开路电压怎样测量_短路电流补偿测量

开路电压

电池在开路状态下的端电压称为开路电压。电池的开路电压等于电池在断路时（即没有电流通过两极时）电池的正极电极电势与负极的电极电势之差。

开路电压怎样测量

开路电压无法用电压表直接测量，那么，开路电压如何测量出来呢？

要测量开路电压，就要设法创造条件满足，流过被测电路“电流为零”的要求。只有这样测量出来的电压，才能称为严格意义上的开路电压。

用电位差计测量开路电压，电路原理图下如1所示。Ux是被测电路的开路电压，Rx是被测电路的内阻；Us标准电池或标准电压源（其电压非常稳定且已知）；U是稳定的工作电源，U》Ux，U》Us；AC是一段均匀电阻丝；G是灵敏电流计。

测量首先将开关掷于1，调节B触点使流过灵敏电流计G的电流为零。此时D与B点等电位，有：

Ux=UAB（1）设流过AB的电流为I，则UAB=IRAB或Ux=IRAB（2）其中RAB是AB段的电阻。

然后再将开关掷于2，调节触点B使流过灵敏电流计G的电流再次为零。此时D与B点等电位，有：US=IRAB’（3）其中RAB’是AB’段的电阻。

两种情况下灵敏电流计G都无电流流过，故（1）、（2）式中流过AB、AB’的电流I是相同的。因此可得：Ux/Us=RAB／RAB’（4）由R=pL/（S^2）可知，均匀电阻丝的电阻值跟它的长度L成正比，故有：RAB／RAB’=LAB／LAB，（5）LAB、LAB’分别为AB、AB’的长度。

联立（4）、（5）式，最后可得：Ux=（LAB/LAB’）Us（6）这样，只要测量出LAB、LAB’，利用US的已知值，就可以利用（6）式求出Ux。

这种方法只能测量直流电路的开路电压，对于交流电路，是不适用的。

实际测量

实际计算时，可视为开路处连有一个伏特表，伏特表读数，即为开路电压。但是干电池开路电压测量，使用磁电系仪表和数字式电压表，往往读出的数据有差异，有时相差30mV左右，所以测量时应按照以下步骤：

1.指针式电压表读数时，眼睛要正视，表针与镜面针及表盘刻度线重合。

2.量程的选择要在表盘的1/3-r2/3之间。

3.测量导线应有良好的接触端。

4.再将图片列出的表型参照各种规格电阻参数与测得的实际值进行修正。

电池内阻一定时，凡是电压表内阻大的，指示值就比较接近实际值，电压表内阻小，指示值误差就大。’与电池容量大时，其内阻小，不同类型电压表测得开路电压值的误差就小，数字电压表的内阻比磁电系电压表的内阻大得多，它测得的电池开路电压更接近电池实际开路电压，测得的数据更可靠。

有源二端网络中开路电压和短路电流测量的几种补偿测量方法的比较研究

1、短路电流和开路电压补偿测量法

1．1、短路电流补偿测量法

对于任何一个有源二端网络，它的外部特性可以等效为理想电流源ISC和电阻RS的并联组合支路，其中，ISC为原网络的短路电流，RS为原网络内所有独立电源置零后端口处的入端电阻。若电流表内阻为RA，则短路电流直接测量的相对误差。可见，直接测量法只适用于RA《《RS的情况（工程上认为，RS≥100RA时属于这种情况）。

1．1．1、电流源补偿法

短路电流的电流源补偿测量法如图1所示，其中，虚线框内为补偿电路。方法是，先用电流表粗测有源二端网络的短路电流，再用一个可调直流稳流源按图1连接电路，调节稳流源输出电流，当检流计G的读数为零时，C，D两点等电位，CD两端相当于短路，即补偿电路的接入没有改变原电路的工作状态，因此，这种补偿测量法完全消除了电流表内阻对测量短路电流带来的误差，电流表的读数即为有源二端网络的短路电流。

1．1．2、电压源补偿法

短路电流的电压源补偿测量法如图2所示，其中，虚线框内为补偿电路。方法是，调节电位器RP，使毫伏表读数为零，此时CD两端相当于短路，电流表的读数即为有源二端网络的短路电流。由于补偿电路的接入没有改变原电路的工作状态，因此，这种补偿法也完全消除了电流表内阻对测量带来的误差。

1．2、开路电压补偿测量法

对于任何一个有源二端网络，它的外部特性可以等效为理想电压源U0C和电阻RS的串联组合支路，其中，U0C为原网络的开路电压，RS为原网络内所有独立电源置零后端口处的入端电阻。若电压表内阻为RV，则开路电压直接测量的相对误差，可见，直接测量法只适用于RS《《RV，的情况（工程上认为，RV≥100RS时属于这种情况）。

如果有可调直流稳压电源，可以采用如图3所示的电路，虚线框内为补偿电路。方法是：先用电压表粗测CD两端的开路电压，然后调节直流稳压源的输出电压近似等于所测开路电压，将C’，D’两点分别与C，D两点相接，再细调直流稳压源输出电压。当检流计G中的电流为零时，CD两端相当于开路，即补偿电路的接入没有改变原电路的工作状态，此时电压表的读数即为有源二端网络的开路电压。因此，这种补偿测量法完全消除了电压表内阻对测量开路电压带来的误差。

如果直流稳压电源不可调，则可以采用如图4所示的分压电路，虚线框内为补偿电路。方法是：先用电压表粗测CD两端的开路电压，然后闭合开关K，调节分压器输出电压，使分压器输出电压近似等于所测开路电压，将C’，D’两点分别与C，D两点相接，再细调分压器输出电压，使检流计G中的电流为零，此时CD两端相当于开路，即补偿电路的接入没有影响原电路的工作状态，电压表的读数即为CD两端的开路电压。可见，采用这种补偿测量法也完全消除了电压表内阻对测量开路电压带来的误差。