电位差计的使用

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电位差计的使用范文第1篇

【关键词】 直流电位差计 示值误差 不确定度

1 适用范围

适用于直流电位差计示值误差测量结果的不确定度评定。

2 引用文件

（1）JJG123—2004《直流电位差计》检定规程；

（2）JJF1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》校准规范。

3 概述

（1）测量依据：JJG123—2004《直流电位差计》检定规程。

（2）测量方法：直流比较式电位差计是测量电压的仪器，它用一个已知电压与被测电压相互平衡。本方法采用直流比较的原理，利用改变比较仪中测量线圈匝数的方法来改变固定电阻上的电流，从而获得补偿电压，并可直接读数。

（3）环境条件：温度（20±0.5）℃，湿度（40%～60%）RH。

（4）测量标准：UJ42型直流比较仪式电位差计。

（5）被测对象：UJ25型直流电位差计。

（6）评定结果的使用。符号上述条件的测量结果，一般可参照使用本不确定度的评定方法，UJ25型直流电位差计第Ⅰ盘的第10个测量点测量结果的不确定度可直接使用本不确定度的评定结果。

4 数学模型

式中：—被测量UJ25电位差计的示值误差，V；—被测UJ25电位差计的示值，V；—测量时在标准器UJ42比较式电位差计上读取的值，V。

5 各输入量的标准不确定度分量的评定

5.1 输入量的标准不确定度分量的评定

输入量的标准不确定度分量主要由重复性测量引入的不确定度分量、数据修约引入的不确定度分量两个方面。

5.1.1 重复性测量引入不确定度分量的评定

用UJ42作标准器时，被测电位差计UJ25，准确度等级为0.01级，以第Ⅰ盘的第10个测量点为例，连续进行10次重复测量，得到测量列为（单位：V）：1.0000010、1.0000004、1.0000008、1.0000002、1.000006、1.0000018、1.0000014、1.0000004、1.0000005、1.0000008。

5.1.2 据修约引入的不确定度分量的评定

5.1.3 被测仪器引入的不确定度的合成

5.2 输入量的标准不确定度分量的评定

输入量的标准不确定度分量主要由直流比较仪式电位差计最大允许误差引入的不确定度分量、检流计灵敏度误差引起的不确定度分量、电位差计的工作电流相对变化引入的不确定度分量。

5.2.1 直流比较仪式电位差计最大允许误差引入的不确定度分量的评定

5.2.2 检流计灵敏度误差引起的不确定度分量的评定

5.2.3 电位差计的工作电流相对变化引入的不确定度分量的评定

5.2.4 输入量的标准不确定度分量的合成

6 合成不确定度的评定

6.1 灵敏系数

6.2 各不确定度分量汇总（如表1）

6.3 合成标准不确定度的计算

7 扩展标准不确定度及相对扩展标准不确定度的评定

8 测量不确定度的报告

被测电位差计UJ25，准确度等级为0.01级，以第Ⅰ盘的第10个测量点的测量结果不确定度为：，

参考文献：

电位差计的使用范文第2篇

关键词:测量不确定度;标准装置;温度测量仪表

温度测量控制仪表在陕西华山化工集团有限公司化肥生产过程中应用广泛,对安全生产、优质低耗、稳产高产有着至关重要的作用。如何根据被检温度仪表的准确度及信号类型正确选用检定装置,检定装置的测量不确定度如何计算,本文将进行讨论。

一、标准仪器的选择

温度仪表所配的传感部件多为热电偶式和热电阻式一次部件。配热电偶的温度仪表其输入信号一般为毫伏级的直流电压量;配热电阻的温度仪表其输入信号为直流电阻量。要对这类仪表进行检定校准,首先应根据不同的输入信号选择不同的标准仪器和采取相应的接线方法。毫伏电压信号选用图1、图2方法,电阻信号接线方式选用图2,按三线制或两线制接线,标准器选用直流电阻箱。

在确定了检定装置的标准仪器种类以后,则要根据被检仪表的准确度级别、配用的一次测温部件的分度号或输入信号的量程范围,依据检定规程JJG74-1992《自动平衡式显示仪表检定规程》、JJG617-1996《数字温度指示调节仪检定规程》、JJG951-2000《模拟式温度指示调节仪检定规程》等技术规程中对标准器准确度的要求来确定标准器的准确度。

陕西华山化工集团有限公司应用的温度测量控制仪表准确度等级为0.5级,为满足普遍使用的原则,将主标准器选用UJ31型0.05级直流电位差计(含配套的标准电池、检流计、标准电位差计供电电源)及0.05级直流毫伏信号源和0.02级直流电阻箱等辅助设备组成温度仪表的检定标准装置。主标准器也可选用数字电压表。

二、接线

具有参考端温度自动补偿电阻的仪表用补偿导线法检定时按图1接线,用锰铜电阻法测量接线端子处温度法检定时按图2接线。不具有参考端温度自动补偿电阻的仪表检定时按图2接线。

三、检定标准装置的测量不确定度

标准装置选定后,应对整套检定标准装置的测量不确定度进行计算分析,以评定其是否符合检定规程的要求,一般应符合高一等标准不确定度宜取为被检仪器不确定度的1/3-1/10的选用原则。温度仪表基本误差的检定方法采用直接比较法,即用标准仪器向被检仪表输入一个标准信号或用标准仪器检测输入给被测仪表的同一个信号,读取标准和被测仪表上的示值,将两者进行比较得出误差值。通常影响测量不确定度的因素有以下方面:标准器的测量不确定度;专用连接导线、补偿导线的测量不确定度;零度恒温器的温度稳定性;串接电阻的允差;环境条件的影响;人员操作的影响;被检仪表的变动性等。在使用时应根据具体的接线方式和检定方法进行具体的分析。

四、测量不确定度的计算

用0.05级的直流电位差计UJ31作为标准器检定XWCJ-101型分度号为K、测量范围(0℃-1100℃)、准确度0.5级的自动平衡记录仪。现评定其测量不确定度,并检验整套检定设备的误差是否符合检定规程要求并小于被检仪表允许误差的1/3。该被检仪表具有参考端温度自动补偿,接线方式如图1方式。仪表的基本误差的计算公式为:

=Ad-(As+e)

式中:――基本示值误差;Ad――被检仪表示值;As――标准仪器示值;e――补偿导线修正值。

在检定规程规定的环境条件下进行检定校准,环境温度、湿度等影响可忽略不计。人员操作的影响和被检仪表的变动性体现在检定校准的重复性中。检定校准的测量不确定度来自于:主标准器的测量不确定度u1;专用连接导线、补偿导线的测量不确定度u2;零度恒温器的温度稳定性u3;重复性测量的不确定度u4。以上各不确定度分量互不相关,合成标准不确定度uc:

uc=

现计算各不确定度分量及自由度。

第一,主标准器的测量不确定度u1;直流电位差计的标准不确定度分量按B类不确定度评定。按JJG123-1988《直流电位差计检定规程》,直流电位差计的允许误差为:

Elim=±(+X)

式中:a――直流电位差计的准确度等级;UN――直流电位差计基准值,UJ31的UN=0。1;X为测量示值,分度号为K的记录仪输入电位最大值约为0.045119V。

由此得出最大允差的区间半宽度E:

E=(+0.045119)=0.028mV

该误差在此区间内为均匀分布,故包含因子k1=。该记录仪在最大量程1100℃的热电势率为0.03785Mv/℃,所以:

u1==0.43℃

可以认为此项不确定度很可靠,其自由度ν=∞。

第二,补偿导线修正值的不确定度u2;补偿导线修正值的测定方法是依据一级镍铬-镍硅热电偶的检定方法进行的,其允许误差为±1.5℃,按正态分布考虑,故包含因子k2=3,此项不确定度为:

u2=1.5/3=0.5℃

此项不确定度很可靠,其自由度ν=∞。

第三,零度恒温器的温度稳定性u3;零度恒温器的恒温准确度为0±0.1℃,温度稳定度为±0.05℃。按均匀分布考虑,k3=,所以:

u31=0.1/

u32=0.05/

由此得到:u3==0.06℃,其自由度ν=∞。

第四,重复性测量的不确定度u4按A类不确定度来评定重复性不确定度。在室温23℃,湿度75%[检定规程规定为(20±5℃)、(30-85)%]实验室条件下,在刻度1000℃点进行重复性测量,测量次数n=6次,数据如表1所示。

用贝塞尔公式求得单次测量标准差为:

S==0.009mV

在1000℃的热电势率为0.03898mV/℃,所以:

u4=S/0.03898=0.24℃

其自由度为:

ν=6-1=5

第五,合成不确定度如表2所示。

合成不确定度等于:

uc==0.7℃

uc的有效自由度为:

νcff=u4c(+++)=361

根据置信水平p=0.95,有效自由度νcff=361,查t分布值表得到t0.95(νcff=361)=1.98。

所以kc=1.98,因此扩展不确定度应为:

U=kcuc=1.98*0.70=1.4℃

0.5级自动平衡记录仪量程0-1100℃,最大允许误差为:

=±1100*0.5/100=5.5℃

U =1.4

所以,在这里用UJ31作为主标准器组成的检定校准装置是符合检定规程要求的。

参考文献:

1、模拟式温度指示调节仪检定规程[M].中国计量出版社,2000.

2、数字温度指示调节仪检定规程[M].中国计量出版社,2004.

3、动圈式温度指示、位式调节仪表检定规程[M].中国电力出版社,2002.

4、电子自动电位差计检定规程[M].计量出版社,1984.

5、动圈式温度指示、位式调节仪表检定规程[M].中国电力出版社,2002.

电位差计的使用范文第3篇

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电位差计的使用范文第4篇

关键词：物理实验；实验教学；综合能力

中图分类号：G42文献标识码：A文章编号：1672-3198（2008）08-0290-01

1 推进物理实验教学改革

1.1 加强学生基本实验的训练

在物理实验教学中，加强学生基本实验、实验技能的训练是强化学生基本素质、改善学生知识结构、培养创新人才的需要。所以实验教学中对规定的普及性实验，如：基本物理量的测量，基本实验仪器的使用，基本学习在实验前必须预习，做到实验目的明确、实验原理清楚、实验步骤条理分明、熟悉实验仪器的操作。在教学方法上采用灵活多样的形式，可分为两个层次来安排教学。第一层次为实验技能和常用仪器，如一般的游标卡尺、千分尺、万用表、电压表、电流表、电位差计、示波表等的使用和相应的实验。在教学方法上采用开放选作的形式，即开放几个实验室，安排一定的时间，采用由学生自由选做的方式，以尽快地让实验基础差的学生达到进入实验室实验的水平，也可使基础水平好的学生可以有时间进行选作或做必做的实验，学到更多的实验知识。第二层次为基本的经典性实验。为了充分发挥学生的能力，在教学方法上实行因材施教，在实验内容上只规定最基本的要求，在限定的时间内，让学生充分发挥主观能动性，同时让有兴趣和学得较好的学生可以选作和深化，通过基本物理实验的学习，学生也就了解了物理实验的基本要求及其测量原理和方法；学会基本的误差处理方法，并能准确地处理数据和书写实验报告。

1.2 变被动性实验为主动性物理实验

过去的物理实验，学生总是按老师上课时所教的实验的目的要求、所用仪器、实验步骤等来进行实验，这样大大的妨碍了学生的自主能力，不利于学生的思维发展及能力的体现，因此应该变被动实验为主动实验。所谓的主动实验主要有两个层次。第一个层次是：在老师的指导下，学生根据老师提出的实验课题，自己设计实验目的、步骤，自己选择仪器，在遵守安全守则、尊重实验客观事实的基础上，动手进行实验，从而得到实验的结果并进行分析，从而得出结论。同时，老师还可以从旁指导，引导学生对课本上的实验进行分析的基础上，找出它们的缺点，提出自己的改进意见。这样既可以使实验更加完善、实验结果更加准确，同时又可以锻炼学生的主动性，增强他们的观察力和创造力，从而让他们的素质得到提高。第二个层次是：老师可以在原有的实验基础之上，引导带领学生进行相关实验的设计，运用不同的实验方法解决不同的物理问题，也就是设计性的实验。比如在介绍了箱式电位差计工作原理并进行实验之后，利用电位差计引导学生对如何测电源电动势、测电路中电流、待测电阻、校正电压表、校正电流表等。这样可以引导学生设计多种电路图，引导他们对测量范围超过电位差计量程时用到了分压、分流电路，并用电阻箱代替滑动变阻器以便计算待测量。当然，老师还可以请设计方案优秀者上台讲解设计思路，激发全班学生的创新能力。在引导学生在设计实验过程中，尤其要启发学生发现问题、分析原因、寻找更好的解决问题的方法、重新设计实验、再发现问题……这种有序的启发对培养学生的创造性思维是十分重要的。

1.3 在物理实验中加入多媒体技术

教学效果的好坏,与电子课件的制作、多媒体与传统教学方式的结合技巧有着直接的关系，课件在制作上不宜过多，尤其文字不宜过多，推导过程不宜过多。课件主要内容应该包括：各章节的内容简介、定理定律、公式、图片、习题，而问题讨论、公式推导、习题解答等应该配合板书完成。课件的缺点之一是不能同时再现几个页面，同一个问题如果不能在同一个页面显示，其前后的呼应关系就无法直接显示。所以，有些在后续讲解中立刻要用到的公式及图形，应该在黑板上短暂保留。另外，课件中每一次出现的文字内容不宜过多，否则，容易给学生造成视觉上的混乱。多媒体教学模式的引入，极大地改善了教学环境，提高了教学效率，使当前课时减少、信息量不断增大的矛盾得以缓解，但多媒体教学的一种辅助手段不能取代教学活动的全部过程。采用多媒体教学，学生往往只能听见教师的声音，而看不见教师的表情，这就影响了教师与学生的互动交流，以至有的学生不喜欢电子课件授课。因此，教师在教学中应根据需要灵活选择教学模式――电子课件与黑板，将多媒体教学与传统的教学方式有机地结合起来，将教师循序渐进的讲解与学生逻辑思维的过程有机地结合起来，形成互动教学模式，,达到良好的教学效果。

2 提高学生的综合素质能力

2.1 基本实验培养学生的观察能力与动手能力

众所周知，观察和实验是物理的基石，学生观察能力的

培养是增强学生实验能力的重要环节。那些新奇的、对生活有意义的知识和问题，能使学生有很大的兴趣。在观察一些物理现象时，教师可引导学生注意整个现象发生的过程、产生的条件和特征等。如在观察“摩擦起电”现象时，要提示学生注意：“手帕摩擦过的塑料膜对碎纸屑有什么作用？手帕摩擦过的两块塑料膜，在相互接近时，会发生什么现象？把用手帕和毛皮分别摩擦过的两块塑料膜靠近些，它们之间会产生什么现象？”通过观察，学生自己得出了摩擦过的物体带电及同种电荷相斥，异种电荷相吸的结论。通过观察，不仅成功地激发了学生的学习兴趣，满足了学生的求知欲望，而且有利于发展学生的观察能力，而这将对学生的实验能力培养产生重要的作用。

以往实验教学存在的主要问题是学生动手操作能力不强。这主要与实验教学目的、重点不明确有关。为了突出能力培养这一中心，应加强操作环节，增强学生的动手机会。以往供学生操作使用的仪器越少，学生完成实验反而越快。究其原因，主要是一些动手能力差的学生干脆当“观众”，这部分当“观众”的学生光看不动手，也不留心观察实验现象，只照抄别人记录相关数据。为改变这一状况，一方面应改善教学设备，增加仪器，减少每组人数，增加学生动手机会;另一方面，实验时指导教师应精讲要点，准确示范，启发思考，耐心辅导，并采取逐个检查过关的方法，让学生大胆动手操作，教师在旁边指导纠正。还有一方面，物理实验课要彻底转变以教师为中心的传统模式。教师讲清楚最基本的操作、注意事项，把实验放心地留给学生做。在课堂上亲自动手独立完成实际实验，使学生在做实验的同时，在物理实验的基本知识、基本方法和基本技能诸方面受到系统而严格的训练，能够掌握一些常用仪器的操作，增加实际动手的机会。笔者在实践中发现，由于加强操作环节教学，学生一致反映:通过自己独立实验主动性增强了，自觉地钻研教材，研究实验原理，探讨实验方法，达到了培养学生用实验手段解决实际问题的能力。

2.2 主动性设计型实验培养学生创新能力

在常规的实验教学中，学生只要按书本上的详细步骤操作，在现成的表格里填数据，再把目的、原理、数据、结论抄一遍即可作为实验报告上交，这种教学学生很被动，难以培养学生探索和创新精神。因此，为了培养学生的创新能力，应在上好传统基础实验课的同时，积极探讨开设综合应用的设计实验，培养学生独立解决问题的能力。开设设计性实验，培养学生创新能力的具体办法是期末根据课堂教学内容和以往做过的实验，提出几个有针对性的、实用性和综合性的实验命题，让学生自己设计全套实验方案，方案经教师审定修改批准后，在指定的时间内完成。

实践表明，实验是调动学生动手和动脑积极性的一项有效措施。要力求使学生感到实验有探索价值和有设计的必要，并能引起兴趣，能培养动手动脑能力。实验应注意联系教学实际，要从学生及实验的具体情况出发,通过启发引导，注意控制实验难度，降低思维台阶，逐步提高认知水平，进而达到培养学生综合能力的目标。

参考文献

电位差计的使用范文第5篇

关键词：合成；计量器具；不确定度

1 被测和标准重复性不确定度的合成

在热工计量器具的比较检定中，通过被检计量器具和作为标准的计量器具（以下分别简称被检和标准）进行比较来确定被检的示值误差或分度关系。在评定源于重复性的不确定度时有的需由被检和标准分别评定，然后再进行合成；而有的则只需由被检或标准中的一组测量结果进行评定，这要由不同的计量器具和测量方法而定，下面分别进行讨论。

被检和标准都存在分散性、即两组测量列中各个测量结果不一致。这种情况应分别评定它们的不确定度，然后再作为两个分量进行合成。如标准温度灯等光学辐射测温仪器；热电偶、热电阻、液体玻璃温度计等在检定炉和恒温槽中检定、分度的计量器具；压力流量计量仪器中的旋叶式水表等的检定或分度都属于这一类型。

被检和标准的测量结果中，有一组不存在（实际上是未反映出）分散性，即其中一个测量列的各次测量结果相同。如以直流电位差计、标准电压发生器、直流电组箱为标准，检定模拟式和数字式温度指示调节仪，被检仪器指示或显示同一刻（度）线或检定点示值。对于这种情况其重复性的不确定度应由标准器的测量结果进行评定。对有的仪器也可采用由标准器给出检定点的信号，由被检仪器测量结果进行评定。如用活塞压力计检定弹簧管式压力表；以标准液体压力计检定台式血压计等都是标准器的示值不变，重复性的不确定度由被检仪器的测量结果进行评定。

对于这类仪器的重复性不确定度评定，从形式上看只是被检或标准中一组的测量结果所确定，但实际上导致测量结果分散性的影响量却包含了对两者的影响，是综合效应的结果。如模拟式仪器的读数误差、数字式仪表的分辨力，以及环境条件的影响都会在测量结果中反映出来。不能认为这一类仪器检定的不确定度评定只是由被检或标准中的一组所决定，而遗漏了另一阻。因此，也就无须分别计算被检和标准的不确定度，否则将造成重复。如以标准电压发生器或直流电位差计检定一数字仪表，被检仪表测量结果相同，虽然数字表存在分辨力导致的不确定度未直接反映出来，但这个因素会反映到标准器的测量结果中。

2 测量循环中的测量结果

很多热工测量仪表的示值误差检定要求作正、反向（行程）测量，即从仪表测量下限开始增加输入信号，经过预先选定的各检定点到仪表测量上限，作为正向（行程）测量，然后再从测量上限返回到测量下限作为反向（行程）测量，正、反向测量一起构成一个测量循环。因此，一个测量循环中每个检定点获得正、反两个测量结果。在重复性不确定度评定实验中，进行多个测量循环，从而可获得正、反向测量的两个测量列，在实验标准差计算中，应根据仪器对检定结果的要求来确定是选用单向还是双向测量结果。1）在检定结果中要求各测量结果均不得超过最大允许误差，则使用单向（一般多采用正向）测量结果进行评定；2）如果要求给出测量结果（包括正、反向）平均值则应取（正反）双向测量结果进行计算。重复性是反映测量结果的随机效应，但在正、反向两个测量列中存在着不同的系统效应，从而使测量结果中会有这种效应的影响。

例：一弹簧管式一般压力表和一弹簧管式精密压力分别进行重复性实验，都是进行了6个测量循环（n=6），每个实验点共有12个测量结果（正、反各有6个）。在实验标准差计算中对一般压力表按①要求，取n=6；而对精密压力按②要求，则取n=12。

3 重复性不确定度的表示

4 实验点的选择和读数方法

热工计量仪器不确定度评定中，实验点的选择应由被检、标准、测量用仪器乃至辅助设备等综合考虑。对于按A类方法评定重复性的不确定度时主要应从仪器的工作原理、结构以及读数装置等方面考虑，原则上是以重复性大的点作为实验点、

一般来说模拟式热工仪表由于测量读数误差的影响，在接近测量标尺上、下限区间重复性造成的不确定度要大，特别是具有弧形度盘的仪器更是如此。对于数字式热工仪表、线性量化误差大的点重复性要差。如S型分度、测量范围为（0～1600）e数字温度计在800e点附近测量读数的分散性要大于其他点。

在测量读数方法上，采用令被检指示同一检定点（或刻线），由标准进行读数较之由标准给出检定点（或刻线）同一信号、而由被检进行读数的测量结果要准确。在为不确定度评定进行实验时所采用的测量读数方法应与相应检定规程的规定一致。

5 评定方法的选用