fb325新型十一线电位差计原理

用新型十一线电位差计测量电动势

电位差计是通过与标准电势源（一般为饱和型或不饱和型标准电池）的电压进行比较来测定未知电动势的仪器。由于电路设计中采用补偿法原理，使被测电路在实际测量时通过的电流为零，从而可以达到非常高的测量准确度。电位差计被广泛地应用在计量和其它精密测量中。虽然随着科学技术的进步，高内阻、高灵敏度的仪表的不断出现，在许多测量场合都可以由新型仪表逐步取代电位差计的作用，但电位差计这一典型的物理实验仪器，采用的补偿法原理是一种十分可贵的实验方法和手段。它不仅在历史上有着十分重要的意义，至今仍然是值得借鉴的好方法。325FB 新型十一线电位差计是在传统的板式十一线电位差计基础上加以改进的实验仪器，它具有体积小、直观、实验原理清楚、不容易损坏等特点，而322FB 电位差计实验仪是325FB 新型十一线电位差计的配套仪器，它提供有十一线电位差计工作所需的工作电源、标准电动势、检流计及待测电动势（二种），也可以配用于传统的板式十一线电位差计，设计合理、紧凑并使用方便。

实验目的

1. 学习“补偿法” 在实验中的应用。

2. 掌握电位差计的工作原理及其进行测量的基本方法。

3. 学习对实验电路参数的估算及校准的方法。

实验仪器

322FB 电位差计实验仪、325FB 型新型十一线电位差计。

实验原理

1.补偿法原理 ：

补偿法是一种准确测量电动势（电压）的有效方法。如图1所

示，设0E 为一连续可调的标准电源电动势（电压），而X E 为待测

电动势，调节0E 使检流计G 示零（即回路电流0=I ），则

0E E X = 。

上述过程的实质是，不断地用已知标准电动势（电压）与待测的电动势（电压）进行比较，当检流计指示电路中的电流

为零时，电路达到平衡补偿状态，此时被测电动势与标准电动势

相等，这种方法称为补偿法 。这和用一把标准的米尺来与被测物体（长度）进行比较，测出其长度的基本思想一样。但其比较判别的手段有所不同，补偿法用示值为零来判定 。 但电动势连续可调的标准电源很难找到，那么怎样才能简单地获得连续可调的标准电动势（电压）呢？简单的设想是：让一阻值连续可调的标准电阻上

流过一恒定的工作电流，则该电阻两端的电压便可作为连续可

调的标准电动势。

2．电位差计原理 ：

电位差计就是一种根据补偿法思想设计的测量电动势（电

压）的仪器。

图2是一种直流电位差计的原理简图。它由三个基本回路

构成：①工作电流调节回路，由工作电源E 、限流电阻P R 、标

准电阻N R 和X R 组成；②校准回路，由标准电池N E 、平衡指

① ② ③

电位差计的原理和使用数据处理

用分压箱。分压箱具有标准的分压系数，如X10X20X50X100等。将被校准的电压表接到标准电压源，分压箱也接到标准电压源。电位差计接到分压箱的输出端。电位差计测得的数据乘以分压箱倍率就是标准值。要注意分压箱的耐压。这种方法要求电位差计和分压箱的精度等级要比电压表高2个等级。否则要引入误差，或作修正。

如果你有高精密电阻，如0.01%级的BZ3，也可以自己搭建。一般的电阻是不能用的，会失准。

用这种方法现在比较少了。现在一般是用标准的电压源或者更高等级的电压表校准。

电位计原理位移传感器在接线前应先仔细查看传感器外壳上标示的线路图，并按照标示线路图接线。1#线接电源正极，3#线接电源负极，2#线接信号输入，另有一条较粗的线为地线。

基于滑动电位计设计的直线位移传感器是位移传感器中结构最简单、原理最简单的高精度位移测量用电子元器件。传感器是绝对位置测量型位移传感器，输出的是绝对值，而不是需经再放大处理的比例信号，产品内部没有过多的电子元器件，所以此类产品的故障率极低，人为因素是导致传感器损坏的主要因素。因用户不正确接线导致直线位移传感器损毁的故障在返厂检修品种最为常见。

直线位移传感器又被称为电子尺、电阻尺，主要是用于注塑机、压铸机、橡胶机等工业设备自动化测量控制系统，在汽车、机械手、机器人、娱乐设施、工程设备、医疗设备及科研实验设备中也有着较为广泛的应用，是目前位移传感器行业最主要的经典产品。直线位移传感器的内部构造类似于滑动变阻器，在使用中也常用作分压电位器使用。传感器主要由滑动电刷、碳膜基板、合金外壳及其他附件组成，被测设备移动部件通过连接装置与传感器的拉杆或者滑块连接，带动滑动电刷在碳膜基板上往复运动，输出直流电压信号，将位移、尺寸等物理量转换为容易计量的电信号。

传感器引出线共有三条线，分别是电源正、电源负与信号输出线。除电源正与电源负两条线可以调换外（调换后传感器输出逻辑方向改变），信号输出线只能与控制系统信号线端子连接。如果错将电源线接入传感器信号线，将出现测量数据误差变大，控制效果很差的现象，既有可能出现数字跳动的问题。如果传感器拉杆处于最里端或者最外端（接入电路部分的碳膜基板阻值为0），直线位移传感器将瞬间损毁。所以直线位移传感器在接线前应先仔细查看传感器外壳上标示的线路图，并按照标示线路图接线。通常情况下米朗系列直线位移传感器是棕色线接电源正极，蓝色线接电源负极，黑色线接信号输出，另有一条较粗的线为屏蔽线，是用来接地。用户在不确定如何接线才是正确时，应及时与生产厂家工作人员联系，在厂家的指导下安装使用，避免因错误接线造成更大的损失。