電勢差計的使用

1、一、實驗名稱電勢差計的使用二、實驗目的1）掌握電勢差計的工作原理和結構特點:2） 了解溫差電偶測溫的原理和方法；3）學會電勢差計的使用。三、實驗原理（基本原理概述、重要公式、簡要推導過程、重要圖形等；要求用自己的語言概括與總結，不可照抄教材）1 .電位差計的補償原理圖1測里電源電動勢的原理圖圖2剜里電動勢的補償電路如圖所示，一般采用電壓表并聯(lián)的方 式來測量電動勢：V=Ev-/r只有 當I等于零時，所測電壓才為電源電 動勢。故采取第二種方式，E0可調(diào), 調(diào)節(jié)E0的大小使得檢流計為零則：E產(chǎn)紇2 .實際電位差計的工作原理首先使工作電流標準化，即根據(jù)標準電池的電動勢調(diào)行工作電流I。將開關K2合在S位

2、置，調(diào) 節(jié)可變電阻，使得檢流計指針指零。這時工作電流I在段的電壓降等于標準電池的電動勢，即:Es=IRs再將開關K2合向X位置，調(diào)節(jié)電阻Rx,再次使檢流計指針指零，此時有：Ev=IRx這里的電流I就是前面經(jīng)過標準化的工作電流。也 就是說，在電流標準化的基礎上，在電阻為Rx的 位置上可以直接標出與對應的電動勢（電壓）值，這 樣就可以直接進行電動勢（電壓）的讀數(shù)測量。3如圖所示的溫差電偶，把兩種不同的金屬或 不同成分的合金兩端彼此焊接成一閉合回路，一般有：E = c(z-/O) 測量時，使電偶的冷端溫度to保持恒定(通常保持在冰點)。另一端與待測物體相接觸，再用 電位差計測出熱電偶回路中的溫差電動

3、勢，如下圖所示。只要該電偶的電動勢與溫差間的關 系事先標定好，就可以求出待測溫度，或者根據(jù)有關的溫差電偶分度表查出相應的溫度。四、實驗內(nèi)容和步驟(要求用自己的語言概括與總結，不可照抄教材)測銅-康銅熱電偶的溫差系數(shù)按圖接好電路，根據(jù)室溫求出標準電池電動勢的數(shù)值，公式為：E(V)=E2o-4xlO-5(r-2O)-lO-*(r-20)2按電勢差計的使用方法調(diào)行好電勢差計，并注意線路中極性不可接反，注意標準電池的接入，正 接正，負接負，嚴防兩極短路：(2)加熱杯中的液體，至一定溫度后停止加熱，在讀出水銀溫度計讀數(shù)的同時用電勢差計測出溫 差電動勢的大小。在液體冷卻過程中，高溫端溫度每降低5,測量一次

4、溫差電動勢，測8組 以上數(shù)據(jù)(3)參照數(shù)據(jù)表格，記錄測量的數(shù)據(jù)。用逐差法、最小二乘法求溫差系數(shù)C o五、數(shù)據(jù)記錄1 .實驗儀器(記錄實驗中所用儀器的名稱、型號、精度等級等參數(shù))電位差計、標準電池、光點檢流計、穩(wěn)壓電源、溫差電偶、冰筒、水銀溫度計、燒杯等 實驗中使用飽和標準電池的E20=1.0186V2 .原始數(shù)據(jù)記錄（原始數(shù)據(jù)表格只需要畫出與數(shù)據(jù)記錄有關的部分,禁止用鉛筆 記錄數(shù)據(jù)，偽造、抄襲數(shù)據(jù)按作弊處理，該實驗計零分）標準電池溫度216C數(shù)據(jù)記錄如下：90.0 3.6620 mV85.0 3.4582 mV80.0 3.2550 mV75.0 3.0516 mV70.0 2.8269 mV

5、65OC 2.6440 mV60.0 2.4396 mV55.0 2.2405 mV六、實驗數(shù)據(jù)整理及數(shù)據(jù)處理（需畫表格，重新將原始數(shù)據(jù)整理、誓寫一遍, 在原始數(shù)據(jù)記錄項中直接進行數(shù)據(jù)處理的視為無效。要求表格清晰完整,有效數(shù)字 位數(shù)正確，符號、單位清楚，寫出必要的過程，運算過程規(guī)范,結果表達式正確） 1）測量標準電池溫度并計算其電動勢標準電池在21.6 時，算得其電動勢Es= 1.0185 V.2）測量溫差電偶在不同溫差下的電動勢并計算其溫差系數(shù) 表格1數(shù)據(jù)處理溫差電偶低溫端t/c0溫差電偶高溫端t/c90.085.080.075.070.065.060.055.0溫差（Lt0）/C90.08

6、5.080.075.070.065.060.055.0溫差電動勢Ex/ mV3.66203.45823.25503.05162.82692.64402.43962.2405G =（紇）,-（紇）+4 /（6 v /5 x 4）0.041750.040710.040770.04055銅-康銅絲電偶的溫差系數(shù)C/ （mV / 'C） =0.04095七、分析討論：回答教材課后思考題實驗中遇到的問題（故障、差錯）及處 理辦法，結果如何？實驗后對實驗原理和方法的新認識對實驗誤差和標準不確 定度來源的探討及減小的辦法實驗的獨特見解；是否可通過其他途徑達到同樣的 實驗目的和結果需要商榷的問題及對本

7、實驗的建議等。實驗電路及步驟1,課后思考題（1）怎樣用電勢差計校正亳伏表?請畫出實驗線路和擬出實驗步臊. 設被校電壓表示值為U,實際電壓降為U0,電勢差計讀數(shù)為 US,則U0 = US,電壓表的指示值U與實際值U0之間的絕對 誤差為4U = U - U0；用電勢差計對被校電壓表在不同示值下進行校準，得一組 U ；作圖線U-U （用折線聯(lián)結相鄰兩點）即校準曲線（修正曲 線）。利用修正曲線可以對該被校表的測量值進行修正。如果用被 校表測量某一電壓所得示值為Ux,可在修正曲線上找出對應于圖1問題一Ux的誤差4U X,則經(jīng)修正而得測量結果為：UOx = Ux - Ux（2）怎樣用電勢差計測量電阻?請畫出實驗線路.圖2問題2將a、b與c、d分別接入電位差計的未知1和未知2則待 測電阻阻值Rx=ROx（Ul/U2）（其中，R0為已知電阻，UI、U2為電位差計未知1、未知2 的示數(shù)2,總結：誤差分析：1,熱電偶插入被測介質(zhì)后，由于本身具有熱惰性，因此不能立即指 示出被測氣流的溫度，只有當測量端吸、放熱達到動態(tài)平衡后才達到穩(wěn)定的示值。造成系統(tǒng)誤差。 2控溫試驗儀溫度已達到設定溫度，但電