电位差计误差分析

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1、电位差计的误差分析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：INCLUDEPICTURE"http://202.195.195.149/syjy/lw12_clip_image002.

2、jpg"*MERGEFORMATINET（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INCLUDEPICTURE"http://202.195.195.149/syjy/lw12_clip_image004.gif"*MERGEFORMATINET（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

3、，可得相对误差公式：INCLUDEPICTURE"http://202.195.195.149/syjy/lw12_clip_image006.gif"*MERGEFORMATINET（2）因INCLUDEPICTURE"http://202.195.195.149/syjy/lw12_clip_image008.gif"*MERGEFORMATINET是标准电池，故INCLUDEPICTURE"http://202.195.195.149/syjy/lw12_clip_image010.gif"*MERGEFORMATINET属量具误差。通常处理量具误差

4、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：INCLUDEPICTURE"http://202.195.195.149/syjy/lw12_clip_image012.gif"*MERGEFORMATINET（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，INCLUDEPI

5、CTURE"http://202.195.195.149/syjy/lw12_clip_image014.gif"*MERGEFORMATINET和INCLUDEPICTURE"http://202.195.195.149/syjy/lw12_clip_image016.gif"*MERGEFORMATINET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

6、响最大的一项，约占总误差的一半。只要使用电阻来调节INCLUDEPICTURE"http://202.195.195.149/syjy/lw12_clip_image018.gif"*MERGEFORMATINET和INCLUDEPICTURE"http://202.195.195.149/syjy/lw12_clip_image020.gif"*MERGEFORMATINET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。2温差电动势产生的误差不同金属相接触（如焊接点、电键、电刷、接线端钮等）时，将产

7、生接触电位差。当各接触点温度不同时，则产生温差电动势，简称热电势。对于精密电位差计，特别在被测量很小时，热电势的影响不容忽视。此外，因测量回路的热电势直接与被测电动势（或电位差）相串接，其影响最大。为了减小这项误差，在设计、制造电位差计时，应尽量选用彼此接触电位差小的金属元件和导线；在测量回路中应尽量减少焊接点、电键、电刷等；采用较小的工作电流，以减小元件的升温等。在使用时应注意，不要靠近冷源或热源（例如在直射阳光下进行测量）。当要求较高时，要采用恒温措施。INCLUDEPICTURE"http://202.195.195.149/syjy/lw12_clip_

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