电位差计测定电阻
电位差计测电阻
电位差计测电阻姓名：窦茂莲学号：38152112 上课时间：2009年9月29日下午14:00-17：20实验组别:F032 周次：第三周实验地点：主北203东任课老师：关于该实验：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。
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。
多种方法测高电阻
多种方法测量高电阻实验要求：设计两种方法测高电阻，误差小于5%主要仪器：电桥、电位差计、稳压电源、电阻箱、各类检流计等方法一：惠斯登电桥测量高值电阻（改进的惠斯登电桥）方法二：电压法测高值电阻（利用电位差计）一、实验目的：1.学会并掌握惠斯登电桥测高电阻的原理2.进一步熟悉测量灵敏度的方法，熟悉提高电桥灵敏度的几种途径3.学会用电位差计测量高电阻的原理和方法 二、仪器说明：惠斯登电桥、电位差计、稳压电源、电阻箱等三、实验原理：方法一、改进的惠斯登电桥测高值电阻1.改进的惠斯登电桥测高值电阻的原理用惠斯登电桥（如图1所所示）测量高电阻，桥臂上的已知标准电阻R N 也应为标准的高值电阻。
而标准高值电阻不易得到。
用三只已知阻值的标准电阻(≤1M Ω)，组成Y 形网络，利用Y --△变换，可形成等效标准高值电阻，如图2所示。
由Y --△变换公式可得R ab =(R 3R 4+R 4R 5+R 3R 5)/R 5R bc =(R 3R 4+R 4R 5+R 3R 5)/R 3R ac =(R 3R 4+R 4R 5+R 3R 5)/R 4将Y --△变换与惠斯登电桥相结合，则惠斯登电桥可改进为一种桥臂上有等效高值电阻的电桥，如图3所示。
图1中的标准电阻R N 由图3中的等效高值电阻R bc 代替。
图3中等效电阻R bc 与直流电源并联，对电源的影响极小。
R 2与R ab 并联电阻为R ’2=R 2R ab /(R 2+R ab )。
可求得待测电阻为R x =R 1R bc /R ’22．电桥的灵敏度：当电桥平衡时，若将比较臂0R 改变一小量0R ，检流计偏转n 格，定义电桥的灵敏度S 为：S=n ·R 0/ΔR 0。
所谓“电桥平衡”，从理论上讲应是通过检流计的电流为零，但实际上是靠观察检流计的指针偏转与否来确定的，当偏转很小时人眼难以分辨，以至我们认为电桥是平衡的，这样回带来测量误差。
设检流计偏转n ∆格（一般2.0=∆n 格）人眼刚能分辨出，则由电桥灵敏度引入的被测量x R 的相对误差为S nR R x x ∆=∆，绝对误差为x x R S n R ∆=∆。
电位差计校准电表实验报告(完整版)
电位差计校准电流表3、电位差计的标准要想使回路的工作电流等于设计时规定的标准值I O ，必须对电位差计进行校准。
方法如图所示。
E S 是已知的标准电动势，根据它的大小，取cd 间电阻为R cd ，使R cd =E S /I O ，将开关K 倒向E S ，调节R 使检流计指针无偏转，电路达到补偿，这时I O 满足关系I O = E S /R cd ，由于已知的E S 、R cd 都相当准确，所以I O 就被精确地校准到标准值，要注意测量时R 不可再调，否则工作电流不再等于I O 。
4﹑电流表的校准校正电流表的电路如图5-20-4所示，图中毫安表为被校准电流表，R 为限流器，s R 为标准电阻，有４个接头，上面两个是电流接头，接电流表，下面两个是电压接头，接电位差计。
电位差计可测出s R 上的电压s U ，则流过sR ERabcdEsExK图5-20-4 电位差计校正电流表电路中电流的实际值为s s R U I /0=在毫安表上读出电流指示值I ，与0I 进行比较，其差值0I I I -=∆称为电流表指示值的绝对误差。
找出所测值中的最大绝对误差m I ∆，按式（0-0-1）确定电流表级别。
%100⨯∆=量限mI a （0-0-1） 电路实物图:五、实验内容及步骤 1、校准学生式电位差计使用电位差计之前，先要进行校准，使电流达到规定值。
先放好R A 、R B 和R C ，使其电压刻度等于标准电池电动势，取掉检流计上短路线，用所附导线将K 1、K 2、K 3、G 、R 、R b 和电位差计等各相应端钮间按原理线路图进行连接，经反复检查无误后，接入工作电源E ，标准电池E S 和待测电动势E X ，R b 先取电阻箱的最大值，（使用时如果检流计不稳定，可将其值调小，直到检流计稳定为止），合上K 1、K 3，将K 2推向E S （间歇使用），并同时调节R ，使检流计无偏转（指零），为了增加检流计灵敏度，应逐步减少R b ，如此反复开、合K 2 ，确认检流计中无电流流过时，则I O 已达到规定值。
大物实验—电位差计法测电阻率_2
大学物理实验报告专业班级:姓名: 学号:成绩:电气与信息学院电位差计是利用补偿原理和比较法精确测量直流电位差或电源电动势的常用仪器, 它准确度高、使用方便, 测量结果稳定可靠, 还常被用来精确地间接测量电流、电阻和校正各种精密电表。
在现代工程技术中电子电位差计还广泛用于各种自动检测和自动控制系统。
本实验通过用电位差计对电阻的测定, 掌握电位差计的使用。
【实验目的】1.理解电位差计的工作原理, 掌握电位差计的使用方法。
2.能用电位差计测定电阻率。
3.学习简单电路的设计方法, 培养独立工作的能力。
【试验原理】1.补偿法测电动势用电压表测量电源电动势EX, 其实测量结果是端电压, 不是电动势。
因为将电压表并联到电源两端, 就有电流I通过电源的内部。
由于电源有内阻r, 在电源内部不可避免地存在电位降I r, 因而电压表的指示值只是电源端电压（U =EX -I r）的大小, 它小于电动势。
显然, 只有当I=0时, 电源的端电压U才等于电动势EX。
图1补偿法原理图怎样才能使电源内部没有电流通过而又能测定电源的电动势呢？在图1所示的电路中, EX是待测电源。
是电动势可调的电源, EX与通过检流计并联在一起。
调节的大小, 当检流计不偏转, 即电路中没有电流时, 两个电源的电动势大小相等, 互为补偿, 即EX = , 电路达到平衡。
若已知平衡状态下的大小, 就可以确定EX, 这种测定电源电动势的方法, 叫做补偿法。
2. 电位差计原理电位差计就是应用补偿法的原理将待测电动势与标准电势进行比较而进行测量的。
其原理如图2.7.2所示, 它由两个回路组成, 上部ERBAE为工作回路, 下部为补偿回路。
当有一恒定的工作电流I流过电阻R时, 改变滑动头C、D的位置, 就能改变C、D间的电位差VCD的大小, 测量时把滑动头C、D两端的电压VCD引出与未知电动势进行比较。
为了使R中流过的电流是工作电流I, 先将开关K接通DGENCD回路, 根据标准电势EN的大小, 选定C、D间的电阻为RN , 使E N = I RN（1）调节R 改变工作回路中的电流, 当检流计指零时, RN 上的电位降恰与标准电势EN 相等。
用电位差计校准电表(三)
实验 电位差计的使用(三)[实验目的]1、了解补偿法测电动势的原理2、掌握电位差计测电动势的使用方法3、学习用电位差计校准电表的方法 [实验原理]电位差计是电子测量中直接用来精密测量电动势或电位差的仪器。
也可用来间接测量电流、电阻和校准各种精密电表，有着广泛的用途。
电位差计是根据补偿原理将被测电动势与准确已知的标准电动势相比较而工作的。
1、补偿原理一定的电源具有一定的电动势，如果直接用伏特计接在电源的两极，测出来的将不是电动势，而是端电压，因为这时电路中有电流通过，根据全电路欧姆定律有：即rI E V rI V E x x ⋅-=⋅+=图1 补偿法原理图式中r 为电源内阻，V 是伏特计的指示值，显然只有在待测电路中没有电流通过的条件下，测得的电源两极之间的端电压才是电源的电动势的准确值。
利用补偿法可以满足这种条件。
其原理如图1所示。
图中E x 是被测电动势，E s 是可调节电动势大小的标准电源。
两个电源通过检流计G 对接在一起。
调节电动势E s 的大小，使回路中检流计指针指示为零（即回路电流为零），则E x 与E s 的电动势大小相等，则有E x =E s 。
此时称电路达到平衡。
知道了平衡状态下E s 的大小，就可以确定被测电动势E x 的值了，这种测定电源电动势的方法叫补偿法。
利用补偿法制成的测量电位差（或电动势）的仪器就叫做电位差计。
2、电位差计的工作原理电位差计的原理线路如图2所示。
其中E s 为标准电池，E x 为被测电源，E 是工作电源，G 是检流计。
由工作电源E ，电阻R 、R 1及R n 串联组成的电路称为辅助电路（R －R s －R n －E ）。
调节R n 可改变电路的工作电流。
使用电位差计可分两个步骤。
（1）校准工作电流根据标准电池E s 的电动势调节工作电流，将开关K 置于“1”位置，则E s ，G ，R s 形成补偿电路（E s －K －G －R s －E s ），调节R n 使辅助电路的工作电流I 为某值时，使R s 两端的电压与标准电池的电动势E s 相补偿，检流计G 中无电池通过，此时有E s =IR s ，即辅助回路（E －R －R s －R n －E ）中的电流I 达标准化，ssR E I =（2）测量未知电动势将开关K 合在“2”位置，此时待测电动势为E x ，检流计G 与R 上的R x 段构成待测补偿电路（E x－R x －G －K －E x ），当调节电阻R 上的C 点位置再次使检流计G 指针指零，此时有x ssx x R R E IR E == （1） 这里的电流I 就是前面经过标准化的工作电流，从上式可知，如果E s 、R s 均为准确已知值，则被测电动势E x 的大小，在电流标准化的基础上，在电阻为R x 的位置上可以直接标出与IR x 对应的电动势（电压）值。
电位差计测电阻的两种简易电路
电位差计测电阻的两种简易电路罗晓琴;谢英英【摘要】电位差计是利用补偿原理测量电动势(或电压)的一种精密仪器.该文充分利用电位差计的补偿原理,设计了两个测量电阻的简易电路,并分析各个电路的优缺点和对测量结果的影响因素.它不仅展示了电位差计测量电阻的高精度和便捷性,还拓展了电位差计的应用功能.【期刊名称】《实验科学与技术》【年(卷),期】2013(011)001【总页数】3页(P36-38)【关键词】电位差计;电压,电阻;标准电池;检流计【作者】罗晓琴;谢英英【作者单位】西南科技大学理学院,四川绵阳621010【正文语种】中文【中图分类】TM930;TN710通常情况下，一般都采用伏安法和电桥法来测电阻［1］。
而经典的伏安法测电阻总是不能避免电表内阻对测量结果的影响，无论是把电表内接还是外接都有偏离真值的系统误差存在。
电桥法虽克服了伏安法的系统误差，测量电阻的范围也比伏安法更广，但由于构建电桥需要的已知标准电阻较多，且电桥的平衡还得依赖检流计来确定，对不同级别的电阻需考虑不同的比率臂，因此对测量结果的影响因素更多。
电位差计利用电压补偿法原理(在测量中，某些相关量对结果产生干扰，使用与这些相关量同性质、同量值、作用相对的量与之结合，以抵消(即补偿)原相关量对测量结果的影响，这种方法叫补偿法)能够准确测出电路中某电阻的端电压，再通过电路自身的特性，从而间接地得到电阻的阻值［2］。
由于电位差计测量电压的准确性和精度较高，因而计算出的电阻的准确性和可靠性相对较高，最主要的是利用电位差计测电阻的电路简洁、易组装、好测量。
1 电位差计的工作原理［3］1.1 补偿法测电压的原理补偿法测电压的基本原理如图1所示。
图1 测量电动势的补偿电路图中Ex是待测电压，E0是可调的已知电压。
调节E0使回路中检流计G的示数为零，这时表明回路中两电源的电动势方向相反，大小相等。
故数值上有Ex=E0这时，我们称电路得到补偿。
在补偿条件下，因回路中无电流，即使Ex有较大的内阻，也不会像使用电压表测量电源电动势那样，由于电源自身的电压降无法测出而造成测量结果偏小。
实验六 电位差计的应用
实验六电位差计的应用【实验目的】1. 掌握电位差计的工作原理和结构特点；2. 学习使用电位差计测电池电动势和电压的方法。
【实验仪器】UJ-25型电位差计、检流计、标准电池、电阻箱、标准电阻、电池、单刀开关等。
【实验原理】电位差计是用来测量电位差的仪器，其精度高，在生产科研和计量等部门得到了广泛应用。
电位差计不仅用于测量直流电动势(电压)，而且还常用于测电流、电阻和功率，并还可通过转换器件用来测量非电量，如温度、压力、位移等。
一、电位差计的电路原理如果要测未知电动势Ex，原则上可按图3-42安排电路，其中E0是可调电压的电源。
调节E0使检流计指零，这就表示在这个回路中两电源(E0, Ex)的电动势必然是方向相反、大小相等，故数值上有：Ex=E0这时，我们称电路达到补偿。
在补偿条件下，若E0的数值已知，则Ex即可求出。
据此原理制成的测量电动势或电位差的仪器称为电位差计。
可见，电位差计需要有一个E0，而且它要满足两个要求：(1) 它的大小应便于调节，以使E0能够和Ex补偿；(2) 它的电压应该很稳定，并能读出准确的电压值。
图3-42图3-43在实际的电位差计中，E0是通过下述方法(如图3-43)得到的：电源E、限流电阻R′和精密电阻Rab串联成一闭合回路，当有一恒定的标准电流I0流过电阻Rab 时，改变Rab上两滑动头C，D的位置，就能改变C，D间的电位差VCD 的大小，VCD正比于电阻Rab中C，D之间的那部分电阻值，由于测量时应保证I0恒定不变，所以在实际的电位差计中都根据I0的大小把电阻的数值转换成电压刻度标在仪器上，VCD相当于上面所需要的“E0”。
测量时把滑动头C，D两端的电压VCD引出与未知电动势Ex进行比较。
ExCDGEx(或EsC′D′GEs)称为补偿回路。
要注意的是在电路中E和Ex(或Es)必须接成同极性相对抗，即Ex的负极要接在ab线上电位较低的一点，而Ex的正极经检流计后，接在电位较高的一点。
实验指导电位差计的原理与应用
实验一箱式电位差计的原理及应用学生式电位差计是按串联代换式电位差计的电路设计的。
其特点是线路简明、原理清楚，非常适合大学、中专、中学的学生实验。
用它不仅可以直接测量电源电动势、温差电动势，而且配用标准电阻箱后还可以用来测量直流电流和电阻等。
【实验目的】1.了解电位差计的工作原理、结构、特点和操作方法，加深对补偿法测量原理的理解和运用•2.掌握用电位差计测量电池电动势•3.掌握用电位差计测定电阻的方法，会设计简单的测量电路【实验仪器】稳压电源、87-1型学生型电位差计、标准电池、待测干电池、开关、导线【实验原理】图1是将被测电动势的电源 Ex与一已知电动势的电源E O“ +”端对“ + ”端，“-”端对“-”端地联成一回路，在电路中串联检流计“G”，若两电源电动势不相等，即Ex^E o, 回路中必有电流，检流计指针偏转；如果电动势E O可调并已知，那么改变E O的大小，使电路满足E X=E O，则回路中没有电流，检流计指示为零，这时待测电动势E X得到己知电动势E O的完全补偿。
可以根据已知电动势值E O定出E X，这种方法叫补偿法。
如果要测任一电路中两点之间的电压，只需将待测电压两端点接入上述补Eo偿回路代替 Ex，根据补偿原理就可以测出它的大小。
我们知道，用电压表测量电压时，总要从被测电路上分出一部分电流，图1补偿电路从而改变了被测电路的状态，用补偿法测电压时，补偿电路中没有电流，所以不影响被测电路的状态。
这是补偿测量法最大的优点和特点。
按电压补偿原理构成的测量电动势的仪器称为电位差计。
由上述补偿原理可知，采用补偿法测量电动势对E O应有两点要求：（1）可调。
能使E O和E x补偿。
（2）精确。
能方便而准确地读出补偿电压E O大小，数值要稳定。
图2是实现补偿法测电动势的原理线路，即电位差计的原理图。
采用精密电阻 R ab组成分压器，再用电压稳定的电源E和限流电阻R串联后向它供电。
只要 R ed和I O数值精确，则图中虚线内ed之间的电压即为精确的可调补偿电压E O , E O和E x组成的回路edGE x称为补偿回路。
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。
实验一材料导电性能的测量
(2)将电压选择开关置于所需要的测试电压位置上，将 “倍率选择”旋至所 需要的位置。 (在不了解测试值的数 量级时，倍率应从低次方开始选择。)
(3)将“放电、测试”开关放在“测试”位置，检查应选 择的位置，打开输
入短路开关(即按钮抬起来)，读取加上测试电压1分钟时， 指示电表显示的电阻值。读数完毕，将“倍率”打回 “10-1”档。
(2) 分别计算各种材料的电阻率和相对电导率； (3)根据实验结果分析铜和铜合金导电性和成分的关系； (4)对实验中出现的一些问题进行讨论。
ln
D2 D1
(2)
式中π—3.1416； D2一保护电极的内径 (cm)；D1一测量电极的直径 (cm)；1n一自然对数。
数据及处理
(1)用所得的测试数据分别计算各试样的体积电阻率ρV， 及表面电阻率ρS，将计算结果填入下表的相应格内． (2)根据所做实验试分析产生误差的原因，及采取哪些缩小 误差的措施。
一、目的要求
1、掌握材料导电性能（电阻率、电导率）的 测量方法；
2、了解电阻率和电导率的相互关系； 3、了解高分子、陶瓷材料的体电阻、表面电
阻；
4、理解成分对金属材料导电性能影响。
欧姆定律
二、基本原理
RL S
电阻率与材料本质有关
电阻率的单位：m ， cm ， cm，
工程技术上常用mm2/m。它们之间的换算关系为
数据及处理
样品
电导率测量值 m/ mm2
1# 紫铜 Cu 2# 磷铜 Cu-P 3# 铅黄铜 Cu-Zn-P) 4# H62铜 Cu-Zn 5#铬锆铜 CuCrZr 6# 铝 Al 7# 银合金 AgSnO2
电阻率 mm2/ m
电位差计测电阻率设计实验报告
大学物理实验设计性实验电位差计校准电表和测金属丝电阻率姓名：雷有明班级：建电1042学号： 1003431232指导教师：曹艳玲实验地点：大学物理实验中心成绩：物理设计实验一、【实验目的】1. 初步了解电位差计的结构,并学会正确使用；2了解并掌握电位差的工作原理—补偿原理。
3能用电位差计进行电阻率的测定。
4了解设计性实验的工作方法，培养独立工作的能力。
5培养对物理实验的兴趣,为以后在物理上的发展打下基础。
二、【实验原理】利用电位差计，通过补偿原理，来测定未知电阻和已知电阻两端的电压，利用分压原理，算出未知电阻的阻值，利用螺旋测微器和刻度尺测出电阻丝的长度和横截面积的直径，通过电阻率公式即可计算出电阻率。
补偿原理在图1的电路中，设E0是电动势可调的标准电源，Ex 是待测电池的电动势（或待测电压Ux），它们的正负极相对并接，在回路串联上一只检流计G，用来检测回路中有无电流通过。
设E0的内阻为r0；Ex的内阻为rx。
根据欧姆定律，回路的总电流为：物理设计实验电位差原理如果我们调节E 0使E 0和Ex 相等，由(1)式可知，此时I =0，回路无电流通过，即检流计指针不发生偏转。
此时称电路的电位达到补偿。
在电位补偿的情况下，若已知E 0的大小，就可确定Ex 的大小。
这种测定电动势或电压的方法就叫做补偿法。
显然，用补偿法测定Ex ，必须要求E 0可调，而且E 0的最大值E 0max ＞Ex ，此外E 0还要在整个测量过程中保持稳定，又能准确读数。
在电位差计中，E 0是用一个稳定性好的电池（E ）加上精密电阻接成的分压器来代替的，如图2所示。
RR r r E E I g x x+++-=00图1 补偿原理x图2 电位差计原理图x图2中，由电源E 、限流电阻R 1以及均匀电阻丝RAD 构成的回路叫做工作回路。
由它提供稳定的工作电流I 0，并在电阻RAD 上产生均匀的电压降。
改变B 、C 之间的距离，可以从中引出大小连续变化的电压来，起到了与E 0相似的作用。
电位差计——精选推荐
实验五 电位差计电位差计是用补偿的方法来进行电压测量的，是电学测量中较为精密、应用广泛的测 量仪器之一，它可以用来精密测量电动势、电压、电阻、电流、温度和校准电表．在自动控制中经常用到它，因此学习使用电位差计是基础实验中的重要内容．【学习要求】1．了解补偿法测量原理；·2．了解电位差计的结构、正确使用电位差计．【实验目的】1．测干电池的电动势；2．测未知电阻的阻值．【实验仪器】1． 电源E（0～3V）； 2．标准电池一个； 3．待测电池一只； 4．滑线电阻0～50Ω 一个，0～1.9KΩ一个；5．固定电阻一个510Ω（作限流用），待测电阻一个（15Ω左右）；6．转盘电阻箱一个；7．板式电位差计； 8．UJ－37型箱式电位差计； 9．检流计一个．【实验原理】在图1的电路中，设E 0是电动势可调的标准电源，E X 是待测电池，它们的正负极相对并接，在回路串联上一只检流计G，用来检测回路中有无电流通过．设E 0的内阻为r。
，E X 的内阻为r x ，根据欧姆定律，回路的总电流为 )1.......(..............................00RR r r E E I g X X +++−= 如果我们调节可调电源E 0，使回路无电流，检流计指针不发生偏转，说明E 0和E X 相等．由（1）式可知，此时I=0．这时称电路的电位达到补偿．若在电位补偿的情况下，已知E 0的大小就可确定E X 的大小．这种测定电动势或电压的方法就叫做补偿法．很显然，用补偿法测定E X 除要求E 0＞E X 外，还必须要求E 0便于调节,而且稳定，又能准确读数，在实验电中用的是一个分压器来代替图1中的E 0，如图2所示．图1 补偿原理 图2 电位差计原理图由电源E、限流电阻R 1以及均匀电阻丝R AD 构成的回路叫做工作回路．由它提供稳定的工作电流I 0，并在电阻丝R AD 上产生接近于E值的均匀电压降．改变B、C之间的距离，可以从中分出大小不同连续变化的电压来，起到了和E 0相似的作用．为了能够准确读数，用一个换接开关K，当开关倒向“1”端，接入标准电池E，BKE S GC称为校准回路，调节R 1及B、C间的距离，总可以找到一个位置（如图中的位置），使校准回路的电流为零，即R S 上的电压降与E S 之间的电位差为零．即达到补偿，由欧姆定律可知：)2........(........................................00S BC S R I R I E ==这一过程就叫做电位差计的“校准”．此时再把换接开关投“ 2”端，接入待测电池E X ，于是 BKE X GC ’构成了测量回路．调节BC之间的距离，总可以找到另一位置BC ’ 使测量回路的电流为零，即R X 上的电压降和E X 之间的电位差为零，测量回路达到补偿．于是有()3........................0'0X BC X R I R I E ==以上这种调节补偿的方法，叫做“定流变阻”调节法．由（2）、（3）式可得 ()4.................S S X X SX S X E R R E R R E E ==>= 由于电阻丝AD是粗细均匀的，所以上式中的电阻R X 、R S 之比，可以用电阻丝的长度 L BC ’=L X ,L BC =L S 代替．即 ()5......................X SX X E L L E •= 只要精确测出L S 、L X 的长度，而标准电池的电动势E X 是准确知道的，就可以由（5） 式精确地求出待测电池E X 的电动势，这就是用补偿法测电池电动势的原理．用电位差计测量电动势，比用伏特计测量有以下三个优点：1．检流计G 只作指零仪器，消除了利用偏转指示所产生的系统误差．当选用高灵敏 度的检流计作指零仪器时，测量误差可以减至很小．2．用伏特计测量电池电动势时，必定有电流流过伏特计，因此伏特计测量的是电源的路端电压，而不是电源的电动势．用电位差计测量时，正是在回路中无电 流的情况下（电位补偿）进行测量的，故测量结果就是电源的电动势．精密测量电动势（如 温差电动势）都用电位差计来进行．3．电位差计在测量时，工作电流I 一经调定就不能再动，保持为一常数．由（3）式 可知待测电动势见就和电阻丝的电阻R X 保持—一对应的线性关系，只要电阻丝的电阻和作校准用的标准电池保证高度的准确（实际这两者都非常容易作到0.05％的准确度或更高），电位差计的测量准确度就可以提高，一般可达到0.05％的准确度．伏特计由于受到制造工艺上的限制，准确度达到0.5％就很不容易了，再提高准确度就更困难．【实验内容及步骤】1．用板式电位差计测干电池的电动势板式电位差计是一种为了便于理解电位差计的原理而设计的教学用电位差计，其结构与接线见图3,图3 板式电位差计电阻丝 AD总长为4.5000 m，它是由15根相同材料（粗细均匀）的电阻丝组成，每根长为30.00cm．其中14根绕成螺旋形，安装在0～14号插孔之间，另一根拉伸固定在一米尺上，并且一端通过铜片与0点相连，另一端即为电阻AD的D端．插销B可以在0～14号插孔间改变位置，每改一孔位置，即改变电阻丝长30.00cm．称为“补偿粗调”．滑动触头C 在米尺上的电阻丝上滑动，可按米尺的精度，读出测量时所需的微小长度，称为“补偿细调”．图中ER l ADE为工作回路，E S GR2CBE S为校准回路，当开关K倒向E X时则为待测回路，调节滑线电阻R1可以改变工作回路的电流．R2为保护检流计的滑线电阻，在测量过程中，其使用与电桥实验相同．估计选定粗调插孔B的位置，开关 K置“1”位置，然后将C在OD电阻丝上跃接，观察检流计偏转情况，当检流计指针偏转较小时，C可以沿电阻丝OD滑动直至检流计指零（此 时R2应为最小）．若指针偏转较大。
三种测量电阻方法的比较
动力与电气工程DOI：10.16661/ki.1672-3791.2017.32.049三种测量电阻方法的比较姜辰雨（成都市实验外国语学校 四川成都 610000）摘 要:电阻是电器中非常重要的一个基本元件，测量电阻的方法有很多，在日常生活中常见的主要有万用表法、伏安法、电桥法、电位差计法等，本文主要对其中3种测量进行了分析和比较，寻找其中的差异以及各个方法的优缺点。
关键词:伏安法 补偿法 电桥法 测量电阻中图分类号:TM394.1 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2017)11(b)-0049-03电阻是材料的一个重要参量，在各个设备或者工程中都涉及到测量电阻的工作。
比如生活中常用的热水器便是利用了电流磁效应，运用焦耳定律的原理来加热水。
又如电梯中的超载报警器便是个压敏电阻，通过改变阻值来引起电流变化，从而反映电梯中的压力大小。
在高中阶段，我们也学习了有关电阻的算法，可以说电阻的计算是电学习题和实验中最重要的一个部分。
由此可见，电阻在生活中的作用非常大，所以,学习电阻有关的知识就显得尤为重要，电阻阻值的测量也就成了必不可少的重要环节。
通过生活经验和查阅相关资料，在我们日常生活中，常用的测量电阻的方法主要有万用表法、伏安法、电位差计法和电桥法。
电阻按阻值大小可以分为低值电阻(小于1Ω)、中值电阻(1～1×105Ω)和高值电阻(大于1×105Ω)。
如果只是大概了解电阻范围可用万用表法进行测量,需要确定电阻大小可以用伏安法,精确测量电阻大小可以采用电桥法和电位差计法，其中中值电阻用单臂电桥，低值电阻采用双臂电桥;如果想要精确测量电池的内阻的大小可以用电位差计法。
本文将对3种测量方法进行研究比较，分析3种方法的优缺点。
1 伏安法测量电阻伏安法是高中阶段最常用的测量电阻的方法，也是生活中较为简单的测量电阻的方法之一。
因为其安装方便，操作简单，故在许多大小型工程里都能见到伏安法的运用。
电位差计原理
电位差计原理
电位差计是一种测量电路中两点间电位差的仪器。
它基于基尔霍夫电压定律，通过测量电路中两点间的电势差来计算电路中的电压。
电位差计的工作原理主要包括以下几个方面：
1. 基本原理：基尔霍夫电压定律规定，沿着任意闭合回路的电压代数和为零。
电位差计利用这个原理，将待测电路与一个已知电压的电源相连，并通过测量电路中两点间的电位差，计算出待测电路的电压。
2. 差动放大器：电位差计中的差动放大器是核心部件之一。
它接收来自带有待测电压的电路和已知电压电路的输出信号，将两个信号相减，放大差值信号，并输出给测量仪器。
3. 精密电阻：为了保证准确的电位差测量，电位差计中通常使用精密电阻。
这些电阻具有稳定的阻值和温度系数，以确保测量的准确性和可靠性。
4. 校准与标定：为了保证电位差计的准确性，在使用前需要进行校准和标定。
校准过程中，将已知电压与电位差计测量的值进行比对，以确定电位差计的测量误差，并进行相应的修正。
标定则是确定电位差计的量程和灵敏度。
5. 应用：电位差计广泛应用于科学研究、工程技术以及日常生活中的电路测量。
例如，在实验室中常用于测量电池电压、电路元件的电压以及电路中的电压分布情况等。
试验六十六电位差计校准电表和测电阻
实验六十六 电位差计校准电表和测电阻一 实验目的1． 训练简单测量电路的设计和测量条件的选择。
2． 加深对补偿法测量原理的理解和运用。
二 实验要求1． 校准量限为7.5V 的电压表。
⑴令稳压电源在0～24V 间作连续可调输出，设计标准电压表的控制电路。
⑵根据电势差计和待校表的量限，选取适当的分压比和分压器总阻。
⑶作ΔU ～U 校准曲线（ΔU 为校准值与电压表示值之差），对待校表出质量评价。
2． 校准100mA 档直流电流表。
⑴令稳压电源作固定输出，设计校准电流表的控制电路，确定工作电源电压。
⑵要求控制电路的电流调节范围为适合被校电流表指示范围，选取适当的取样电阻和变阻器阻值。
⑶作ΔI ～I 校准曲线（ΔI 为标准值与电流表示值之差），对待校表作出质量评价。
3． 测定电阻值⑴令稳压电源固定输出为1.5V 。
设计测定待测电阻的控制电路。
若所用电势差计只有一组输入测量端，则应设计一个电路能对标准电阻和待测电阻的端电压作连续测量的控制电路。
⑵选择合适的测量条件：标准电阻值、控制电路的工作电流和变阻器阻值。
⑶测量次数少于6次，估算其标准误差。
三 实验仪器电势差计一套（包括标准电池、灵敏电流计、工作电源），直流稳压电源，分压器，标准电阻（若干），变阻器，待校电压表，待校电流表，待测电阻（约100Ω，W 41），开关，导线等。
四 实验提示1． 分压器和分压比不同型号的电势差计，测量范围各不相同，量程上限也有几十毫伏至几十伏的多种规格。
若配上分压器，A 、B 为电压输入端，其总阻值为，A 、C 为输出端，移动滑动头C ，可控制输出电压的大小。
O R 当C 在某一位置时，若令其分电阻为O AC i R m R R 1== 由串联电路特点可知mR R U U O i i 1== 则U m U i 1=式中1/m 称为分压比。
2． 在测定电阻值时，选择合的测量条件可由以下几方面考虑：（1） 电阻的相对误差NN x x N N N N x x x x U U U U R R U U U U R R E Δ+Δ=Δ+Δ+Δ=Δ=表示式，令0=NdU dE ，可选定标准电阻。
- 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)。
次数
Vx2（mV） VN2（mV）
可用参考公式（等级a=0.05级）
仪X a% V X
SX
仪N a% VN
SN
(VXi i
1
6
VX )
(VNi i
1
6
VN )
5
5
2 X 2 仪X
2 U N S N 2仪N
UX S
EVX
UX 100 %ຫໍສະໝຸດ VXEVNUN 100 % VN
VX RX RN VN
2 2 U RX R X EVX EVN
【数据处理】
• 计算：
RX 1 U RX 1
R X 2 U RX 2
电位差计测定电阻
电位差计在测量时由于补偿回路中电流为零， 不从被测电路中吸取电流，不会改变被测电路 的工作状态（相对而言，检流计灵敏度越高越 接近于零）。 本实验用使用UJ-31型电位差计测量电阻值
【设计内容与要求】
用UJ-31型电位差计测量标称值为 10W ，额定 功率为 的电阻值。 1.根据测量要求和提供的仪器，选择实验方法， 写出测量公式并画出具体的测量电路图。 2.确定最佳测量条件，由最佳测量条件选择标 准电阻 的阻值。 3.确定测量 值的电流分别 和 时，电阻箱的阻 值和。 4.选择电位差计的倍率档。
预习报告
• 实验名称 • 电路图
• 两个记录表格 • 数据处理所用公式
【数据记录表格】
• 电流为1/10最大电流（15.8mA），电阻箱 电阻74.9欧，测量未知电阻和标准电阻两端 的电压。（六次测量）
测量次数 n 1 2 3 4 5 6
VX 1 （mV）
VN 1 （mV）
• 电流为1/15最大电流（10.5mA），电阻箱 电阻122.9欧，测量未知电阻和标准电阻两 端的电压。（一次测量）
【提供的仪器】
• UJ-31型电位差计 (0.05 级×1倍率档，量程 ； 0.05 级×10倍率档，量 程 ）。 • 标准电池 。 • AC15光斑复射式检流计(灵敏度旋钮选取×0.1档)。 • 直流稳压电源，干电池 。 • 待测电阻 Rx。 • 标准电阻 RN（10.000 W ）。 • 电阻箱 (0.1欧 ~99999.9欧，作制流器使用)，开关、 导线。
【分析与设计提示】
VX RX RN VN
测量最佳条件及推导过程请参照展 板
• 最佳测量条件：因测量电路中电流相 同 • 当： RN RX 10 • 函数有极小值
【实验内容和实验步骤】
• 正确连接电路。 • UJ-31型电位差计工作电流标准化调节。 （思考：如何调节？工作电流标准化条件？） • 调节电阻箱值为R1=74.9欧 ，测量Vx1 、VN1 共6次。（实验过程中经常注意电位差计标准 化状况，若发生偏离，工作电流要重新校准化） • 调节电阻箱值为R2=122.9欧 ，测量VX2、 VN2 共1次。 （单次测量）