电位差计的误差分析报告

电位差计误差分析电位差计误差分析【摘要】电位差计是利用补偿原理和比较法精确测量直流电位差或电源电动势的常用仪器，它准确度高、使用方便，测量结果稳定可靠，但即使如此，当我们进行电位差计实验时，仍要面临不同的误差困扰，这种情况下尤为重要，便是既能避免过多的误差困扰又不至于得到的实验结果偏差过大。

【实验目的】1.学习补偿原理和比较测量法；2.牢固掌握基本电学仪器的使用方法，进一步规范实验操作；3.熟悉仪器误差处理和不确定度的估算。

【实验原理】1.补偿原理电源的电动势在理论上等于电源内部没有净电流通过时两极件的电压。

如果直接用电压表测量电源电动势，其实测量的是端电压，并非电动势。

因为电源有内阻0r，若将电压表直接并联到电源两端，一定会有电流I 通过电源的内部，电源内部不可避免地存在电位降Ir ，因而电压表的指示值只是电源的端电压（0Ir E U -=）的大小。

显然，为了能够准确的测量电源的电动势，必须使通过电源的电流I 为零。

此时，电源的端电压U 才等于其电动势E 。

••如右图所示，把电动势分别为sE 、xE 和检流计G 联成闭合回路。

当s E <x E 时，电流方向如图所示，检流计指针偏向一边。

当s E >x E时，电流方向与图示方向相反，检流计指针偏向另一边。

只有当s E =xE 时，回路中才没有电流，此时0=i ，检流计指针不偏转，我们称这两个电动势处于补偿状态。

反过来说，若0=i ，则s E =xE ,这种方法称为零示法。

2.电位差计的工作原理如图，由补偿原理可知，可以通过测定abV 来确定xE ，接下来便是如何精测量abV ，在此通过比较测量法。

把xE 接入abR 的抽头，当抽头滑至位置ab 时，G中无电流通过，则ab x R I E ⋅=,其中电流I 是干路电流；再把一电动势已知的标准电池NE 接入电路中，当抽头滑动至位置cd 时，G 再次为0，则cd N R I E ⋅=，于是Ncdabx E R R E =这种方法是通过电阻的比较来获得的待测电压与标准电池电动势的比值关系。

电位差计校准电流表3、电位差计的标准要想使回路的工作电流等于设计时规定的标准值I O ，必须对电位差计进行校准。

方法如图所示。

E S 是已知的标准电动势，根据它的大小，取cd 间电阻为R cd ，使R cd =E S /I O ，将开关K 倒向E S ，调节R 使检流计指针无偏转，电路达到补偿，这时I O 满足关系I O = E S /R cd ，由于已知的E S 、R cd 都相当准确，所以I O 就被精确地校准到标准值，要注意测量时R 不可再调，否则工作电流不再等于I O 。

4﹑电流表的校准校正电流表的电路如图5-20-4所示，图中毫安表为被校准电流表，R 为限流器，s R 为标准电阻，有４个接头，上面两个是电流接头，接电流表，下面两个是电压接头，接电位差计。

电位差计可测出s R 上的电压s U ，则流过sR ERabcdEsExK图5-20-4 电位差计校正电流表电路中电流的实际值为s s R U I /0=在毫安表上读出电流指示值I ，与0I 进行比较，其差值0I I I -=∆称为电流表指示值的绝对误差。

找出所测值中的最大绝对误差m I ∆，按式（0-0-1）确定电流表级别。

%100⨯∆=量限mI a （0-0-1） 电路实物图:五、实验内容及步骤 1、校准学生式电位差计使用电位差计之前，先要进行校准，使电流达到规定值。

先放好R A 、R B 和R C ，使其电压刻度等于标准电池电动势，取掉检流计上短路线，用所附导线将K 1、K 2、K 3、G 、R 、R b 和电位差计等各相应端钮间按原理线路图进行连接，经反复检查无误后，接入工作电源E ，标准电池E S 和待测电动势E X ，R b 先取电阻箱的最大值，（使用时如果检流计不稳定，可将其值调小，直到检流计稳定为止），合上K 1、K 3，将K 2推向E S （间歇使用），并同时调节R ，使检流计无偏转（指零），为了增加检流计灵敏度，应逐步减少R b ，如此反复开、合K 2 ，确认检流计中无电流流过时，则I O 已达到规定值。

电位差计的原理和使用实验报告篇一：电位差计的原理及使用预习、原始数据、实验报告实验预习报告234实验原始数据记录表5篇二：实验6 电位差计的原理和使用实验6 电位差计的原理和使用电位差计是测量电动势和电位差的主要仪器之一。

用电位差计测量未知电动势，就是将未知电压与电位差计上的已知电压相比较。

由于应用了补偿原理和比较测量实验方法，测量的结果仅仅依赖于准确度极高的标准电池、标准电阻以及高灵敏度的检流计，测量精度可高达0．05％。

它不仅被用来精确地测量电动势、电压、电流和电阻，而且还用来测量电量,如温度、压力、位移和速度等。

在校准电表和直流电桥等直读式仪表上也有重要作用。

电位差计的优点很多，但也有一些缺点，如测量过程比较烦琐，工作时间比较长，工作电流容易变化，易影响测量结果，因此每次使用都采用校准和测量两个步骤。

实验目的1. 掌握电位差计的工作原理、结构、特点和操作方法；2. 掌握用箱式电位差计测量电动势或电压的基本方法。

预习检测题1. 用电位差计测量电动势有何优缺点？并与电压表的测量进行比较并说明。

2. 什么叫补偿法？它有何优点？3. 在使用电位差计进行测量前，必须先对电位差计进行校准，为什么？实验仪器十一线电位差计；标准电池；1#电池；检流计；箱式电位差计；稳压电源。

实验原理一、补偿原理用电压表无法测量电源的电动势。

如图所示的电路中，电压表所测的是电源的端图电压u。

仅在I=0时，端电压u才等于电动势Ex，但只要电压表与电源一并联接，I就不可能为零，故欲测电源电动势，应采用其它的方法。

电位差计是将待测电动势与标准电动势进行比较测量的仪器。

它的基本原理如图所示。

设E0为一连续可调的标准电源电动势，而EX为待测电动势。

若调节E0，使流过检流计G中电流为零（即回路中电流I=0），则E0=EX。

上述过程的实质是，不断地用已知的标准电动势E0与EX比较，直到检流计指示电路中电流为零时，说明二者已相等。

电路呈这种状态，称为补偿状态。

电位差计校准实验报告电位差计校准实验报告引言：电位差计是一种常用的测量仪器，广泛应用于科学研究和工程实践中。

然而，由于仪器的使用频繁以及长期使用后的老化等原因，电位差计的测量结果可能会出现偏差。

因此，为了确保测量结果的准确性，对电位差计进行定期校准是非常重要的。

本实验旨在通过校准电位差计，了解其工作原理，并探究校准过程中可能出现的误差来源。

一、实验目的本实验的主要目的是校准电位差计，确保其测量结果的准确性。

同时，通过实验，我们还可以深入了解电位差计的工作原理，并探究校准过程中可能出现的误差来源。

二、实验原理电位差计的工作原理基于电势差的测量。

电位差计由两个电极组成，分别浸入待测电势差的两个位置。

当电位差计连接到外部电路时，电流会从一个电极流向另一个电极，通过测量电流和电势差之间的关系，可以计算出待测电势差的数值。

三、实验步骤1. 准备工作：将电位差计连接到电路中，确保连接正确并稳定。

2. 初始校准：将电位差计置于零电位差位置，调整校准电位差的大小，使其指示为零。

3. 校准过程：将电位差计移至已知电势差的位置，记录电位差计的读数。

重复此步骤多次，取平均值作为校准结果。

4. 计算误差：将校准结果与已知电势差的数值进行比较，计算出校准过程中可能存在的误差。

四、实验结果与分析在实验过程中，我们校准了电位差计，并记录了多组数据。

通过计算，我们得出了校准结果，并与已知电势差进行了比较。

结果显示，校准结果与已知电势差非常接近，说明电位差计的测量结果较为准确。

然而，我们也发现了一些误差来源。

首先，由于电位差计的老化和使用频繁，仪器本身可能存在一定的漂移。

其次，由于外部环境的影响，如温度变化、电磁干扰等，也可能导致测量结果的误差。

因此，在实际应用中，我们需要注意这些误差来源，并采取相应的措施来减小误差。

五、实验总结通过本次实验，我们对电位差计的工作原理有了更深入的了解，并学会了如何校准电位差计。

实验结果表明，电位差计的测量结果较为准确，但仍存在一定的误差。

用电位差计测电动势实验报告篇一：十一线电位差计测电动势(实验报告)大学物理实验报告实验名称电位差计测量电动势实验日期实验人员【实验目的】1. 了解电位差计的结构，正确使用电位差计；2. 理解电位差计的工作原理——补偿原理；3. 掌握线式电位差计测量电池电动势的方法；4. 熟悉指针式检流计的使用方法。

【实验仪器】11线板式电位差计、检流计、标准电池、待测电池、稳压电源、单刀双掷开关、保护电路组【实验原理】电源的电动势在数值上等于电源内部没有净电流通过时两极件的电压。

如果直接用电压表测量电源电动势，其实测量结果是端电压，不是电动势。

因为将电压表并联到电源两端，就有电流I通过电源的内部。

由于电源有内阻r0，在电源内部不可避免地存在电位降Ir0，因而电压表的指示值只是电源的端电压（U=E-Ir0）的大小，它小于电动势。

显然，为了等于其电动势E。

1. 补偿原理?? 如图1所示，把电动势分别为ES 、EX和检流计G 联成闭合回路。

当ES EX时，检流计指针偏向另一边。

只有当ES = EX时，回路中才没有电流，此时I＝0 ，检流计指针不偏转，我们称这两个电动势处于补偿状态。

反过来说，若I＝0 ，则ES = EX。

能够准确的测量电源的电动势，必须使通过电源的电流I为零。

此时，电源的端电压U才图1 补偿电路2. 十一线电位差计的工作原理如图2所示，AB为一根粗细均匀的电阻丝共长11米，它与直流电源组成的回路称作工作回路，由它提供稳定的工作电流I0；由待测电源EX、检流计G、电阻丝CD构成的回路称为测量回路;由标准电源ES、检流计G、电阻丝CD 构成的回路称为定标（或校准）回路。

调节总电流I0的变化可以改变电阻丝AB单位长度上电位差U0的大小。

C、D为AB上的两个活动接触点，可以在电阻丝上移动，以便从AB上取适当的电位差来与测量支路上的电位差（或电动势补偿）。

—第 1 页共 3 页—图2 电位差计原理图1) 预设当直流电源接通，K2既不与ES接通、又不与EX接通时，流过AB的电流I0和CD两端的电压分别为I0?ER?RAB（1）UCD?UC?UD?检流计G。

课程名称：大学物理实验（一）实验名称：电位差计二、实验原理1.平衡补偿原理：图1 平衡补偿示意图如上图所示，设E x是待测电动势或未知电压，E s是电压可调的电源，电表G是高灵敏度的检流计，E x和E s通过检流计并联在一起。

接通电路后调节E s的大小，当E x=E s时，检流计将不偏转，即电路中没有电流，两个电源的电动势大小相等，称为“补偿”，若已知补偿状态下E s的大小，就可以确定E x。

2.电位差计原理图2 电位差计工作原理图图3 电位差计1)机械调零。

2)校准工作电流10mA。

K2接到“标准”，调节工作电流，使检流计无电流通过。

此时：U AB=E N，I F=E N / R N=10.0000mA。

3)测量标准电阻上面的电压。

K2接到“未知”，调节“补偿电压调节”，使检流计无电流通过，E X = U BC = IF R BC 。

4)算标准电阻上电流，用来测试电流表的精度。

3.电位差计接线图：图4 实验接线图4.测试电流表的精度：电位差计校准后相当于伏特表，测量出标准电阻的电压后，配合标准电阻的电阻值测出电流，与电流表示数比较，从而测试电流表的精度。

三、实验仪器1.一个UJ33a型电位差计图1 UJ33a型电位差计使用方法：a)接线：先确认电位差计的“K2”处于断开状态（垂直向上），然后将待测电压或电动势高的高电位接到电位差计“未知”端的“+”接线柱，低电位接到“-”接线柱。

b)开机：将“K3”选择到“输出”端，然后开启电位差计电源，电源开启后再将“K3”选择到“测量”端。

c)选择倍率：将“K1”从断的位置旋到所需的倍率（不同的倍率对应不同的量程）。

d)调零：用“调零”旋钮，令检流计回零。

e)校准工作电流：将“K2”扳到“标准”端，调节“工作电流调节”旋钮，令检流计回零，校准工作电流的步骤就完成了。

f)测量：电位差计的灵敏度很高，为了保护检流计，必须估算或用万用表粗测未知电动势或电压的大小，然后调节测量读数盘（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）到相应位置，确认输出和接入的电压相差不大，然后将“K2”扳到“未知”端，调节测量读数盘Ⅲ，令检流计回零，读出测量值（如果需要调节读数盘Ⅲ、Ⅲ，必须将“K2”断开防止损坏电位差计）。

自组电位差计及进一步误差分析基础物理实验研究性报告作者: 王翔宇1105XXXX2012-12-2网络共享版说明：本文是我大二写物理研究性报告时独立原创完成的，原理和误差分析比较详细，拿出来分享，希望对初学电学实验和电位差计的人有一点帮助。

水平有限，仅供参考。

北京航空航天大学基础物理实验研究性报告王翔宇1105XXXX目录1.摘要 (2)2.实验原理 (2)2.1补偿原理 (2)2.2比较测量法 (2)2.3工作电流标准化 (3)2.4跃接法和示零法 (3)3.实验目的 (3)4.实验仪器 (4)5.实验步骤 (4)6.实验数据处理 (4)6.1实验数据整理 (4)6.2实验结果 (5)6.3计算不确定度 (5)6.4报告结果 (7)7.实验后进一步讨论 (7)7.1误差来源的分析 (7)7.2灵敏度误差 (8)7.3标准电池数值不准确造成的误差 (9)7.4标准电池和稳压电源电动势的不稳定。

(10)8.实验总结 (11)附.实验原始数据 (12)基础物理实验研究性报告王翔宇1105XXXX1.摘要电位差计是电压补偿原理的典型应用，能十分精确地测量电压。

自组电位差计对补偿原理的学习和电位差计的理解具有重要意义。

本实验报告完整地总结和汇报了实验的原理、过程和结果，并进一步研究了自组电位差计不确定度的计算及误差来源，对操作方法进行思考，从而对实验整体有了更好的理解和认识。

2.实验原理2.1补偿原理如图 1（a ）所示。

调节滑动变阻器触头P 1则P 1B 两点电势差将会改变。

显然B′与 B 等势。

当P 1滑动到某个特定位置时P 1B 两点电势差与P′1B′相等，于是下方的补偿回路中无电流通过，检流计示数为零，U P′1B′=U P 1B =E 1 又因为U P 1B =IR P 1B 于是：E 1=IR P 1B(2- 1)这种用E 1补偿P′1B′间电势差使其严格地等于待测部分电压(U P 1B )的原理就是补偿原理。

电位差计的误差分析电位差计是精密测量应用极广的仪器，可以用来精确测定电动势、电压、电流、电阻等电学量，还可以用于校准精密电表和直流电桥等直读式仪表，在非电量（如温度、压力、位移等）的电测法中也占有重要地位。

电位差计不仅准确度等级高，而且测量结果稳定可靠。

它不从被测对象中取用电流，因此测量时不会使被测对象改变原来的数值。

电位差计可直接用来精密测量电池电动势及电位差。

箱式电位差计的工作原理图都采用图1所示的线路，包括三个部分：（1）工作电流调节回路，主要由E、Rn、R1、R、K。

等组成；（2）校正工作电流回路：主要由Es、RS、K1、K2等组成；（3）待测回路：主要由EX、RX、G、K1、K2组成。

当电位差计达到平衡（实现补偿）时，有（1）电位差计虽是一种测量电池电动势及电位差等的精密仪器，但其本身也有一定的误差存在。

1 元件误差元件误差是指因元件问题而产生的仪器误差。

根据（1）式，可得相对误差公式：（2）因是标准电池，故属量具误差。

通常处理量具误差的办法是选用准确度等级足够高的量具，使该项误差成微小误差而可以忽略不计。

“足够高”是指标准电池的电动势的相对变化不超过0.1a%。

a为电位差计的准确度等级，0.1是由微小误差分配原则确定的。

因此量具的准确度等级应比仪器的准确度等级高一个数量级，这样就能使该项误差忽略不计。

这样电位差计的元件误差就为：（3）若这两部分误差的大小和符号都相同，就可以互相抵消。

因此在设计、制造电位差计时，和这两组电阻总是尽量选用时间稳定性和温度稳定性以及误差符号（正或负）都相同的电阻。

在使用电位差计时，应合理选择量限而使全部读数盘都用到。

这不仅能保证足够多的有效位数，而且可使上述两部分元件误差得到比较充分的抵消。

一般说，元件误差是电位差计各种误差因素中影响最大的一项，约占总误差的一半。

只要使用电阻来调节和的比例，这一项误差就总是存在。

电阻元件的准确度、电阻的时间稳定性和温度稳定性限制了电位差计的准确度等级。

一、实验目的1. 了解电位差计的结构和工作原理。

2. 掌握电位差计的使用方法，包括校准和测量。

3. 学习电位差计在测量电压中的应用，提高实验技能。

二、实验原理电位差计是一种精密的电压测量仪器，其工作原理基于补偿法。

当待测电压与标准电压通过检流计并联时，调节标准电压的大小，使检流计指针指向零位，此时待测电压与标准电压相等，即达到了补偿状态。

三、实验仪器1. 电位差计（UJ33a型）2. 检流计3. 标准电池4. 待测电池5. 稳压电源6. 开关7. 连接线四、实验步骤1. 校准电位差计- 将电位差计、检流计、标准电池和稳压电源连接好。

- 调节稳压电源输出电压，使电位差计工作电路中的电流达到额定值（本实验为10.0000mA）。

- 旋动调零旋钮，使检流计指针指向零位。

- 将K2键扳向“标准”位置，调节工作电流调节旋钮，使检流计指针再次指向零位。

2. 测量待测电压- 将待测电池接入电路，并将K2键扳向“未知”位置。

- 调节补偿电压的三个盘或旋钮，使检流计指针指向零位。

- 松开K2键，读取电位差计上的读数，即为待测电压。

3. 记录数据- 记录实验数据，包括待测电压、标准电压、检流计指针偏转角度等。

五、实验结果与分析1. 实验数据- 待测电压：1.5V- 标准电压：1.486V- 检流计指针偏转角度：0.2°2. 结果分析- 通过实验数据可以看出，电位差计的测量结果具有较高的精度。

- 在实验过程中，需要注意以下几点：- 调节工作电流时，应缓慢进行，以免造成误差。

- 调节补偿电压时，应先大致估计待测电压的大小，以免调节范围过大。

- 实验过程中，应保持电路稳定，避免外界干扰。

六、实验总结通过本次实验，我们了解了电位差计的结构和工作原理，掌握了电位差计的使用方法，并学会了如何使用电位差计测量电压。

实验结果表明，电位差计是一种精密的电压测量仪器，具有较高的测量精度。

在今后的实验中，我们将继续学习和应用电位差计，提高实验技能。

摘要:为了减小直流电位差计示值误差，进而提高测量结果的精确性，需要分析不确定度。

本文通过对标准不确定度输入分量来源进行分析和评定，提出相应的政策建议，进而为分析测量结果的不确定度提供参考依据。

关键词:不确定度测量误差1概述①测量依据：JJG123-2004《直流电位差计》。

②测量方法：采用直流数字电压表法，用直流数字电压表测量直流电位差计的示值误差。

③测量环境：温度(20±1)℃；相对湿度40%～60%。

④测量标准：直流数字多用表8508A。

⑤被测对象：直流电位差计UJ25。

2数学模型2.1公式ΔU=U X -U N ΔU———直流电位差计基本误差；U X ———直流电位差计的示值；U N ———直流数字电压表测量值。

2.2方差和灵敏系数依方程：u c 2(Δ)=n i =1∑(əf/əx i )2u 2(x i )得：u c 2(ΔU)=c 2(U X )u 2（U X ）+c 2(U N )u 2(U N )灵敏系数：c 1=əΔU/əU X =1，c 2=əΔU/əU N =-1则有方差：u c 2(ΔU)=u 2(U X )+u 2(U N )3标准不确定度输入分量来源分析及评定3.1标准不确定度输入分量来源分析以标准直流数字电压表测量UJ25电位差计第一盘1V 为例进行分析，不确定度来源主要有两部分：一是直流数字电压表引入的不确定度u(U N )，包括以下分量：直流数字电压表误差引入的不确定度分量u(U N1)；直流数字电压表分辨力引入的不确定度分量u(U N 2)；直流数字电压表输入阻抗引入的不确定度分量u(U N 3)；直流数字电压表零电流引入的不确定度分量u(U N 4)。

二是被检电位差计示值误差引入的不确定度u(U X )，包括：测量重复性引入的不确定度分量u(U X1)；电源回路电阻相对变化引入的不确定度分量u(U X2)；电位差计工作电流变化引入的不确定度分量u(U X3)3.2标准不确定度u(U N )输入分量评定3.2.1数字电压表误差引入的不确定度分量u(U N1)数字电压表(8508A)1V 测量点最大允许误差为±(读数×4×10-6+量程×0.6×10-6)，即±5.2μV，在5.2μV区间内服从均匀分布，包含因子k=3√，u(UN 1)=5.2/3√=3.00μV。

电位差计测量电动势实验报告篇一：用电位差计测电动势电位差计测量电动势及内阻电位差计是通过与标准电势源的电压进行比较来测定未知电动势的仪器，被广泛地应用在计量和其它精密测量中。

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强度为零，从而可以达到非常高的测量准确度。

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取的实验方法和手段。

实验目的1. 学习和掌握电位差计的补偿原理。

2. 掌握电位差计进行测量未知电动势的基本方法。

3. 学习对实验电路参数的估算、校准及故障排除的方法。

实验仪器FB322电位差计实验仪、FB325型新型十一线电位差计、待测电动势实验原理 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E0为一连续可调的标准电源电动势（电压），而EX为待测电动势，调节E0的大小使检流计G示零，即回路中电流I?0，电路达到平衡补偿状态，此时待测电动势与标准电动势相等，则EX?E0。

这种利用补偿原理测电动势的方法称为补偿法。

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。

十一线电位差计是一种教学型电位差计，如图2所示，EX 为待测电动势，EN为标准电池。

可调稳压电源E、与长度为L的电阻丝AB为一串联电路，工作电流IP在电阻丝AB上产生电位差。

触点D,C可在电阻丝上任意移动，因此可得到相应改变的电位差UDC 。

当合上K1, K2向上合到EN处，调节可调工作电源E，改变工作电流IP，改变触点D,C位置，可使检流计G指零，此时UDC与EN达到补偿状态。

则：EN?UDC1?IP?r0?LDC?u0?LS（1）式中r0为单位长度电阻丝的电阻，LS为电阻丝DC段的长度，u0为单位长度电阻丝上的电压，称为校正系数。

保持工作电流IP不变，即保持电源电压不变，K2向下合到EX 处，即用EX代替EN，再次调节触点D, C的位置，使电路再次达到平衡，此时若电阻丝长度为LX，则：EX?IP?ro?LX?ENLSLX?u0?LX （2）即可测出待测电源电动势。

用电位差计测电动势实验报告一、实验目的1、掌握电位差计的工作原理和使用方法。

2、学会用电位差计测量电动势。

3、理解补偿法测量电动势的优点。

二、实验原理电位差计是一种利用补偿原理来精确测量电动势的仪器。

补偿法的原理是：在一个包含电源和电阻的回路中，如果能找到一个与待测电动势大小相等、方向相反的电动势，使得回路中电流为零，那么这个与待测电动势相抵消的电动势就等于待测电动势。

电位差计由工作电源、标准电池、测量电路和检流计等部分组成。

通过调节测量电路中的电阻，使检流计指针指零，此时测量电路中的电阻值与标准电池的电动势对应。

然后将待测电动势接入测量电路，再次调节电阻，使检流计指零，此时测量电路中的电阻值与待测电动势相对应。

根据电阻值的比例关系，就可以计算出待测电动势的值。

三、实验仪器1、电位差计2、标准电池3、检流计4、待测电池5、电阻箱6、导线若干四、实验步骤1、连接电路按照实验电路图，正确连接电位差计、标准电池、检流计、待测电池和电阻箱等仪器，确保连接牢固，接触良好。

2、校准电位差计（1）将电位差计的转换开关置于“标准”位置。

（2）调节电阻箱，使检流计指针指零。

此时电阻箱的读数即为标准电池的电动势对应的电阻值。

3、测量待测电动势（1）将电位差计的转换开关置于“未知”位置。

（2）将待测电池接入电路。

（3）调节电阻箱，使检流计指针再次指零。

记录此时电阻箱的读数。

4、重复测量重复步骤 3，进行多次测量，取平均值以减小误差。

5、整理仪器实验结束后，关闭电源，整理好仪器和导线。

五、实验数据及处理1、实验数据记录｜测量次数|电阻箱读数（Ω）｜待测电动势（V）｜｜｜｜｜｜1|＿____|＿____|｜2|＿____|＿____|｜3|＿____|＿____|2、数据处理计算每次测量的待测电动势值，然后求平均值。

平均值＝（待测电动势 1 ＋待测电动势 2 ＋待测电动势 3）／ 3六、误差分析1、仪器误差电位差计、检流计等仪器本身存在一定的精度限制，可能会导致测量误差。

电位差计测电动势实验报告电位差计测电动势实验报告引言：电位差计是一种常用的实验仪器，用于测量电路中的电势差。

在本次实验中，我们将使用电位差计来测量电动势，并通过实验数据分析探讨电动势的概念和相关原理。

实验目的：1. 了解电动势的概念和定义；2. 掌握使用电位差计测量电动势的方法；3. 分析电动势与电池内部电阻的关系。

实验材料和仪器：1. 电位差计；2. 电池（不同类型的电池）；3. 电阻箱；4. 连接线。

实验步骤：1. 将电位差计的正负极分别连接到电池的正负极；2. 调节电位差计的灵敏度，使其能够读取电动势的数值；3. 测量不同电池的电动势，并记录数据；4. 更换电池内部电阻，再次测量电动势，记录数据。

实验结果：通过实验测量，我们得到了不同电池的电动势数据，并在实验报告中列出。

同时，我们也测量了不同电池内部电阻的电动势数据，并进行了比较和分析。

讨论与分析：1. 电动势的概念：根据实验数据，我们可以看出电动势是电池提供给电路的电能，它与电池内部化学反应的能量转化有关。

不同类型的电池具有不同的电动势值，这取决于电池内部的化学反应。

2. 电动势与电池内部电阻的关系：通过更换电池内部电阻，我们可以观察到电动势的变化。

当电池内部电阻增加时，电动势会下降，这是因为电池内部电阻会消耗部分电能，导致电动势的损失。

3. 实验误差的影响：在实验过程中，由于电位差计的灵敏度限制和电池本身的内部电阻，可能会对测量结果产生一定的误差。

因此，在实验数据分析时，需要考虑误差范围和准确度。

结论：通过本次实验，我们了解了电动势的概念和定义，并掌握了使用电位差计测量电动势的方法。

同时，我们也发现了电动势与电池内部电阻之间的关系，并通过实验数据进行了分析和讨论。

这些实验结果对于深入理解电动势的概念和原理具有重要意义。

总结：电位差计测电动势实验是一项基础的物理实验，通过实际操作和数据分析，我们可以更好地理解电动势的概念和原理。

在今后的学习和研究中，我们可以应用这些知识和技能，进一步探索电路和电能转化的相关问题。

自然科学研究电位差计的误差分析郝小江(攀枝花学院理学系,攀枝花617000)摘 要 本文通过对电位差计测量系统的线性变化的系统误差和热电动势带来的误差的分析,探讨了实验误差产生的原因,对测量结果作出科学的评价,并提出了消除系统误差合理的处理方法。

关键词 电位差计;系统误差;误差分析电位差计是根据补偿原理而制作的一种测量低电阻上低电势的精密电学测量仪器,是一种温度计量标准仪器。

它配用标准电阻后,又可用来测量直流电流和电阻,因此在测量中系统误差是一定存在的。

1 线性变化的系统误差在测量过程中随测量时间的变化,误差值随比例变化的系统误差称为线性变化的系统误差。

测量电动势时,先用标准电阻R t 上的电压去平衡标准电池的电动势E n ,再用测量电阻R u 上的电压来平衡被测量的电动势E x ,当检流计工作电流恒为零时,被测电池和标准电池的电动势之比才等于两次平衡时相应的电阻之比,但工作回路电流随工作电源放电时间而降低,不能保证工作电流恒定,此时随时间T 增加而不断减小的工作电流I 将引起线性系统误差。

下面是实验测得电位差计工作电流I 随时间T 而变化的实验数据:时间(T)(m)010203040506070电流(I)(mA)10 0009 9969 9919 9879 9839 9789 9749 970求得一元回归方程: N i =1T i =280 N i =1I i =79 879 N i =1T 2i =14000 N i =1T i I i =2793 95 N =8b 1=N N i =1T i I i -( Ni =1T i )( N i =1I i )NN i =1T 2i -( N i =1T i )2=-4 321!10-4 b 0=( N i =1I i )/N -( N i =1T i /N )b 1=10^000由此可得回归方程:I =10 000-4 321!10-4T此回归方程显著性检验(F 检验法):统计量F =U/1Q /(N -2)= N i =1I ∀i --)2/1N i =1I i -∀)2/(N -2)=7 85!10-45 36!10-7/6=8 7873!103F #F 0 01(1,6),回归是高度显著的,即在0 01水平上显著,因此电流I 与时间T 关系密切。

大学物理实验报告实验名称电位差计测量电动势实验日期实验人员【实验目的】1. 了解电位差计的结构，正确使用电位差计；2. 理解电位差计的工作原理——补偿原理；3. 掌握线式电位差计测量电池电动势的方法；4. 熟悉指针式检流计的使用方法。

【实验仪器】11线板式电位差计、检流计、标准电池、待测电池、稳压电源、单刀双掷开关、保护电路组【实验原理】电源的电动势在数值上等于电源内部没有净电流通过时两极件的电压。

如果直接用电压表测量电源电动势，其实测量结果是端电压，不是电动势。

因为将电压表并联到电源两端，就有电流I通过电源的内部。

由于电源有内阻r0，在电源内部不可避免地存在电位降Ir0，因而电压表的指示值只是电源的端电压（U=E-Ir0）的大小，它小于电动势。

显然，为了能够准确的测量电源的电动势，必须使通过电源的电流I为零。

此时，电源的端电压U才等于其电动势E。

1. 补偿原理•• 如图1所示，把电动势分别为E S、E X和检流计G联成闭合回路。

当E S < E X时，检流计指针偏向一边。

当E S > E X时，检流计指针偏向另一边。

只有当E S =E X时，回路中才没有电流，此时I＝0 ，检流计指针不偏转，我们称这两个电动势处于补偿状态。

反过来说，若I＝0 ，则E S =E X。

图1 补偿电路2. 十一线电位差计的工作原理如图2所示，AB为一根粗细均匀的电阻丝共长11米，它与直流电源组成的回路称作工作回路，由它提供稳定的工作电流I0；由待测电源E X、检流计G、电阻丝CD构成的回路称为测量回路;由标准电源E S、检流计G、电阻丝CD构成的回路称为定标（或校准）回路。

调节总电流I0的变化可以改变电阻丝AB单位长度上电位差U0的大小。

C、D 为AB上的两个活动接触点，可以在电阻丝上移动，以便从AB上取适当的电位差来与测量支路上的电位差（或电动势补偿）。

图2 电位差计原理图1) 预设当直流电源接通，K 2既不与E S 接通、又不与E X 接通时，流过AB 的电流I 0和CD 两端的电压分别为AB R R E I +=0（1）CD D C CD R R R EU U U AB+=-= （2）式中R 为直流电源的总电阻。

用电位差计测电动势实验报告篇一：十一线电位差计测电动势(实验报告)大学物理实验报告实验名称电位差计测量电动势实验日期实验人员【实验目的】1. 了解电位差计的结构，正确使用电位差计；2. 理解电位差计的工作原理——补偿原理；3. 掌握线式电位差计测量电池电动势的方法；4. 熟悉指针式检流计的使用方法。

【实验仪器】11线板式电位差计、检流计、标准电池、待测电池、稳压电源、单刀双掷开关、保护电路组【实验原理】电源的电动势在数值上等于电源内部没有净电流通过时两极件的电压。

如果直接用电压表测量电源电动势，其实测量结果是端电压，不是电动势。

因为将电压表并联到电源两端，就有电流I通过电源的内部。

由于电源有内阻r0，在电源内部不可避免地存在电位降Ir0，因而电压表的指示值只是电源的端电压（U=E-Ir0）的大小，它小于电动势。

显然，为了等于其电动势E。

1. 补偿原理?? 如图1所示，把电动势分别为ES 、EX和检流计G 联成闭合回路。

当ES EX时，检流计指针偏向另一边。

只有当ES = EX时，回路中才没有电流，此时I＝0 ，检流计指针不偏转，我们称这两个电动势处于补偿状态。

反过来说，若I＝0 ，则ES = EX。

能够准确的测量电源的电动势，必须使通过电源的电流I为零。

此时，电源的端电压U才图1 补偿电路2. 十一线电位差计的工作原理如图2所示，AB为一根粗细均匀的电阻丝共长11米，它与直流电源组成的回路称作工作回路，由它提供稳定的工作电流I0；由待测电源EX、检流计G、电阻丝CD构成的回路称为测量回路;由标准电源ES、检流计G、电阻丝CD 构成的回路称为定标（或校准）回路。

调节总电流I0的变化可以改变电阻丝AB单位长度上电位差U0的大小。

C、D为AB上的两个活动接触点，可以在电阻丝上移动，以便从AB上取适当的电位差来与测量支路上的电位差（或电动势补偿）。

—第 1 页共 3 页—图2 电位差计原理图1) 预设当直流电源接通，K2既不与ES接通、又不与EX接通时，流过AB的电流I0和CD两端的电压分别为I0?ER?RAB（1）UCD?UC?UD?检流计G。

电位差计误差分析.doc电位差计是一种广泛应用于电学实验和仪器测量的仪器，它可以测量两个电极之间的电势差。

然而，由于多种因素的影响，电位差计的测量结果可能存在误差。

下面将对电位差计误差进行分析。

一、仪器本身的误差1、系统误差：由于仪器本身的设计和制造问题，导致仪器在进行测量时，测量结果具有一定的偏差。

例如，电位差计的内部电阻、灵敏度等因素会影响其测量结果，因此需要对影响的各项参数进行校准。

2、随机误差：由于电位差计的使用和环境的影响，导致测量结果的波动和扰动。

例如，电位差计的使用频率、温度、湿度等因素会对测量结果造成不同程度的影响。

对于电位差计的随机误差，一般采用重复测量的方法进行估计和处理。

二、外界因素的误差除了仪器本身的误差外，电位差计还受到外界因素的影响。

这种误差归为环境误差，主要包括以下几个方面：1、温度误差：由于温度的变化会影响电位差计各项参数，如内部电阻、灵敏度等，进而对测量结果产生影响。

2、干扰误差：来自外部的电磁干扰和其他电源的辐射干扰也会对电位差计的测量结果产生一定的影响。

例如，附近存在强电源干扰，可能会导致读数偏离实际值。

3、人为误差：如操作不规范、读数不准确等人为因素，有可能导致最终的测量误差增加。

三、测量方法的误差1、读数误差：读数时不准确导致最终结果的误差增加。

2、积分时间误差：由于积分时间的设置不同，可能会导致最终测量结果的精度有所不同，需要适当调整积分时间以减小误差发生的概率。

3、数据处理误差：对于测量数据的处理方法不同，例如数据滤波算法、数据拟合方法等，也会对最终结果产生一定的影响。

综上所述，电位差计的误差主要来源于仪器本身的误差、外界因素的影响以及测量方法的误差。

在实际使用电位差计时，需要考虑这些因素对测量结果的影响，采取相应的措施进行校准和修正。

另外，在使用电位差计进行测量时，操作人员也需要具备一定的操作技能和经验，以减少操作过程中所引起的误差。

电位差计的误差分析电位差计是精密测量应用极广的仪器，可以用来精确测定电动势、电压、电流、电阻等电学量，还可以用于校准精密电表和直流电桥等直读式仪表，在非电量（如温度、压力、位移等）的电测法中也占有重要地位。

电位差计不仅准确度等级高，而且测量结果稳定可靠。

它不从被测对象中取用电流，因此测量时不会使被测对象改变原来的数值。

电位差计可直接用来精密测量电池电动势及电位差。

箱式电位差计的工作原理图都采用图1所示的线路，包括三个部分：（1）工作电流调节回路，主要由E、Rn、R1、R、K。

等组成；（2）校正工作电流回路：主要由Es、RS、K1、K2等组成；（3）待测回路：主要由EX、RX、G、K1、K2组成。

当电位差计达到平衡（实现补偿）时，有（1）电位差计虽是一种测量电池电动势及电位差等的精密仪器，但其本身也有一定的误差存在。

1 元件误差元件误差是指因元件问题而产生的仪器误差。

根据（1）式，可得相对误差公式：（2）因是标准电池，故属量具误差。

通常处理量具误差的办法是选用准确度等级足够高的量具，使该项误差成微小误差而可以忽略不计。

“足够高”是指标准电池的电动势的相对变化不超过0.1a%。

a为电位差计的准确度等级，0.1是由微小误差分配原则确定的。

因此量具的准确度等级应比仪器的准确度等级高一个数量级，这样就能使该项误差忽略不计。

这样电位差计的元件误差就为：（3）若这两部分误差的大小和符号都相同，就可以互相抵消。

因此在设计、制造电位差计时，和这两组电阻总是尽量选用时间稳定性和温度稳定性以及误差符号（正或负）都相同的电阻。

在使用电位差计时，应合理选择量限而使全部读数盘都用到。

这不仅能保证足够多的有效位数，而且可使上述两部分元件误差得到比较充分的抵消。

一般说，元件误差是电位差计各种误差因素中影响最大的一项，约占总误差的一半。

只要使用电阻来调节和的比例，这一项误差就总是存在。

电阻元件的准确度、电阻的时间稳定性和温度稳定性限制了电位差计的准确度等级。

电位差测量电动势和内阻电位差测量是一种实验方法，用于测量电动势和内阻。

这种实验方法通常使用电池或其他电子设备中的电源作为参考，并使用电位差计来测量电动势和内阻。

下面将对电位差测量的原理、实验方法和误差分析进行详细阐述。

一、电位差测量的原理电位差测量是一种基于电压比较的测量方法。

在实验中，我们使用一个已知电动势的电源，将其连接到待测电池的正极和负极上。

此时，电位差计将测量两个电极之间的电位差，从而得到电池的电动势。

同时，由于电源和电位差计的内阻是已知的，因此我们可以通过测量电流来计算电池的内阻。

二、实验方法1.准备实验器材：电位差计、电源、待测电池、电阻箱、开关、导线等。

2.将电源和电位差计正确连接，并将电位差计调整到零点。

3.将待测电池连接到电位差计和电源之间，记录电位差计的读数，记为V1。

4.打开开关，使电流通过电池，同时记录电位差计的读数，记为V2。

5.关闭开关，断开电池连接，记录电位差计的读数，记为V3。

6.使用电阻箱测量电源和电位差计的内阻，记为R1和R2。

7.根据测量结果计算电动势和内阻。

三、误差分析1.测量误差：由于实验中使用的仪器设备存在误差，以及人为操作不当等因素，导致测量结果存在误差。

为了减小误差，可以使用精度更高的仪器设备，并进行多次测量求平均值。

2.系统误差：由于实验原理本身存在误差，导致测量结果偏离真实值。

例如，电位差计的零点漂移、电源内阻的变化等因素都会导致系统误差。

为了减小系统误差，可以使用精度更高的仪器设备，并进行校准和修正。

3.环境因素：环境温度、湿度、电磁干扰等因素都会影响实验结果。

为了减小环境因素的影响，可以在稳定的实验室环境中进行实验，并使用抗干扰能力强的仪器设备。

4.电池因素：电池的老化、自放电等因素也会影响实验结果。

为了减小电池因素的影响，可以使用新电池进行实验，并记录电池的使用时间和状态。

四、结论通过电位差测量电动势和内阻是一种有效的实验方法。

在实验过程中，需要注意仪器的精度、环境因素和电池因素的影响。