实验五 数字电位差计的校验

实验目的\r  

1．掌握数字电位差计的结构和工作原理。\r  2．掌握数字电位差计的基本校验方法。\r  3．掌握热电偶测温原理和冷端补偿原理。\r  

实验设备\r  

1．数字电位差计一台；\r  

2．FMUJ33b型直流电位差计一台（标准电位差计）；\r  3．室温计一只。\r  \r  

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图5-1 数字电位差计校验原理图

热电偶工作原理\r  

热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路，当两端存在温度梯度时，回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在电动势——热电动势，这就是所谓的塞贝克效应(Seebeck\r  effect)。两种不同成份的均质导体为热电极，温度较高的一端为工作端，温度较低的一端为自由端，自由端通常处于某个恒定的温度下。根据热电动势与温度的函数关系，制成热电偶分度表；分度表是自由端温度在0℃时的条件下得到的，不同的热电偶具有不同的分度表。\r  

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电位差计工作原理\r  

电位差计是根据平衡法（也称补偿法、零值法）将被测电势与已知的标准电势进行比较而工作的。当两者的差值为零时，被测电势就等于已知的标准电势。最简单的手动电位差计原理线路图如图5-­‐2所示：\r  \r  \r  \r  \r  \r  \r  

图5-2 电位差计基本原理图

图中滑线电阻R用线性度很高的锰铜线绕制，其大小为已知。通过它的电流是给定的（I的大小可通过调节Rj使电流表指在给定值上），所以R上的每一部分电压降都是已知的。G为检流计，它是灵敏度很高的电流计。当测量未知电势时，只需要把它接入电路中，然后移动滑动触点C的位置，直至检流计指零为止，即Ex与RCB上的电压降相等，则得：\r  

Ex=UCB=IRCB\r  

式中\r  \r  \r  Ex——被测电势；\r  \r  \r  \r  

\r  \r  \r  

UCB——C点与B点间的电位差；\r  I——通过滑县电阻的工作电流；\r  RCB——C点与B点间滑线电阻阻值；\r  

这样滑动触点C的位置就代表了Ex的大小，从而达到了对未知电势测量的目的。数字电位差计可与热电偶配用测量温度。\r  

实验方法及步骤：\r  （一）准备工作\r  

1．首先对仪表设备进行初步的观察，并记录：\r  

数字电位差计的型号 量程 精度

配套热电偶的分度号 室温 ℃ 室温对应的毫伏数

2．按校验原理图接线、通电。\r  3．标定标准电位差计的工作电流。\r  

①准备：打开电源开关，将倍率开关K1由“断”旋到所需档位；将功能开关K3旋到“测量”；旋动调零电位器，使检流计指针初步指零；令仪器通电预热5分钟。

②校准：将检流计精细调零；将扳件开关K2推向“标准”；旋动工作电流调节旋钮“粗”“细”，使检流计指零。 （二）确定校验点的电势\r  

1．确定被校验温度点为（100℃、200℃、300℃、400℃、500℃、600℃）。\r  2．打开电源开关，将数字电位差计信号输入端短接，读出指示的温度t0。\r  1.数字电位差计输入端短路，数字电位差计指示什么温度？为什么？

2.简述热电偶冷端温度补偿原理。

3．由室温计（水银温度计）上读出标准室温t0，从《测量仪表及自动化》教材上P117页查附表1-­‐3热电偶分度表E（t0，0）的毫伏数。\r  

E(t0，0)= \r  

4．计算各被校温度点应送入的理论毫伏数，填入数据表格5-­‐2。\r  \r  \r  \r  \r  E(t，t0)=\r  E(t，0)\r  –\r  E\r  (t0，0)\r  （三）正式校验\r  

按上、下行要求，用标准电位差计依次给数字电位差计输入一定的毫伏数，\r  使数字电位差计依次指示在各被校温度点上，并记录实际输入的毫伏数，\r  填入下列实验数据表格。\r  

\r  \r  \r  \r  具体操作如下：标准电位计工作电流校准完成后，将K3旋到“输出”，将K2扳向“未知”，未知接线柱上便输出一个标准的毫伏信号，其大小等于倍率与3个读数盘示值之和的乘积。\r   \r  \r  

3.如何利用该标准电位差计测量未知电势？

实验数据表格：\r  

数字电位差计的编号___________ 校验日期_______年_____月_____日

表5-1数字电位差计校验数据表

序号\r  1\r  2\r  3\r  4\r  5\r  6\r  结论\r  \r  \r  

理论输入\r  \r  \r  \r  \r  \r  \r  \r  

\r  \r  \r  \r  \r  \r  \r  

实际输入（mv）\r  上行\r  \r  \r  \r  \r  \r  \r  

下行\r  \r  \r  \r  \r  \r  \r  

\r  

绝对误差(mv)\r  上行\r  \r  \r  \r  \r  \r  \r  

下行\r  \r  \r  \r  \r  \r  \r  

引用误差\r  %\r  \r  \r  \r  \r  \r  \r  

回差\r  %\r  \r  \r  \r  \r  \r  \r  

实验报告要求\r  •

以实验报告模板为基本格式，上交电子版实验报告。实验报告文件名为：实验名称+班级+姓名+学号最后两位。例：实验一\r  弹簧管压力表校验实验+储运09-­‐2+卢智博+18。\r  • • • •

逐一详细回答实验讲义当中的问题（用红色黑体字列出答案，重点）。\r  在数据表格之后，以一组数据为例列出各项误差计算公式（详细）。\r  明确给出实验结论，并进行分析（重点）。\r  写出实验心得。\r  

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