电位差计测量电动势的原理(电位差计的原理及电

1. 电位差计的原理及电源电动势的测定误差分析

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。

2. 电位差计测电动势误差来源

一、实验目的 1、掌握PHS-3型pH计的使用。 2、通过实验加深理解直接电位法的基本原理。 3、学会校验pH电极的性能。 二、原理 电位法测定溶液的pH值，是以玻璃电极为指示电极（－），饱和甘汞电极为参比电极（＋）组成原电池。25℃时，溶液的pH值变化1个单位时，电池的电动势改变59.0mV。实际测量中，选用pH值与水样pH值接近的标准缓冲溶液，校正pH计（又叫定位），并保持溶液温度恒定，以减少由于液接电位、不对称电位及温度等变化而引起的误差，测定水样之前，用两种不同pH值的缓冲溶液校正，如用一种pH值的缓冲溶液定位后，在测定相差约3个pH单位的另一种缓冲溶液的pH值时，误差应在±0.1pH之内。 校正后的pH计，可以直接测定水样或溶液的pH值。 三、仪器： 1、PHS-3型精密数字式pH计 2、复合式pH电极 3、洗瓶1只 4、50ml小烧杯四只 四、试剂： 1、饱和酒石酸氢钾（25℃时pH为3.56） 2、0.05M邻苯二甲酸氢钾溶液（25℃时pH为4.00） 称取130℃时干燥的邻苯二甲酸氢钾10.21g，用蒸馏水溶解，并稀释到1升 3、0.025M磷酸二氢钾和0.025M磷酸氢二钠缓冲溶液（25℃时pH为6.86） 称取在110℃~130℃干燥过2小时的KH2PO4,3.40g及Na2HPO4٠12H2O,8.95g用不含CO2的蒸馏水溶解，稀释到1升。 4、0.01M硼酸钠溶液（25℃时pH为9.18） 称取3.81gNa2B4O7٠10H2O，溶解不含CO2的蒸馏水中，并稀释到1升，防止溶液接触空气。 5、饱和氯化钾溶液 五、实验步骤 （一）测量pH： 1、接通电源，使仪器预热15分钟 2、安装电极：把电极夹在复合电极杆上，然后将电极的插头插在主机相应插口内紧圈，电极插头应保持清洁干燥。 3、将仪器的功能开关置于pH档。

4、将温度补偿电位器调在被测溶液的温度上。 5、将斜率电位器顺时针旋到底。 6、定位： 先把电极冲洗干净，用滤纸轻轻将电极表面水分吸干，然后将电极插入已知标准缓冲溶液中，待数字显示稳定后，调节定位旋钮，使所显示的数值和标准缓冲溶液的pH值相同即可。 7、测量 8、升起电极架，用蒸馏水冲洗电极后，用滤纸吸干电极表面的水分，再插入待测未知溶液中，稳定后，所显示的数值即为待测溶液的pH值。 （二）玻璃电极的校验： 一直良好的玻璃

3. 用电位差计测电源电动势误差分析

电位差计的误差随电位差计的量程大小而变化，一般讲它的误差在0.1毫伏。

根据被测电压和已知电压相互补偿 (即平衡)的原理制成的高精度测量电位差的仪器。与电压表相比的主要优点是测量时不需要待测电路供给电流，因而不影响待测电路，可准确测出电源电动势。一般有转柄式和滑线式两种。

由于采用电位补偿的方法，因此测量精度高。避免了由于电源内阻产生的误差，在没有电流通过电源的情况下测量它的路端电压，极大地提高了精确度和灵敏度。

4. 电位差计测量电源的电动势

用十一线电位差计测电动势方法： 　　（1）连接好电路。 　　（2）测量电源电动势 。 　　粗调：接通电源E，K2倒向“1”，估算lS大约应取的长度，将“C”插入适当的插孔。 中调：适当改变C、D位置，到G的指针基本不偏转为止。 　　（该步骤采用先找到G的指针向相反方向偏转的两个状态，然后用逐渐逼近的方法可以 迅速找到平衡点。） 微调：使保护开关电阻的取值为零，微调触点D的位置，调至完全平衡，记录lS的长度。 　　（3）K2倒向“2 ”，用相同的步骤测出lX 。 　　（4）计算EX的值 。 　　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。

5. 电位差计测量电动势总结

【1】这是为了直接从电位差计读出电动势Ex或电压U,其实自是校准电位差计内部电压降,使之与外旋钮标值电压一致 。

【2】电位差计原理：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。

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