电子电位差计的校验与改变量程

　　1　工作原理

　　电子电位差计属于闭环原理工作的自动平衡式记录仪表的一种,实质上它是一个电压-位置随动系统,典型原理如图1所示。

　　输入电压Vi与反馈电压VAB相比较,如果Vi≠VAB,则差值经放大器放大后,驱动伺服电机M(该电机可正反转,常称可逆电机),移动电位器的动触点使偏差减小;当Vi=VAB时,电机停转,结果动触点A的位移与输入电压Vi的大小成正比。这样,和动触点连在一起的指针和记录笔便能将输入信号准确地指示和记录下来。这是一个闭环系统,如系统的环路增益较高,那么记录笔受到摩擦力等干扰不会影响记录精度。只要反馈电位器的线性度和稳定性比较好,放大器的零点漂移小,回路电流I0设置得够精确,这样的记录仪表便可得到较高的精度。

　　实际上,这种电压平衡的测量方法,在记录仪表出现之前,早已在电工测量中广泛使用了。人们为了高精度地测定未知电压,就使用图2所示的称为电位差计的仪表。图中,为了精确设定回流电路I0,使用了精密电阻R0及标准电池E0.在对未知电压测量之前,先把开关K打向右边,将回路电流在精密电阻R0上的压降与标准电势E0作比较,用灵敏检流计G检测差值的正负,通过调节电阻Rt,使检流计指示为零,用这样的方法把回路电流调整到标准值。这里,普通电池E1是电位差计的供电能源,而标准电池E0则是一种提供基准电压的特殊电池,它不能经常性向外供电,但电势值一般可准确到五位数字。因此,在图2中当配以同级精度的电阻R0时,可将回路电流I0调整得十分精确。

　　在电流标准化的操作完成以后,把开关K打向左边,便可对未知电压Vi进行测量。

　　2　实验所需设备

　　(1)XWD-102型电子电位差计(EU-2,0~1100℃)一台;

　　(2)UJ-22型直流电位差计一台;

　　(3)秒表一块;

　　(4)单、双臂两用电桥一台。

　　3　校验与改变量程的内容

　　按图3接好线,UJ型直流电位差计作为标准表,同时也是标准信号发生器,代替热电偶供给直流电势;XWD型电子电位差计作为被测表。

　　3·1　仪表的不灵敏区(即变差)的测定

　　在测量范围的10%,50%和90%3点上进行测定,测定中,输入信号增大(正向)与减小(反向)时,同一被检分度线上,输入信号的最大实际值与最小实际值之差来确定。计算公式如下:

　　式中Δ_指———指示不灵敏区

　　E′_实———输入信号增大时,被检分度线上最大的实际电量值,mV

　　E″_实———输入信号减小时,被检分度线上最小的实际电量值,mV

　　E_终———被测表量程上限所相当的电量值,mV