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1、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/E
2、x与G组成测量支路，与R组成 测量回路。EaEs, EaEx时，选择适当的R限，调节R的滑点，使G中无电流。 此时UAC二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，UAC=Exo 因此，有，IRAC二UAC二Es，IRAC=UAC=Ex，RAC/RAC二ES/EXEX二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量回路组成测直流低电位差，量程为17mv和170mv由工作
3、回路、校准回路、测(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100Q。2) UJ-31 的校准(1) 将UJ-31上的操作开关K2
4、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。按下电键”粗“按钮，调节工作电流调节电阻Rpl(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 10.00
5、00mA。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)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/RuA的出微安表的内阻RuAo(5)依次将微安
6、表电流调至100uA、80uA、60uA、40uA、20uA， 校准微安表。实验数据】微安表读数/uAU未知1/VU未知2/V实际电流/uA差值内阻/Q1001.00470*1021.48876*101100.470-0.4701481.8080& 1540*1031.20785*10181.540-1.5401481.29606.0372*103& 9470*10260.3720.3721481.98404.1350*1036.0810*10241.350-1.3501470.622011.9428*1032.8328*10219.4280.5721465.26平均=1476.19数据处理】
7、内阻的标准差为UR二J丄(Un U)2=7.77Q51 n=1所以，内阻为 R= (1476.197.77)Q误差率二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）3Es （20）为20C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
补偿法测电压、电流、电阻
