电路中电流、电压和电阻等基本参数的测量。
其优点在于高测量精度和高稳定性。
当然，它对测量仪器的精度和性能也有一定要求。
在实际应用中，需要根据具体的测量需求和实际情况，选用最为适合的测量方法和仪器。
用补偿法测量电压、电流和电阻 实验报告(Word版)
武汉大学物理科学与技术学院物理实验报告学院专业年月日实验名称用补偿法测量电压、电流和电阻姓名年级学号成绩实验报告内容：五、实验数据表格一、实验目的六、数据处理及结果表达二、实验原理七、实验结果分析（实验现象分析、误差三、主要实验仪器来源分析、实验中存在的问题讨论）四、实验内容与步骤八、回答思考题一、试验目的1.掌握补偿法的原理,了解其优缺点。
2.掌握 UJ-31型电势差计的原理、构造及使用方法。
3.学会使用U-3I型电势差计来校准微安表及测量其内阻。
二、主要试验仪器UJ-31型直流电势差计一台、检流计一台、标准电池、直流电压源、待测微安表头、标准电阻、直流电阻箱三、实验原理1.补偿法原理补偿法的电路原理图如图所示,由E a、S、R限和R组成的回路称工作回路;由E s 或E x与检流计G组成测量支路、与R一起组成测量回路。
在E a>E s（E a>E x)时,选择适当的R限，调节R的滑点,可使检流计G中无电流流过，此时有V AC=E s。
在R限不变的情况下,将E s换成E x,再调节R,若调节到C位置使检流计无电流流过,则V AC=E x,因此,有IR AC=VAC IR AC′=V AC′R AC R AC′=E s E x即：E x=R AC R AC′E s被测电压E x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"。
2.UJ-31型电势差计基本原理U J-31型电势差计是一种测量直流低电势差的仪器。
量程分为17mV(最小分度1μV，倍率开关S1旋至x1)和170mV(最小分度10uV,倍率开关旋到×10)两挡。
如图是UJ-31型电势差计的原理简图。
该电路共由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I0=10.000Ma,将开关S合向"标准"处,E s为标准电动势,取值范围为1.0178-1.0190V,R N=101.78Ω,R PN代表R N 的可调部分,为12个0.01Ω的电阻,即(R N+R PN）的调节范围为101.78-101.90Ω,实际操作中是通过调节仪器面板上的温度补偿盘R N旋钮,将电压值调节到标准电动势的数值,选择R PN电阻的大小。
电压补偿伏安法测量电阻
ｗｉ ｈ ｏ ｔ ｇ ｏ ｅ ｓ ｔ ｎ ｖ ｌａ ｔ ｔ ｅ ｖ ｌ ｅ ｃ ｍｐ ｎ ａ ｉ ｏ ｔ ｍｍｅ ｒ ｒｎ ｉ ｌ ｓ ｄ ｓ ｒｂ ｄ Ａ ｏ ｍｕ ａ ｏ ｅａ ｉ ｅ ｓ ａ ｄ ｒ ｎ ｅ ｔ ｉｔ ｓ ｇ ｖ ｎ， ｈ ａ ｏ ｔ ｙ ｐ ｉ ｃｐ ｅ ｗａ ｅ ｃ ｉｅ ． ｆ ｒ ｌ ｆ ｒ ｌｔｖ ｔ ｎ ａ ｄ ｕ ｃ ｒａ ｎ ｙ ｗａ ｉｅ
文 章 编 号 ：６ ２ ９２ ２ ０ ）１ ０ ０ ３ １ ７ —６ ５ （ ０ ７ ０ —０ ９ —０
电压 补 偿 伏 安 法 测 量 电 阻
符时 民
（ 海 大 学 物 理 系 ， 宁锦 州 １ １ １ ） 渤 辽 ２ ０ ３
摘
要 ： 指 出传 统 伏 安 法测 量 中值 电 阻 时 ， 由于 电 流 表 的 内接 法 或 外接 法 会 给 测 量 结 果 带 来 系统 误 差 。介 绍
关 键 词 ： 补偿 法 ； 伏 安 法 ； 电 压 ； 电 阻 ； 不 确 定度 中 图分 类 号 ：ＴＭ９ ４ １ ３．２ 文献标识码 ： Ａ
Ｒｅ ｉｔ ｎｃ ｅ ｓ ｒ ｍ ｅ ｉｈ Ｖ ｏ ｔ ｇ ｍ ｐ ｎｓ ｔｏ ｓｓａ ｅ Ｍ ａ ｕ ｅ ｎｔＷ ｔ ｌａ ｅ Ｃｏ ｅ ａｉｎ
和外接两 种接 法 。不少 院校 在大 学物理 实验 中用伏 安 法测 线性 和非线 性 电阻 。第一 种方法 是完 全不计
法 比前 两种 （ 第一 、 二种 ） 法先 进 了一些 ， 步估 第 做 初
了 用 电压 补 偿 伏 安 法 测 量 电 阻 的原 理 ， 出 了 内接 法 、 给 外接 法 及 补 偿 伏 安 法 测 量 电 阻 的 相 对 标 准 不 确 定 度 的 计 算 公 式 ， 对 其 不 确 定 度 进 行 比 较 ， 测 量 数 据 进 行 了 处理 ， 出待 测 电 阻 的 测 量 结 果 和 不 确 定度 及 误 差 的计 算 结 果 。 并 对 给
用补偿法测量电流电压和电阻
实验3-3用补偿法测量电压、电流和电阻电位差计是精密测量中应用最广的仪器之一， 不但用来精确测量电动势、电压、电流和 电阻等，还可用来校准精密电表和直流电桥等直读式仪表，在非电参量（如温度、压力、位 移和速度等）的电测法中也占有重要地位。
【实验目的】1. 掌握补偿法原理，了解其优缺点。
2. 掌握UJ-31型直流电位差计的原理、构造及使用方法。
3. 学会用UJ-31型电位差计来校准微安表及测量其内阻。
【仪器用具】滑线式电位差计一套、UJ-31型直流电位差计一台、 检流计一台、标准电池、工作电源、 待测电池、微安表头、直流电阻箱。
【实验原理】电压的测量一般用伏特表来完成。
由于电压表并联在测量电路中，电压表有分流作用， 会对原电路两端的电压产生影响， 测量到的电压并不是原电路的电压。
用电压表测量电源电动势时，由于电压表的引入，电源内部将有电流，而电源一般有内阻，内阻将有电压降，从 而电压表读数是电源的端电压， 它小于电源的电动势。
由此可知，要测量电动势，必须让它无电流输出。
补偿法是电磁测量中一种常用的精密测量方法， 它可以精确地测量电动势、 电位差和低电阻，是学生会必须掌握的方法之一。
滑线式电位差计、UJ-31型电位差计或学生型电位差计 UJ-36等都是根据补偿法原理而设计的仪器。
补偿的电路原理图如图3-3-1所示。
由Ea 、K 、R 限和R 组成的回路称工作回路；由 Es 或Ex 与检流计G 组成测量支路，与 R 仪器组成测量回路。
在 Ea>Es, Ea>Ex 时，选择适当的R 限，调节R 的滑点，可使检流计 G 中无电流流过。
此时有 V ACE S 。
在R 限不变的情况下，降 Es 换成Ex ,再调节R,若调节到C'位置使检流计无电流流过，V AC E x 。
因此，有1 R AC V AC 1 R AC' V AC'R ACE S测量支路中无电流流过， 那么Es 或Ex 就是它们的电动势，由此可知电压补偿法测量电 动势或电位差时比一般电表法更为准确。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实验报告补偿法测电压、电流、电阻
物理科学与技术学院 13级弘毅班吴雨桥 2013301020142
【实验目的】
1.掌握补偿法的原理，了解其优缺点。
2.掌握UJ-31型直流电位差计的原理、构造和使用方法。
3.学会用UJ-31型电位差计来校准微安表和测量内阻。
【实验器材】
滑线式电位差计一套、UJ-31型直流电位差计一台、检流计一台、标准电池、工作电源、待测电池、微安表头、直流电阻箱。
【实验原理】
电压表的引入使得电路发生变化，使得电压不准，要测电动势，必须让电源无电流输出。
补偿法是电磁测量中一种常用的精密测量的方法，可以精确测量电动
势、电位差和低电阻。
Ea、k、R限和R组成工作回路；Es/Ex与G组成测量支路，与R组成测量回路。
Ea>Es，Ea>Ex时，选择适当的R限，调节R的滑点，使G中无电流。
此时UAC=Es，在R限不变时，将Es换为Ex，再调节R，若在C’使G中无电流，U AC’=Ex。
因此，有，IRAC=UAC=Es，IRAC’=UAC’=Ex，R AC/RAC’=ES/EX→EX=RAC’/RAC*ES
需要一个标准电池作为标准比较，其电动势稳定，精度比较高，R限起到调节电流的作用，工作电流越大，R上单位电阻电压降越大；电流越小，R上单位电阻电压降越小，精度越高，G灵敏度越高，精度越高。
UJ-31型电位差计基本原理
测直流低电位差，量程为17mv和170mv由工作回路、校准回路、测量回路组成
(1)校准，将S调至”标准”处，调节“粗”、“中”、“细”三旋
钮使G指零
I0=ES/(RN+RPN)=10.0000mA
(2)测量。
将S合向”未知”，Ex是待测电动势。
保持I0=10mA，调节Rx使G指零。
Ex=I0Rx
补偿法优点
(1)Ux值仅仅取决于电阻比及标准电动势。
(2)不改变被测回路的原有状态及电压等参量。
【实验内容】
用UJ-31型电位差计校准微安表和测量其内阻
1）接线路
接好线路，其中，EN为标准电池，G为检流计，E为工作电源，Ex为待测电路的电源；R为降压电阻箱，Rs为标准电阻100Ω。
2）UJ-31的校准
(1)将UJ-31上的操作开关K2置于”断”位置。
先调好检流计光点为零，选择光电检流计为*0.01档。
(2)根据当时温度计算标准电池的电动势，将温度补偿盘RN置于此值。
(3)将K2调至”标准“，量程变换开关K1调至*10档。
(4)按下电键”粗“按钮，调节工作电流调节电阻Rp1（粗）、Rp2（中）、Rp3（细），使检流计指示为零。
检流计如指示摆动太大太快，应立即松开按钮、并注意使用“短路”按钮，以保护检流计。
(5)逐步将检流计换为*0.1档，*1档，重复（4）的步骤。
(6)最后按“细”按钮，检流计放在*1档，调节粗、中、细电阻调节旋钮使检流计指示为零，表示已校准好UJ-31，即工作电流已校准为10.0000mA。
3）校准微安表并测表头内阻
(1)温度补偿盘RN不动，电流调节Rp1（粗）、Rp2（中）、Rp3（细）不动，将K1调到*1档，K2调制“未知1”，检流计调到*0.01档，按”粗”按钮，调节电阻盘，使检流计指示为零。
(2)逐步将检流计换成*0.1档，*1档，调节电阻盘使检流计指示为零。
(3)按”细”按钮，在检流计*1档时，调节电阻盘使检流计指示为零，记下读数，得到
U未知1=(I*1+II*0.1+III*0.001)*K1(mV)
(4)将K2拨到“未知2”，K1拨到*10档，测出未知2.根据公式U未知1/Rs=U未知2/RμA的出微安表的内阻RμA。
(5)依次将微安表电流调至100μA、80μA、60μA、40μA、20μA，校准微安表。
【实验数据】
【数据处理】
内阻的标准差为UR=√
1
5−1∑（Un −U ）2
5n=1
=7.77Ω
所以，内阻为R=（1476.19±7.77）Ω 误差率=UR/R 平均=0.526% 微安表的矫正曲线
【误差分析】
系统误差：
1.测量回路在矫正微安表时，有电流通过，接触点占去一定的电阻。
2.标准电阻有微小误差。
随机误差
微安表示数/μA
误差/μA
1.调节电阻盘最后一盘时，检流计指针随盘的旋转变化不大，不够精确。
【注意事项】
标准电池的电动势随温度有所变化，应该对其进行修正
Es（t）=Es（20）-39.94*10−6（t-20）-0.929*10−6（t−20）2+0.0090*10−6（t−20）3
Es（20）为20℃时标准电池的电动势，随着型号决定。
【习题】
3.不可以，UAC本来应该比E小，而Ex应与UAC相当，故Ex应该比E小。
不可以，这样的话对电位差计易产生损害。
4.检流计指针未调节到零点；有旋钮对应的电阻短路；未进行温度补偿。