电位差计校准电流表

电位差计校准电流表

引言：用电位差计校准电流表

摘要：电位差计不需要从待测电路中取出电流，不会干扰到待测电路的工作状态，因而可以进行精密测量。由于结构中采用了高精密度的电阻元件，标准电池和灵敏的检流计，因而测量结果具有很高的精度。由于学生式电位差计准确度等级为0.1级，而通常所用的电流表只有0.5级。本实验通过设计一个合理的电路和选定合适的器材，校准一个10mA电流表。

关键词：UJ31电位差计校准电流表等级灵敏度电路图

一，[实验目的]

1.通过用电位差计校准电表和测电阻，加强对设计性实验的练习，培养独立工作能力；

2.学习校准电表和测电阻的一种方法；

3.更好地掌握电位差计的使用方法，加深对电位差计工作原理的理解。

二，实验仪器与器材

实验室提供的仪器有：UJ31型直流电位差计、AC5型直流复射式检流计、标准电池、直流稳压电源、量程10mA的电流表、电阻箱（0.1级、1/4W）、标准电阻（10Ω）及开关、导线等。

三，实验原理

实验前，计算RX允许通过的Imax，为避免发热，常取1/5Im为最大工作电流，UJ31型电位差计参考附录。

1、直流电位差计

各种系列的指针式直流仪表（主要是磁电式、电磁式和电动式仪表），虽然工作可靠，使用方便，造价低廉，可以满足许多实际工作的需要，但由于结构上、工艺上的许多原因，目前所能达到的测量准确度在使用到满量限时，最优者只为+0.1%。更重要的是仪表工作时，要从被测电路中吸收小部分功率，从而不可避免地要破坏被测电路的原始工作状态，造成所谓的“方法误差”。

2.校准量程为10mA的电流表。

在测量电路里，将电流表与一个已知阻值的标准电阻R0(R0也可用电阻箱代替)串联，用电位差计测得标准电阻R0两端的电压U0，然后就可计算出电流。

设计的测量电路应能满足流过电流表的电流在0~10mA范围内变化。

应合理选择电阻R0的阻值，要求：①电阻R0上的电位差小于171mV，②流过R0的电流要小于该电阻的额定电流。

2.测定电阻Rx

将一已知电阻R0与待测电阻Rx串联，当稳恒电流流过两电阻时，用电位差计分别测出R0和Rx两端的电压，便可计算出待测电阻Rx的阻值。

R0的阻值和电流大小要选择合适，除考虑电位差计的量程和电阻的额定电流外，应尽可能使得测量结果有较高准确度。

四、实验步骤

1、按照上图连接电路图

2、电位差计的校准

先调准检流计的机械零点后，将K旋至“标准”档，调Rn1和Rn2为适当位置，按下“粗”按键，调节P1、P2、P3使检流计指针指零，再按“细”按键，用P3精确调节检流计指零，注意出现检流计剧烈震动或震动过快，松开“粗”或“细”，用跃接法按“短路”键使检流计指针回复到零后再继续调节。

3、把K旋至“未知1”处，按住“细”后，调节电阻箱，使电流表的示数为1mA，再将电位差计上的K1旋至“×10”档，将A1、A2旋转到0处，再旋转A3使检流计的示数为零，记录A3的示数U1。

4、调节电阻箱使电流表的示数分别为2、3···10mA，记录下U2、U3···U10示数。＇

5、算出相应的I,记录在表格中。

6、再重复上面的步骤使电流表示数从10mA到1mA变化测U＇,记录到表格中。

7、根据表格中的ΔI和I，画出ΔI~I的电流表校正曲线。

a=（0.2/10）×100=2

附：电表等级≥(最大示值误差/量程)×100

最大示值误差是在所测量的数据中，电位差计与电表示数差值中最大的一个数值。

我国国家标准规定电表准确度为0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0等七级，若用上式计算的结果为2则此电表属于2.5级。

实验误差分析

1，系统误差：电表的不准确性（包括标准电阻，电位差计，电阻箱等），导线电阻引起的电流减小的误差等

2，随机误差：电源的波动，地磁场的影响，估读数据的读数误差，做修正曲线时描点等的误差等

五，心德体会

1，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。

2，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.电位差计测量结果具有很高的精度。

3，做实验前，要熟悉实验内容，了解实验器材工作原理，学会安全使用器材。4，为了使被校准电流表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被校准电流表的级别高得多。

5，校准电流表时必须先进行检流计调零，并校准工作电流。

6，采用电位差计为主要设备,设计合适的电路图,研究了校准电表及对电表级别进行标定的方法。研究结果表明,该方法简便、快捷地对电表进行校准和级别标定,从而达到提高电表准确度的目的。