UJ-25型电位差计;可直接用来测量直流电势,当配用标准电阻时,还可以测量直流电流、电阻以及校验功率表。以下介绍电位差计测定电动势的原理和方法。
电位差计作用原理电位差计根据对消法原理,使被测电动势与标准电动势相比较,其基本原理线路如图23所示。
在线路图中,是标准电池,它的电动势是已经精确知道的。Ex为被测电动势,G是灵敏检流计,用来做示零仪表。RN为标准电池的补偿电阻,其大小是根据工作电流来选择的。R是被测电动势的补偿电阻,它由已经知道电阻值的各进位盘组成,由此,通过它可以调节不同的电阻数值使其电位降与Ex相对消。r是调节工作电流的变阻器,B是作为电源用的工作电池,K为转换开关。
下面以图23说明对未知电动势Ex的测量过程:
先将开关K合在1的位置上,然后调节r,使检流计G指示到零点,这时有下列关系:
式中:I流过RH和R上的电流,称为电位差计的工作电流;E,是标准电池的电动势。由上式可得
工作电流调好后,将转换开关K合至2的位置上,同时移动滑线电阻A,再次使检流计G指到零,此时滑动触头A在可调电阻R上的电阻值设为Rk,则有:
因为此时的工作电流I就是前面所调节的数值,因此有:
所以当标准电池电动势Es和标准电池电动势的补偿电阻RN的数值确定时,只要正确读出Rx的值,就能测出未知电动势Ex。
电位差计线路分析在“电池’’B两个端钮间为电位差计工作电流回路(见图23和24),它由下列各部分组成:
1、第I测量十进盘为18个1000Ω的电阻组成,其中第五个电阻是由1个999Ω和温度补偿B的十进盘10个0.1Ω电阻串联而成,第十六个电阻则由1个18Ω、1个810Ω及温度补偿A的十进盘10个1Ω电阻串联而成。:
2.第Ⅱ测量十进盘为11个100Ω电阻组成。
3.第Ⅲ测量十进盘为10个10Ω电阻组成,另有10个10Ω电阻为其替代盘。
4.第Ⅳ测量十进盘为10个1Ω电阻组成,另有10个lΩ电阻为其替代盘。
5.第V、Ⅵ测量十进盘是第Ⅱ测量十进盘的分路十进盘,分别由10个lΩ及10个0.1Ω电阻(有10个0.1Ω为替代盘)组成。它与1个889Ω电阻串联后,并联在第Ⅱ测量十进盘的一个100Ω电阻上。
以上五个部分相当于图23中的R与RN,为工作电池回路。
6.工作电池回路中的电流由调节电阻(分粗、中、细、微四挡)来调节,使其达到电流为0.000lA。调节电阻是由三个十七挡进位盘(粗:17×240Ω,中:17×14.5Ω,细:17×1Ω)一个二十一挡进位盘(微:21×0.05Ω)组成。相当于图23中的r。
若工作电池电动势为2V,要使电流为0.000lA,则必须使回路电阻值为20000Ω,这可以依次调节电阻粗、中、细、微到部值800Ω,加上6个测量十进盘的阻值19200Ω共计20000Ω。这样就达到电流为0.0001A。
在“标准”ES二端钮间为标准电池回路(如图23所示),标准电池电动势的补偿电阻包括下列电阻。
1.第I测量十进盘从5—15的10个1000Ω电阻和1个180Ω电阻共10180Ω。
2.温度补偿十进盘A、B分别由10个1Ω和10个0.1Ω电阻组成。
当标准电池的电动势在一定室温下为1.01863V,要使检流计中没有电流通过,必须使标准电池回路与工作电池回路电流相等(方向相反),检流计两端电压相等。可以通过调节,回路中电阻值为10186.3Ω(电流0.000lA),即把A盘放在“6”,B盘放在“3”的位置上(总电阻就是10000+108+6+0.3=10186.3Ω,这样就达到对消的目的。
在测量未知电动势时,把开关由标准推向未知,由于工作‘电流固定为0.000lA,放在未知回路中的每只电,阻上的电压降为:第I测量十进盘为1000Ω×0.000lA=0.1A。同理:第II测量盘为10.2V,第Ⅲ盘为10.3V,第Ⅳ盘为10-4V。第V、Ⅵ测量盘为第Ⅱ测量盘的分路,电流为其1/10(0.00001A),所以V号测量盘上海只电阻的电压降为10.5V,Ⅵ号测量盘则为10-6V。
电位差计测量电动势的方法如图25所示,在UJ-25型电位差计面板上方有十三个端钮,供接“电池”、“标准电池”、“电计”、“未知”、“泄漏屏敝”、“静电屏蔽’’之用。左下方有“标准”、“未知”、“断”转换开关和“粗”、“中”、“细’’三个电计按钮。右下方有“粗”、“中”、“细”、“微”四个工作电流调节按钮。在其上方是二个标准电池电动势温度补偿旋钮。面板左面六个大旋钮,其下部有一个小窗孔,被测电动势值由此示出。
使用UJ-25型电位差计测定电动势,可按图25线路联接,电位差计使用时都配用灵敏检流计和标准电池以及工作电源(低压稳压直流电源或二节一号干电池,亦可用蓄电池)。
UJ-25型电位差计测量电动势的范围为600V~0.000001V,但当测量高于1.011110V以上的电压时,须配以分压箱来提高测量上限。
现在说明测量1.911110V以下电压的方法:
1.在电位差计使用前,首先将“标准”、“未知”、“断”转换开关放在“断”位置,并将左下方三个电计按钮全部松开,然后将电池电源、被测电动势和标准电池按正负极接在相应端钮上,并接上检流计。
2.调节标准电池电动势温度补偿旋钮,使其读数值与标准电池的电动势值一致。注意,
标准电池的电动势值受温度的影响发生变动,调节前应根据有关公式计算其在相应温度下的准确值(参见仪器设备九)。
3.将“标准”、“未知”转换开关放在“标准”位置上,按下“粗”按钮,调节工作电流,使检流计示零,然后再按下‘‘细’’按钮,再调节工作电流,使检流计示零。此时电位差计的工作电流调整完毕,接着可以进行来知电动势的测量。
4.松开全部按钮,半转换开关放在“未知”的位置上,调节各测量十进盘,首先在“粗”按钮
按下时使检流计示零,然后细调至检流计示零。
5.六个大旋钮下方小孔示数的总和即是被测电池的电动势值。
注意事项
1.在测量过程中若出现检流计受到冲击时,应迅速按下“短路”按钮,以保护灵敏检流计。
2.在测量过程中应经常校核工作电流是否正确。
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