评分：
大学物理实验设计性实验
实 验 报 告
实验题目：
班 级：
姓 名： 学号：
指导教师：
茂名学院技术物理系大学物理实验室
实验日期： 2007 年 11 月 29 日
实验14 表头参数的测定
实验课题及任务
《表头参数的测定》实验课题任务是：电流表、电压表和欧姆表等在电学测量中被广泛使用。它们都有一个共同部件“表头”，表头实际上就是“灵敏的直流电流表”。表头内阻R g 、量程I g 和等级∆是描述表头的三个重要参数。学习表头参数测定对生产和应用都有重要的意义。用箱式电位差计测量表头的参数。
学生根据自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出《表头参数的测定》的整体方案，内容包括：写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和步骤，然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果，按书写科学论文的要求写出完整的实验报告。
设计要求
⑴ 通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此基础上写出该实验的实验原理。
⑵ 设计用箱式电位差计测量表头参数的附加电路，简述测量方法、原理及公式。 ⑶ 拟定实验步骤及数据记录表格。
⑷ 测量有关数据，作出校准曲线，计算测量结果。
实验仪器
箱式电位差计、标准电池、稳压电源、电阻箱、标准电阻、待测表头
实验提示
⑴ 用电位差计测电流表的内阻
设R s 是标准电阻，R g 是待测电流表内阻，请自行设计一电路，用电位差计分别测出电压U g 与U s ，求出R g 。 ⑵ 用电位差计校准电流表
设R s 为标准电阻，用电位差计可测出R s 上的电压U s ，则流过R s 中电流的实际值为
I 0=
U s
s
再从电流表上读出电流指示值I ，与I 0进行比较，其差值∆I =I -I 0称为电流表指示值的误差。找出所测值中的最大误差∆I m ，按下式确定电流表级别α。
α=
∆I m
⨯100 量限
为了使被校准的电流表在校准后有较高的准确度，电位差计与标准电阻的准确度等级，必须比较校准的电表的级别高。
⑶ 表头量程的测量
调节使得表头电流为最大(即所标电流) ，用提示2方法多次测量R s 上的电压值U ma x 可得I g 。
⑷ 箱式电位差计的操作程序很严密，在实际操作时尽可能预置测量值，在拟定实验步骤或实验方法时应予考虑。
评分参考(10分)
⑴ 正确写出实验原理和计算公式，2分。 ⑵ 正确的写出测量方法，1分。 ⑶ 写出实验内容及步骤，1分。
⑷ 正确的联接仪器、正确操作仪器，2分。 ⑸ 正确的测量数据，1.5分。
⑹ 写出完整的实验报告，2.5分。(其中实验数据处理，1分；实验结果，0.5分；整体结构，1分)
学时分配
实验验收，4学时，在实验室内完成；教师指导(开放实验室) 和开题报告1学时。
提交整体设计方案时间
学生自选题后2～3周内完成实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案，要求电子版。用电子邮件发送到指导教师的电子邮箱里。
表头参数的测定
实验目的：
1、掌握用箱式电位差计测量表头的表头内阻R g 、量程I g 和等级 的方法 2．熟悉电流表的构造原理
3. 了解电位差计的工作原理、结构等特点
4. 进一步培养看图连接电路的能力
实验仪器：
箱式电位差计、标准电池、稳压电源、电阻箱、标准电阻、待测表头
实验原理：
1. 补偿原理
我们可能经常会将电压表并联到电池的两端测量其电动势(如图 1所示) 。但是，电池具有一定的内阻，根据欧姆定律，此时电表的读数只是电池的端电压U=EX－Ir ，而不是电池的电动势EX 。只有当I=0时，才有U=EX。也就是说仅当流过电池内部的电流为零时，测得的电池两端的电压才是电池的电动势。因此，若要测量一个未知电池的电动势，必须使得电池内部无电流通过，同时测出电池两端的电压。利用如图 2电路所示的电压补偿法，即可以达到上述要求。
图 1 图 2
图 2中，EX 是待测电池，E0是可调电压的电源，二者的极性接成相对抗的形式。电路中再串上一检流计，调节E0，使得检流计指针指零，这时必有EX ＝E0
称这时的电路处于补偿状态或电路得到补偿。若此时E0的数值是可知的，就可求出EX 。
2．箱式电位差计的工作原理
实际的电位差计就是根据补偿原理构成的，它的基本电路原理如图 3所示。
将图 2和图 3相比较可知，图 2的可调电压源E0，在图 3中由电源E ，变阻器R 和精密电阻Rab 组成的回路EabRE 替代，此回路称辅助回路或工作回路。ES 和EX 分别是标准电池和待测电池，回路EXcdGEX 或EScdGES 称做补偿回路。
当辅助回路中有一恒定的标准电流I0通过时，将在电阻Rab 上产生均匀的
电位差。电位差Ucd 将由两滑动头c 、d 间的电阻Rcd 的大小决定，Ucd ＝I0Rcd ，改变c 、d 两点的位置，即得到不同大小的Ucd ，它相当于图 2中的E0。由于I0是预先选定不变的，因此，在不同的c 、d 位置上，不标Rcd 的值，而是根据I0的大小，直接标出电压Ucd 的读数。测量时，用K 将EX 接入补偿回路，调节Rcd 的大小，使回路得到补偿，这时电位差计上标出的电压值就是待测电动势的值EX 。
使用电位差计必须首先调整辅助回路中的工作电流I0，使它等于仪器规定的标准工作电流的数值，这个过程称做电位差计的校准或标准化。由于电位差计上标出的Ucd 是用标准工作电流I0计算的，所以校准也就是使实际的Ucd 与标出的Ucd 一致。具体作法是：用K 将ES 接人补偿回路，调节Rcd 使电位差计上标出的电压值与ES 值相同，再调节辅助回路中的R(即调节工作电流) ，使检流计指针指
零，回路达到补偿，因此有Ucd ＝ES 。此时，实际Ucd 的大小与标出的一致，电流
已被标准化，电位差计已被校准。
图 3 图 4
3. 用电位差计测电流表的内阻
用电位差计测电表内阻(代替法). 按图 4 所示电路连接线路 .根据串联电路中电流相等原理, 保持电表电流不变, 将电位差计标准电阻和待测电表两端，测出Rs 和Rg 两端的电压Us 和Ug, 可 得 到 Us / Rs = Ug / Rg , 因 Rs是标 准 电 阻, 于是得 Rg= Rs×Ug ／Us （1）
4． 用电位差计校准电流表
校正电流表的测量线路图, 如图 4 所示, 其中微安表为待校电流表,Rp 为电阻箱（限流器）,Rs 为标准电阻. 电位差计可测出Rs 上的电压Us, 则流过Rs 中的电流的实际值为Io=Us/Rs,
同时从电流表上读出电流指示值I ，I 与I 0进行比较，其差值称为电流表指示值的绝对误差, 即∆I =I -I 0。找出所测值中的最大误差∆I m ，按下式确定电流表级别α。
∆I m
⨯100% 量限
α=
为了使被校准的电流表在校准后有较高的准确度，电位差计与标准电阻的准确度等级，必须比校准的电表的级别高。
5．表头量程的测量
电阻箱以一较大阻值串联入电路中，然后调节电阻箱阻值，慢慢减小电阻箱的阻值，让毫安表满偏（也就是让毫安表的指针指到最大值处），用电位差计多次测量Rs 两端的电压值U max ，串联电路的路端电流相等，用公式Ig=Us/Rs，求得表头量程。
实验内容及步骤：
1. 仔细阅读UJ36型直流电位差计的原理和使用方法，按图 4 接好线路, 校准电位差计。
2. 测量Rg
(1) 测量待较电流表的内阻。
(2) Rs 由实验室提供具体值, 测出Ug 与Us, 按式 （1） 求出Rg ．
3．校准电流表
(1)对待较毫安表刻度示值，逐一进行校正（注意：在选择标准电阻时，应使从电位差计上读取的数值有尽量多的有效数字）．
（2）计算出电流表的标准值Ioi 与电流表的指示值Ii 的差值△Ii ，即为该对应读数的修正值，用坐标纸，以△I 为纵坐标，I 为横坐标，以对应的Ii 与△Ii 描点，相邻两点用直线连接，作校正曲线。
（3）找出标准值Io 与指示值之间的最大误差值△Imax （用绝对值表示），求出待校电表的级别。
4．测量电流表量程
（1）慢慢减小电阻箱的阻值，让微安表满偏。
（2）记录Us 。多次测量R s 上的电压值U ma x 可得表头量程I g =Us/Rs
注意事项
1．每次测量，开始应将R 调整到最大值，然后逐步减小，以免损坏检流计 2．测量结束，应先断开补偿电路，再断开辅助回路。 3．每测一组数据后，断开电源，测数据要尽可能快。
数据处理：
1. Rs= 100Ω R 1g ＝
U g ⨯. R S 47. 60⨯100
==148.33 Ω U S 32. 09
同理 R 2g ＝149.16 Ω R 3g ＝149.19 Ω
R 4g ＝149.17 Ω R 5g ＝149.20 Ω 平均值 R g =
1
(R 1g +R 2g +R 3g +R 4g +R 5g ) 515
＝(148. 33+149. 16+149. 19+149. 17+149. 20) ＝149.01 Ω
标准偏差σR =
∑(R
i =1
n
i
-R
)
2
n ⨯n -1
22222
＝148⋅33-149. 01+149. 16-149. 01+149. 19-149. 01+149. 17-149. 01+149. 20-149. 01
5⨯5-1＝0.17 Ω
A 类不确定度
S R =σR =0.17 Ω 由于B 类不确定度不考虑 总不确定度
U R =SR =0.17 Ω 相对不确定度 U r =
U R R
⨯100% =
0. 17
⨯100% = 0.11% 149. 01
结果表达
R g =(149.01±0.17) Ω U r ＝0.11%
2.Io=Us/Rs △I=Ix-Io
U 1S =
U 1S ↑+U 1S ↓
2
=
9. 49+9. 23
=9.36 mV 2
同理可得 U 2S =18.79 mV U 3S =29.36 mV U 4S =38.58 mV U 5S =48.80 mV U 6S =58.64mV U 7S =69.06 mV U 8S =80.08 mV U 9S =88.60 mV U 10S =98.83 mV I 01=
U S 9. 36
==0.0936 mA R S 100
同理可得 I 02=0.1879mA I 03=0.2936 mA I 04=0.3858 mA I 05=0.4880 mA I 06=0.5864 mA I 07=0.6906 mA I 08=0.8008 mA I 09=0.8860 mA I 010=0.9883 mA
ΔI 1=IX1-I 01=0.1000-0.0936=0.0064 mA
同理可得ΔI 2=0.0121 mA ΔI 3=0.0064 mA ΔI 4=0.0142 mA ΔI 5=0.0120 mA ΔI 6=0.0136 mA ΔI 7= 0.0094 mA
ΔI 8=－0.0008 mA ΔI 9=0.0140 mA ΔI 10=0.0117 mA
Ix～△I 校准曲线
3．Ix=1.0mA
I 1S =
U max 98. 81
==0. 9881 mA R S 100
同理可得I 2S =0.9879 mA I 3S =0.9890 mA I 4S =0.9884 mA I 5S = 0.9881 mA 平均值
I S =
1
(I 1S +I 2S +I 3S +I 4S +I 5S )=1(0. 9881+0. 9879+0. 9890+0. 9884+0. 9881) 55
=0.9883 mA 标准偏差σI =
∑(I
i =1
n
i
-I
)
2
n ⨯n -1
222220. 9881-0. 9883+0. 9879-0. 9883+0. 9890-0. 9883+0. 9884-0. 9883+0. 9881-0. 9883＝
5⨯5-1=0.0009 mA
A 类不确定度
S I =σI =0.0009 mA
由于B 类不确定度不考虑
总不确定度 U R =SR =0.0009 mA
相对不确定度
U r =
结果表达
I g =(0.9883±0.0006) mA U r ＝0.09%
U I I ⨯100%=0. 0009⨯100%=0.09% 0. 9883
S = rm =∆I m ⨯100 =0. 0142⨯100 = 1.4 I m 0. 9883
因为: 1.0
所以表头的等级为1.5级
实验结果表达：
量程内阻 等级: 1.5 读数误差： 0.015
讨 论：
1． 调电位差计平衡时，若检流计指针总是偏向一边，可能有哪些原因？
2． 使用电位差计时，测量时常要预置测量值，有什么好处？
3． 使用电位差计时，灵敏电流计读数始终不能为0，这有几种可能情况？
心得体会：
这次物理设计性实验，让我掌握了用箱式电位差计测量表头的表头内阻R g 、量程I g 和等级 的方法，熟悉了电流表的构造原理， 了解了电位差计的工作原理、结构等特点，进一步培养了我看图连接电路的能力。在整个设计过程中，可以说，付出了很多，也收获了很多。一开始拿到实验题目，完全不知道从哪里入手，不过还好，我们做过《电表的改装与校正》的实验，从中得到了一定的设计方向，然后上网和到图书馆查找相关资料。不过，在找资料的过程中，由于没有看清楚实验提要，没有注意到实验仪器的电位差计，一直在找表头差数的有相实验，找了很久都没有找到可行的方法，走了好多冤枉路后才想到再看看实验提要，才发现有一个我们并不熟悉的仪器----电位差计。后来，我们把目标琐定在电位差计的使用上，我们几个一起做这实验的同学分工合作，一起找资料，一起讨论，一起想设计方案。很快，设计方案的雏形已经出来，再加上老师的指导，把电路图不断完善，我们顺利地完成了设计实验。经过这次设计性实验，我深刻地认识到，做实验之前一定要有科学合理的设计方案，并且要细心对待每一个环节，否则，实验很难成功，而且很可能损坏仪器，更甚者，还可能会出现安全问题。最后，通过这次设计性实验，不但巩固了我对这个实验的理论知识，还提高了我的动手能力。
评分：
大学物理实验设计性实验
实 验 报 告
实验题目：
班 级：
姓 名： 学号：
指导教师：
茂名学院技术物理系大学物理实验室
实验日期： 2007 年 11 月 29 日
实验14 表头参数的测定
实验课题及任务
《表头参数的测定》实验课题任务是：电流表、电压表和欧姆表等在电学测量中被广泛使用。它们都有一个共同部件“表头”，表头实际上就是“灵敏的直流电流表”。表头内阻R g 、量程I g 和等级∆是描述表头的三个重要参数。学习表头参数测定对生产和应用都有重要的意义。用箱式电位差计测量表头的参数。
学生根据自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出《表头参数的测定》的整体方案，内容包括：写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和步骤，然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果，按书写科学论文的要求写出完整的实验报告。
设计要求
⑴ 通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此基础上写出该实验的实验原理。
⑵ 设计用箱式电位差计测量表头参数的附加电路，简述测量方法、原理及公式。 ⑶ 拟定实验步骤及数据记录表格。
⑷ 测量有关数据，作出校准曲线，计算测量结果。
实验仪器
箱式电位差计、标准电池、稳压电源、电阻箱、标准电阻、待测表头
实验提示
⑴ 用电位差计测电流表的内阻
设R s 是标准电阻，R g 是待测电流表内阻，请自行设计一电路，用电位差计分别测出电压U g 与U s ，求出R g 。 ⑵ 用电位差计校准电流表
设R s 为标准电阻，用电位差计可测出R s 上的电压U s ，则流过R s 中电流的实际值为
I 0=
U s
s
再从电流表上读出电流指示值I ，与I 0进行比较，其差值∆I =I -I 0称为电流表指示值的误差。找出所测值中的最大误差∆I m ，按下式确定电流表级别α。
α=
∆I m
⨯100 量限
为了使被校准的电流表在校准后有较高的准确度，电位差计与标准电阻的准确度等级，必须比较校准的电表的级别高。
⑶ 表头量程的测量
调节使得表头电流为最大(即所标电流) ，用提示2方法多次测量R s 上的电压值U ma x 可得I g 。
⑷ 箱式电位差计的操作程序很严密，在实际操作时尽可能预置测量值，在拟定实验步骤或实验方法时应予考虑。
评分参考(10分)
⑴ 正确写出实验原理和计算公式，2分。 ⑵ 正确的写出测量方法，1分。 ⑶ 写出实验内容及步骤，1分。
⑷ 正确的联接仪器、正确操作仪器，2分。 ⑸ 正确的测量数据，1.5分。
⑹ 写出完整的实验报告，2.5分。(其中实验数据处理，1分；实验结果，0.5分；整体结构，1分)
学时分配
实验验收，4学时，在实验室内完成；教师指导(开放实验室) 和开题报告1学时。
提交整体设计方案时间
学生自选题后2～3周内完成实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案，要求电子版。用电子邮件发送到指导教师的电子邮箱里。
表头参数的测定
实验目的：
1、掌握用箱式电位差计测量表头的表头内阻R g 、量程I g 和等级 的方法 2．熟悉电流表的构造原理
3. 了解电位差计的工作原理、结构等特点
4. 进一步培养看图连接电路的能力
实验仪器：
箱式电位差计、标准电池、稳压电源、电阻箱、标准电阻、待测表头
实验原理：
1. 补偿原理
我们可能经常会将电压表并联到电池的两端测量其电动势(如图 1所示) 。但是，电池具有一定的内阻，根据欧姆定律，此时电表的读数只是电池的端电压U=EX－Ir ，而不是电池的电动势EX 。只有当I=0时，才有U=EX。也就是说仅当流过电池内部的电流为零时，测得的电池两端的电压才是电池的电动势。因此，若要测量一个未知电池的电动势，必须使得电池内部无电流通过，同时测出电池两端的电压。利用如图 2电路所示的电压补偿法，即可以达到上述要求。
图 1 图 2
图 2中，EX 是待测电池，E0是可调电压的电源，二者的极性接成相对抗的形式。电路中再串上一检流计，调节E0，使得检流计指针指零，这时必有EX ＝E0
称这时的电路处于补偿状态或电路得到补偿。若此时E0的数值是可知的，就可求出EX 。
2．箱式电位差计的工作原理
实际的电位差计就是根据补偿原理构成的，它的基本电路原理如图 3所示。
将图 2和图 3相比较可知，图 2的可调电压源E0，在图 3中由电源E ，变阻器R 和精密电阻Rab 组成的回路EabRE 替代，此回路称辅助回路或工作回路。ES 和EX 分别是标准电池和待测电池，回路EXcdGEX 或EScdGES 称做补偿回路。
当辅助回路中有一恒定的标准电流I0通过时，将在电阻Rab 上产生均匀的
电位差。电位差Ucd 将由两滑动头c 、d 间的电阻Rcd 的大小决定，Ucd ＝I0Rcd ，改变c 、d 两点的位置，即得到不同大小的Ucd ，它相当于图 2中的E0。由于I0是预先选定不变的，因此，在不同的c 、d 位置上，不标Rcd 的值，而是根据I0的大小，直接标出电压Ucd 的读数。测量时，用K 将EX 接入补偿回路，调节Rcd 的大小，使回路得到补偿，这时电位差计上标出的电压值就是待测电动势的值EX 。
使用电位差计必须首先调整辅助回路中的工作电流I0，使它等于仪器规定的标准工作电流的数值，这个过程称做电位差计的校准或标准化。由于电位差计上标出的Ucd 是用标准工作电流I0计算的，所以校准也就是使实际的Ucd 与标出的Ucd 一致。具体作法是：用K 将ES 接人补偿回路，调节Rcd 使电位差计上标出的电压值与ES 值相同，再调节辅助回路中的R(即调节工作电流) ，使检流计指针指
零，回路达到补偿，因此有Ucd ＝ES 。此时，实际Ucd 的大小与标出的一致，电流
已被标准化，电位差计已被校准。
图 3 图 4
3. 用电位差计测电流表的内阻
用电位差计测电表内阻(代替法). 按图 4 所示电路连接线路 .根据串联电路中电流相等原理, 保持电表电流不变, 将电位差计标准电阻和待测电表两端，测出Rs 和Rg 两端的电压Us 和Ug, 可 得 到 Us / Rs = Ug / Rg , 因 Rs是标 准 电 阻, 于是得 Rg= Rs×Ug ／Us （1）
4． 用电位差计校准电流表
校正电流表的测量线路图, 如图 4 所示, 其中微安表为待校电流表,Rp 为电阻箱（限流器）,Rs 为标准电阻. 电位差计可测出Rs 上的电压Us, 则流过Rs 中的电流的实际值为Io=Us/Rs,
同时从电流表上读出电流指示值I ，I 与I 0进行比较，其差值称为电流表指示值的绝对误差, 即∆I =I -I 0。找出所测值中的最大误差∆I m ，按下式确定电流表级别α。
∆I m
⨯100% 量限
α=
为了使被校准的电流表在校准后有较高的准确度，电位差计与标准电阻的准确度等级，必须比校准的电表的级别高。
5．表头量程的测量
电阻箱以一较大阻值串联入电路中，然后调节电阻箱阻值，慢慢减小电阻箱的阻值，让毫安表满偏（也就是让毫安表的指针指到最大值处），用电位差计多次测量Rs 两端的电压值U max ，串联电路的路端电流相等，用公式Ig=Us/Rs，求得表头量程。
实验内容及步骤：
1. 仔细阅读UJ36型直流电位差计的原理和使用方法，按图 4 接好线路, 校准电位差计。
2. 测量Rg
(1) 测量待较电流表的内阻。
(2) Rs 由实验室提供具体值, 测出Ug 与Us, 按式 （1） 求出Rg ．
3．校准电流表
(1)对待较毫安表刻度示值，逐一进行校正（注意：在选择标准电阻时，应使从电位差计上读取的数值有尽量多的有效数字）．
（2）计算出电流表的标准值Ioi 与电流表的指示值Ii 的差值△Ii ，即为该对应读数的修正值，用坐标纸，以△I 为纵坐标，I 为横坐标，以对应的Ii 与△Ii 描点，相邻两点用直线连接，作校正曲线。
（3）找出标准值Io 与指示值之间的最大误差值△Imax （用绝对值表示），求出待校电表的级别。
4．测量电流表量程
（1）慢慢减小电阻箱的阻值，让微安表满偏。
（2）记录Us 。多次测量R s 上的电压值U ma x 可得表头量程I g =Us/Rs
注意事项
1．每次测量，开始应将R 调整到最大值，然后逐步减小，以免损坏检流计 2．测量结束，应先断开补偿电路，再断开辅助回路。 3．每测一组数据后，断开电源，测数据要尽可能快。
数据处理：
1. Rs= 100Ω R 1g ＝
U g ⨯. R S 47. 60⨯100
==148.33 Ω U S 32. 09
同理 R 2g ＝149.16 Ω R 3g ＝149.19 Ω
R 4g ＝149.17 Ω R 5g ＝149.20 Ω 平均值 R g =
1
(R 1g +R 2g +R 3g +R 4g +R 5g ) 515
＝(148. 33+149. 16+149. 19+149. 17+149. 20) ＝149.01 Ω
标准偏差σR =
∑(R
i =1
n
i
-R
)
2
n ⨯n -1
22222
＝148⋅33-149. 01+149. 16-149. 01+149. 19-149. 01+149. 17-149. 01+149. 20-149. 01
5⨯5-1＝0.17 Ω
A 类不确定度
S R =σR =0.17 Ω 由于B 类不确定度不考虑 总不确定度
U R =SR =0.17 Ω 相对不确定度 U r =
U R R
⨯100% =
0. 17
⨯100% = 0.11% 149. 01
结果表达
R g =(149.01±0.17) Ω U r ＝0.11%
2.Io=Us/Rs △I=Ix-Io
U 1S =
U 1S ↑+U 1S ↓
2
=
9. 49+9. 23
=9.36 mV 2
同理可得 U 2S =18.79 mV U 3S =29.36 mV U 4S =38.58 mV U 5S =48.80 mV U 6S =58.64mV U 7S =69.06 mV U 8S =80.08 mV U 9S =88.60 mV U 10S =98.83 mV I 01=
U S 9. 36
==0.0936 mA R S 100
同理可得 I 02=0.1879mA I 03=0.2936 mA I 04=0.3858 mA I 05=0.4880 mA I 06=0.5864 mA I 07=0.6906 mA I 08=0.8008 mA I 09=0.8860 mA I 010=0.9883 mA
ΔI 1=IX1-I 01=0.1000-0.0936=0.0064 mA
同理可得ΔI 2=0.0121 mA ΔI 3=0.0064 mA ΔI 4=0.0142 mA ΔI 5=0.0120 mA ΔI 6=0.0136 mA ΔI 7= 0.0094 mA
ΔI 8=－0.0008 mA ΔI 9=0.0140 mA ΔI 10=0.0117 mA
Ix～△I 校准曲线
3．Ix=1.0mA
I 1S =
U max 98. 81
==0. 9881 mA R S 100
同理可得I 2S =0.9879 mA I 3S =0.9890 mA I 4S =0.9884 mA I 5S = 0.9881 mA 平均值
I S =
1
(I 1S +I 2S +I 3S +I 4S +I 5S )=1(0. 9881+0. 9879+0. 9890+0. 9884+0. 9881) 55
=0.9883 mA 标准偏差σI =
∑(I
i =1
n
i
-I
)
2
n ⨯n -1
222220. 9881-0. 9883+0. 9879-0. 9883+0. 9890-0. 9883+0. 9884-0. 9883+0. 9881-0. 9883＝
5⨯5-1=0.0009 mA
A 类不确定度
S I =σI =0.0009 mA
由于B 类不确定度不考虑
总不确定度 U R =SR =0.0009 mA
相对不确定度
U r =
结果表达
I g =(0.9883±0.0006) mA U r ＝0.09%
U I I ⨯100%=0. 0009⨯100%=0.09% 0. 9883
S = rm =∆I m ⨯100 =0. 0142⨯100 = 1.4 I m 0. 9883
因为: 1.0
所以表头的等级为1.5级
实验结果表达：
量程内阻 等级: 1.5 读数误差： 0.015
讨 论：
1． 调电位差计平衡时，若检流计指针总是偏向一边，可能有哪些原因？
2． 使用电位差计时，测量时常要预置测量值，有什么好处？
3． 使用电位差计时，灵敏电流计读数始终不能为0，这有几种可能情况？
心得体会：
这次物理设计性实验，让我掌握了用箱式电位差计测量表头的表头内阻R g 、量程I g 和等级 的方法，熟悉了电流表的构造原理， 了解了电位差计的工作原理、结构等特点，进一步培养了我看图连接电路的能力。在整个设计过程中，可以说，付出了很多，也收获了很多。一开始拿到实验题目，完全不知道从哪里入手，不过还好，我们做过《电表的改装与校正》的实验，从中得到了一定的设计方向，然后上网和到图书馆查找相关资料。不过，在找资料的过程中，由于没有看清楚实验提要，没有注意到实验仪器的电位差计，一直在找表头差数的有相实验，找了很久都没有找到可行的方法，走了好多冤枉路后才想到再看看实验提要，才发现有一个我们并不熟悉的仪器----电位差计。后来，我们把目标琐定在电位差计的使用上，我们几个一起做这实验的同学分工合作，一起找资料，一起讨论，一起想设计方案。很快，设计方案的雏形已经出来，再加上老师的指导，把电路图不断完善，我们顺利地完成了设计实验。经过这次设计性实验，我深刻地认识到，做实验之前一定要有科学合理的设计方案，并且要细心对待每一个环节，否则，实验很难成功，而且很可能损坏仪器，更甚者，还可能会出现安全问题。最后，通过这次设计性实验，不但巩固了我对这个实验的理论知识，还提高了我的动手能力。