用补偿法测量电流电压和电阻

实验3-3 用补偿法测量电压、电流和电阻 电位差计是精密测量中应用最广的仪器之一，不但用来精确测量电动势、电压、电流和电阻等，还可用来校准精密电表和直流电桥等直读式仪表，在非电参量（如温度、压力、位移和速度等）的电测法中也占有重要地位。 【实验目的】 1. 掌握补偿法原理，了解其优缺点。 2. 掌握 UJ-31型直流电位差计的原理、构造及使用方法。 3. 学会用UJ-31型电位差计来校准微安表及测量其内阻。 【仪器用具】 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】 电压的测量一般用伏特表来完成。由于电压表并联在测量电路中，电压表有分流作用，会对原电路两端的电压产生影响，测量到的电压并不是原电路的电压。用电压表测量电源电动势时，由于电压表的引入，电源内部将有电流，而电源一般有内阻，内阻将有电压降，从而电压表读数是电源的端电压，它小于电源的电动势。由此可知，要测量电动势，必须让它无电流输出。 补偿法是电磁测量中一种常用的精密测量方法，它可以精确地测量电动势、电位差和低电阻，是学生会必须掌握的方法之一。 滑线式电位差计、UJ-31型电位差计或学生型电位差计UJ-36等都是根据补偿法原理而设计的仪器。补偿的电路原理图如图 3-3-1所示。 由 Ea、K、限R和 R组成的回路称工作回路；由 Es或 Ex与检流计G组成测量支路，与R仪器组成测量回路。在 Ea>Es, Ea>Ex时，选择适当的限R，调节 R的滑点，可使检流计G中无电流流过。此时有SACEV。在限R不变的情况下，降 Es换成 Ex，再调节 R，若调节到 C`位置 使 检 流 计无 电流 流 过 ，则xACEV。因此，有 xSACACACACACACEERRVRIVRI''' 即：SACACxERRE' (3-3-1) 测量支路中无电流流过，那么 Es或 Ex就是它们的电动势，由此可知电压补偿法测量电动势或电位差时比一般电表法更为准确。由图 3-3-1可知，用补偿法测电动势时，需一个标准电池（标准电动势）作为标准比较。标准电池的电动势比较稳定，精度比较高。图中限R起调节工作电流的作用，工作电流越大，分压电阻 R上单位电阻上的电压降越大；工作电流越小，分压电阻上单位电阻上的电压降越小，表示测量精度越高。检流计 G灵敏度越高，测量精度越高。 下面介绍两种常用的电位差计的基本原理。 一、线式电位差计基本原理 如图 3-3-2 所示，按通 K1 后，有电流 I 通过电阻...