电位差计的原理与使用(电位差计的原理与使用数

1. 电位差计的原理与使用数据处理

1.补偿原理：

        电位差计的测量原理实质：用它自己的输出电压和待测电压比较大小，故称为“电位差计”。如下图所示，设Ex是待测电动势或未知电压，E0是电压可调的电源，电表G是高灵敏度的检流计，Ex和E0通过检流计并联在一起。接通电路后调节E0的大小，当Ex=E0时，检流计将不偏转，即电路中没有电流，两个电源的电动势大小相等，称为“补偿”，若已知补偿状态下E0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。电位差计就是应用补偿法原理设计的精密仪器。

2.UJ33a型直流携带式电位差计的工作原理：

        如下图所示，UJ33a型直流携带式电位差计的内部电路主要由三个电路组成。

（1）工作电路：工作电路是由内置电压E、工作电流调节电阻Rp、内置标准电阻RN、补偿电阻Rk组成的串联回路，它实际上就是一个限流回路，作用是提供工作电流Ip。

（2）电流校准回路：由内置标准电池EN、标准电阻RN和检流计G组成，作用是校准工作电流，使其保持一个固定的值。当K2开关接通“标准”端时，调节Rp使检流计回零，此时满足RNIp=EN，亦即工作电流为

（3）测量回路：由补偿电阻Rk、待测电动势或电压Ex和检流计G组成，它实际上是分压电路，作用是输出一个电压去补偿未知电压或电动势。

     当Ex接入未知端时，将K2接通“未知”端，调节补偿电阻Rk的滑动端C，使检流计指零，此时满足Ex=RkIp，由于工作电流IP是一定的，可将补偿电阻Rk的不同取值标定成相应的输出电压值。UJ33a型直流电位差计就是按Ip=10mA标定的，所以我们可以从电位差计读取到它输出的电压。在测量档位达到补偿状态时，这个电压值就是Ex。

2. 电位差计的基本原理

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。

3. 电位差计的原理与使用数据处理方法

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。

4. 电位差计的原理和使用实验数据处理

电位差计的工作原理是根据电压补偿法，先使标准电池En与测量电路中的精密电阻Rn的两端电势差Ust相比较，再使被测电势差（或电压）Ex与准确可变的电势差Ux相比较，通过检流计G两次指零来获得测量结果。

电压补偿原理也可从电势差计的“校准”和“测量”两个步骤中理解。

校准：将K2打向“标准”位置，检流计和校准电路联接，Rn取一预定值，其大小由标准电池ES的电动势确定；把K1合上，调节RP，使检流计G指零，即En=IRn，此时测量电路的工作电流已调好为I=En/Rn。校准工作电流的目的：使测量电路中的Rx流过一个已知的标准电流Io，以保证Rx电阻盘上的电压示值（刻度值）与其（精密电阻Rx上的）实际电压值相一致。

测量：将K2打向“未知”位置，检流计和被测电路联接，保持Io不变（即RP不变），K1合上，调节Rx，使检流计G指零，即有Ex=Ux=IoRx。

5. 电位差计的原理及应用

电位差计测量电动势的特点是：测量方便 ，准确度高 ，测量范围广。

6. 电位差计的原理与使用数据处理技术

1.

电位差计电源电压不对,或者极性反了

2.

标准电池或基准电势坏了,或者正负极性反了

3.

连线不正确。

4.

线路中的电阻箱或可变电阻坏了

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