实验报告-温差电动势的测量
实验报告-温差电动势的测量
大学物理实验报告
实验3-7 温差电动势的测量
一、实验目的：
测量热电偶的温差电动势。
二、实验器材：
UJ31型箱式电位差计、热电偶、光点式或数字式验流计、标准电池、直流稳压电源、温度计、电热杯、带温度显示的水浴锅、保温杯。
三、实验原理：
1、热电偶
两种不同金属组成一闭合回路时，若两个接点A、B处于不同温度T0和T，则在两接点A、B间产生电动势，称为温差电动势，这种现象称为温差现象。温差电动势ε的大小除和热电偶材料的性质有关外，另一决定的因素就是两个接触点的温度差（T-T0）。电动势与温差的关系比较复杂，当温差不大时，取其一级近似可表示为
ε =C（T-T
0）
式中C为热电偶常数(或称温差系数），等于温差1℃的电动势，其大小决定于组成热电偶的材料。
热电偶可制成温度计。为此，先将T0固定用实验方法确定热电偶的ε-T关系，称为定标。定标后的热电偶与电位差计配合可用于测量温度。与水银温度计相比，温差电偶温度计具有测量范围大（-200～2000℃），灵敏度和准确度高，便于实验遥测和A/D变换等一系列优点。
2、电位差计
电位差计时准确测量电势差的仪器，其精度很高。用伏
特表测量电动势x E，伏特表读数为U=x E-IR，其中R为
伏特表内阻。由于U 势。只有当I=0时，端电压U才等于电动势x E。 如图，如果两个电动势相等，则电路中没有电流通过，I=0， N E =x E 。如果 N E 是标准电池，则利用这种互相抵消的方法就能准确地测量被测的电动势x E ， 这种方法称为补偿法，电位差计就是基于这种补偿原理而设计的。 在实际的电位差中， N E 必须大小可调，且电压很稳定。电位差计的工作原 理如图所示，其中外接电源E 、制流电阻P R 和精密电阻AB R 串联成一闭合电路，称为辅助回路。当有一恒定的标准电流 o I 流过电阻AB R 时，改变AB R 上两滑动头C 、D 的位置就能改变C 、D 间的电位差 CD V 的大小。由于测量时应保证 o I 恒定不变，所 以在实际的电位差计中都根据o I 大小把电阻的数 值转换成电压值，并标在仪器上。CD V 相当于上面 的“ N E ”，测量时把滑动头C 、D 两端的电压 CD V 引出与未知电动势x E 进行比 较。 （1）校准： 根据标准电池电动势N E 的大小，选定C 、D 间的电阻为 N R ， 使 N E = o I N R ，调节P R 改变辅助回路中的电流，当验流计指零时，AB R 上的电压 恰与补偿回路中标准电池的电动势N E 相等。由于 N E 和 N R 都准确地已知，这时 辅助回路中的电流就被精确地校准到所需要的o I 值。 （2） 测量： 把开关倒向x E 一边，只要x E ≤o I N R ，总可以滑动C 、D 到' D 'C 、使检流计再度指零。这时'D 'C 、间的电压恰和待测的电动势x E 相等。设'D 'C 、之间的电阻为 x R ，可得x E = o I x R 。因 o I 已被校准，x E 也就知道了。 由于电位差计的实质是通过电阻的比较把待测电压与标准电池的电动势作比较，此时有 N N x x E R R E = 因而只要精密电阻AB R 做得很均匀准确、标准电池的电动势 N E 准确稳定、 检流计足够灵敏、电源很稳定，其测量准确度就很高，且测量范围可做的很广。但是，在电位差计的测量过程中，工作条件常易发生变化（如辅助回路电源E 不稳定，制流电阻P R 不稳定等），为保证工作电流标准化，每次测量都必须经过校准和测量两个步骤，且每次要达到补偿都要进行细致的调节，所以炒作较为繁琐、费时。 由于数字式电压表的精度和准确度都很好，温差电动势的测量也可以采用数字电压表。测量前，需要把数字电压表的两个接线端连接起来，对数字电压表进行调零。把数字电压表的两个接线端接在温差电偶的两个信号输出端，选择合适的电压量程，就可以开始测量。 四、实验步骤 1、给水浴锅加水至与烧杯内水面相平，盖好盖子，给保温杯装适量水。 2、把数字万用表调零。 3、将热电偶的一端置于水浴锅中，另一端置于保温杯中。 4、将数字万用表和热电偶的红黑接线柱相连，接通电源，开始实验 5、测量升温过程不同温度点的温差电动势。从61℃开始，每隔4℃测量一次，至89℃为止。数据记录到表3-7-1内。注意，在这个温度梯度中，任选两组温度进行数据记录，作为验证组。 表3-7-1 测量数据表 热端温度T /℃ 开尔文温标T/K 降温电动势 /mV 五、数据记录： 表3-7-1 测量数据表 六、数据处理 1、利用最小二乘法定出温差系数C 。 根据表3-7-1 测量数据表的数据，作图有： 由上图可知，热电偶的温差系数为 C=4.34×10-2mV/K 热电偶的ε-T 关系为ε为 ε=4.34×10-2T-13.186 （1） 热端温度T /℃ 61 65 69 73 验证组 77 81 验证组 85 89 75 83 开尔文温标T/K 334 338 342 346 348 350 354 356 358 362 降温电动势 ε/mV 1. 29 1. 47 1. 66 1. 82 1. 90 1. 98 2. 15 2. 25 2. 35 2. 51 2、ε-T 关系的验证。 将实验组数据带入（1）式中有 ε验证1=4.34×10-2×348-13.186=1.917mV ε验证2=4.34×10-2×356-13.186=2.264mV 则 ε的验证值和真实值之间的误差为： % 58.0%100250 .2250 .2-.2642%100| -|% 84.0%100900.1900 .1-917.1%100| -|2 22111=?= ?=?=?真实真实验证真实真实验证εεεεεε 七、实验结论 由以上数据处理可知，两组的验证值和实验值的误差分别为 0、84%和 0.58%，在误差的范围内，可以认为ε验证1=ε真实1，ε验证2=ε真实2。所以温差电 动势和温度之间的关系可以用式子（1）来表示，即 ε=4.34×10-2T-13.186 八、误差分析 1、升温过快，认为数据记录不够准确。 2、水浴锅所带的温度显示器所测出的温度为水浴锅中水的温度，不是烧杯中水的温度，水浴锅中的水达到了所需要的温度而烧杯中的水可能还未达到所需温度，这就给数据记录带来了误差。 九、思考题 1、使用电位差计测量位置电压前要进行哪些操作？ 答：检查电位差计量，计量检定合格证是否真实有效；大致判断要测量的电压范围，确认是在电位差计的测量范围之内，否则不能进行测量；接线；标 第 3 节、测量电源的电动势和内阻 一、选择题： 1、在《测定电源电动势和内阻》的实验中，为使实验效果明显且不易损坏仪器，应选择下列哪种电源为好（） A、内阻较大的普通干电池 B、内阻较小的普通蓄电池 C、小型交流发电机 D、小型直流发电机 2、图所示为《测定电源电动势和内阻》的电路图，下列说法中正确的是（） A、该电路图有错误，缺少一只与电流表相串联的保护电阻 B、用一节干电池做电源，稍旧电池比全新电池效果好 C、几节相串联的干电池比单独一节干电池做电源效果好 D、实验中滑动变阻器不能短路 3、为了测出电源的电动势和内阻，除待测电源和开关、导体以外，配合下列哪组仪器，可以达到实验目的：（） A、一个电流表和一个电阻箱 B、一个电压表、一个电流表和一个滑动变阻器 C、一个电压表和一个电阻箱 D、一个电流表和一个滑动变阻器 4、在《测定电源电动势和内阻》的实验中，进行数据处理时的作图，正确做法是（） A、横坐标I 的起点一定要是零 B、纵坐标U 的起点一定要是零 C、使表示实验数据的点尽可能地集中在一边 D使表示实验数据的点尽可能地布满整个图纸 5、用电压表、电流表测定a、b 两节干电池的电动势E a、E b和内电阻 r a、 r b时，画出的图线 如图所示，则由此图线可知（） A、 E a＞ E b、 r a＞ r b B、E a＞ E b、 r a＜ r b C、 E a＜ E b、 r a＞ r b D、E a＜ E b、 r a＜ r b 6、如图所示为两个电池的路端电压U 随电流 I 变化的图线，已知图线a∥ b，则两个电池的电 动势 E a、 E b和内电阻r a、 r b的关系是（） A、 E a=E b、 r a=r b B、 E a＞ E b、r a=r b C、 E a＞ E b、 r a＞r b D、 E a=E b、 r a＞r b 7、如图所示是根据某次实验记录的数据画出的U— I 图线，关于此图线，下列的说法中正确的是：（） A、纵轴的截距表示电源的电动势，即E＝ 3.0V 江西理工大学建筑工程测量 实验报告 专业建筑学 年级13级 班级**** 学号**** 姓名**** 2015年月日 目录 第一部分实验项目内容及要求第二部分实验报告 第三部分实验心得体会和建议 第一部分实验项目内容及要求 第二部分实验报告 实验报告一 日期2015.10.10 班组第六组学号*号姓名**** ㈠完成下列填空 1.安置仪器后，转动三个脚螺旋使圆水准器气泡居中，转动 目镜对光螺旋看清十字丝，通过镜筒上方的缺口和准星瞄准水准尺，转动水平微动螺旋精确照准水准尺，转动物镜对光螺旋进行对光消除视差，转动微倾螺旋使符合水准器气泡居中，最后读数。 2.消除视差的步骤是转动目镜对光螺旋使十字丝清晰，再转动 物镜对光螺旋使水准尺的分划像清晰。 ㈡实验记录和计算 1.记录水准尺上读数填入表2-1-1中。 表2-1-1 2.计算(基于黑红面读数的平均值) ⑴A点比C点低0.199 m。 ⑵B点比D点高0.388 m。 ⑶C点比E点高0.154 m。 ⑷假设C点的高程H C=158.936 m，求A点、B点、C点、D点、E点的高程，即：A A= 158.737 m，H B= 159.070 m，H C= 158.936m，H D= 158.682 m，H E= 158.782 m，水准仪的视线高程 H I= 160.458 m。 ㈢出图2-1-1中水准仪各部件的名称 图2-1-1 1）目镜对光螺旋；2）望远镜； 3）水准管；4）水平微动螺旋； 5）圆水准器；6）校正螺旋； 7）水平制动螺旋；8）准星； 9）脚螺旋；10）微倾螺旋； 11）水平微动螺旋；12）物镜对光螺旋； 13）缺口；14）三脚架。 实验报告二水准测量 日期2015.10.10 班组第六组学号*号姓名*** ㈠水准测量的外业记录及其高程计算 实验数据记入表2-2-1，进行高程的计算，并进行验算，以确保各项计算准确无误。 表2-2-1 水准测量的外业记录及其高程计算 测量电源的电动势和内电阻 电源电动势和内阻测量的基本方法有三种 实验数据处理方法有两种（至少测六组数据计算取平均值，和绘制图像） 方法一、如图1所示： （1）原理：E=U+Ir （2）数据处理： （一）计算 （1）任取两组数据，由E 测=U 1+I 1r 测 E 测=U 2+I 2r 测 解得：E 测= 1 22 112I I U I U I -- r 测= 1 22 1I I U U -- 最后取三组计算结果的平均值为测量结果。 （2）误差分析：E=U 1+（I 1+ V R U 1 ）r E=U 2+（I 2+ V R U 2 ）r 式中E 、r 为电源电动势和内阻的真实值。 解得：E= V R U U I I U I U I 2 1122 112)(-- -->E 测 r= V R U U I I U U 2 1122 1)(-- -->r 测 即：电动势和内阻的测量值均偏小。 （二）做图像：描点法做图： （1）由U=E-Ir 可知，测出几组U 、I 值，作出如图2所示的U —I 图象，图线在U 轴上的截距为E 。图线的斜率的绝对值为电阻r= 2 12 1I I U U --。 （2）误差分析：如图3所示 如图1，闭合电路的欧姆定律U=E-Ir 中的I 是通过电源的电流，而图1电路由于电压表分流存在系统误差，导致电流表读数（测量值）小于电源的实际输出电流（真实值）。设通过电源电流为I 真，电流表读数为I 测，电压表 内阻为R v ，电压表读数为U ，电压表分流为I v ，由电路结构，I I I I U R v v v 真测，而=+=，U 越大，I v 越大，U 趋于零时，I v 也趋于零。 它们的关系可用图3表示，由测量数据画出的U-I 图角为图象AB 。根据修正值，图线上每点电压对应电流的真实值大于测量值，作出修正之后的U-I 图线CB 。 1图2 图3 图1 热电偶 1t 热端0t 冷端 实验名称 温差电动势的测量 一、前言 1821年德国物理学家塞贝克（T.J.Seeback ）发现：两种不同金属导线两端接合成回路，当结合点的温度不同时，在回路中就会有电流和电动势产生，后来称此为塞贝克效应。其中产生的电动势称为温差电动势，上述回路称为热电偶。 在实际测量中，为了提高测量精度，使测量更加方便快捷，经常将一些非电学量（如温度、速度、长度等）转换为电学量进行测量。热电偶就是这样一种利用温差电效应制作的，将非电学量（温度）转化成电学量（电动势）来测量的一个实际例子。用热电偶测温具有许多优点，如测温范围宽、测量灵敏度和准确度较高、结构简单不易损坏等。此外由于热电偶的热容量小，受热点也可做得很小，因而对温度变化响应快，对测量对象的状态影响小，可以用于温度场的实时测量和监控。因此，热电偶在温度测量、温差发电和控制系统中得到广泛应用。 二、教学目标 1、观察并了解温差电现象。 2、掌握电势差计的工作原理，学会使用箱式电势差计。 3、通过测量热电偶的温差电动势，学会对热电偶进行定标的方法。 4、学会使用光点式检流计。 三、教学重点 1、热电偶的定标。 四、教学难点 1、箱式电势差计的使用。 五、实验原理 两种不同金属（如铜和康铜）组成一个闭合回路，如图1所示，当两个接触点温 图2 t E 与10t t -的线性关系曲线 1t 热端 10 ()t E V 度不同，则在两接触点间将产生电动势，回路中会出现热电流，此现象称为温差电现象，产生的电动势称为塞贝克电动势，也称为温差电动势。这种由两种不同金属焊接并将接触点放在不同温度下的回路称为热电偶，其高温端称为自由端或工作端，低温端称为自由端或冷端。热电偶的温差电动势大小由热端和冷端的温差决定，其极性热端为正极，冷端为负极，其关系式如下： 210101 ()()2 t E t t t t αβ=-+-+ ＝ （1） 式中t E 为温差电动势，1t 为热端温度，0t 为冷端温度，α和β是由构成热电偶的金属材料决定的常数。当冷热端温差不大时，αβ ，上式可简化为： 10()t E t t α=- （2） 故温差电动势t E 与冷热端温差01t t -成线性关系。比率系数α称为温差电偶的温差系数或称热电动势率。 将热电偶，电势差计等其他相关仪器组合在一起便构成了热电偶温度计。当已知冷端温度，并测出其温差电动势后，便可求出热端温度： 10t E t t α = + （3） 显然，使用热电偶温度计测量温度时，必须进行定标。所谓定标就是要确定温差电动势的大小与温度差的对应关系，即确定热电偶温差系数α的值。实验中，由于热电偶热端温度1t 不可能很高，故可通过式（2）作出t E 与10t t -的线性关系曲线，用图解法求出 α。如图2所示，在曲线上取t E ?与()10t t ?-，则有 10()t E t t α?= ?- （4） 六、实验仪器 UJ31型箱式电势差计，直流复射式检流计、铜-康热电偶、标准电池、高稳定直流电源、保温瓶、搪瓷杯、温度计、导线。 测电源的电动势及内阻 一、伏安法（U -I 法） 这是课本上提供的常规方法，基本原理是利用全电路欧姆定律，即U =E -Ir ，测出路端电压及电路中的总电流，用解方程组的办法求出电动势和内阻．原理图如图1所示，实验基本器材为电压表和电流表．改变不同的R 值，即可测出两组不同的U 和I 的数据，有 E =U 1+I 1r ①，E =U 2+I 2r ② 由①②式得： E = 2 11 221I I U I U I --，r =211 2I I U U --． 多测几组U 、I 数据，分别求出每组测量数据对应的E ，r 值，最后求出平均值．还可以用图象确定电池的电动势和内电阻．由U =E -Ir 知，对于确定的电池，E ，r 为定值，U 是I 的一次函数，U 与I 的对应关系图象是一条直线．其图象持点有： ①当I =0时，U =E ，这就是说，当外电路断路时，路端电压等于电源电动势．所以反映在U -I 图线上是图线在纵轴U 上的截距(等于电源的电动势E )．如图2． ②当R =0时，U =0，这时I =I 短=r E ．即是，当电源短路时，路端电压为零．这时电路中的电流并不是无穷大，而是等于短路电 路I 短 ．反映在U -I 图线上是图线在横轴I 上的截距(等于I 短 )，如图2所示．根据I 短 =r E ，可知r =短I E ．这 样，从图中求出E 和I 短，就能计算出r ． 对于r =短I E ，对比图线可以看出，短I E 实际上就是U -I 图线斜率的大小(斜率取绝对值)．所以求电源内阻r 变成了求图线斜率的大小． 由于实际实验中数据采集范围的限制以及作图的规范，使得这个实验的U -I 图线的纵轴起点一般并不是零，因为若不这样取法 将会使全图的下半部变为空白，图线只集中在图的上面的31 部分，它既不符合作图要求，又难找出图线与横轴的关系．一般说 来纵轴的起点要视电压的实验值(最小值)而定，但图线与横轴的交点不再是短路电流了．常在这里设考点，值得引起注意． 这样一来就不能从图线上得到短路电流I 短．在这种情况下一般是从图线上任取两点A 、B ，利用A 、B 两点的数值求得图线的斜率以获得电源电阻r 的值．如图3所示．r 的数值应是 r = A B B A I I U U -- 当然，也可以是 r =0 0I U E - 其中U 0是纵轴的起点值，I 0是此时横轴的截距．注意，这里的I 0并不是短路电流I 短． 如图8所示，这是由于电压表的分流I V ，使电流表示值I 小于电池的输出电流I 真，I 真=I +I V ，而I V =V R U ，显见U 越大I V 越大， 只有短路时U =0才有I 真=I =I 短，即B 点，它们的关系可用图9表示，实测的图线为AB ，经过I V 修正后的图线为A ′B ，即实测的r 和E 都小于真实值．实验室中J0408型电压表0~3V 挡内阻为3k ，实验中变阻器R 的取值一般不超过30，所以电压表的 分流影响不大，利用欧姆定律可导出r =V 1R r r 真 真+，=V 1R r E 真 真+，可知r 2 建筑施工测量基础知识 2 建筑施工测量基础知识 [精编习题] 一、判断题 1(地形图的比例尺一般用分子为“1”的分数形式来表示。( ) 2(等高线如果不在本幅图内闭合，则必在相邻的其他图幅内闭合。( ) 3(等高线平距大表示地面坡度大，等高线平距小表示地面坡度小，平距相同则坡度相同。 ( ) 4(在测量工作中，误差和错误都是不可避免的。( ) 5(等高距是指相邻两条等高线的高差。( ) 6(示坡线是垂直于等高线的短线，用以指示坡度下降方向。( ) 7(观测过程中产生的粗差属于偶然误差。( ) 8(城市基本比例尺地形图为1:500、1:1000、1:2000的比例尺地形图。( ) 9(一幅地形图中能有两种不同等高距存在。( ) 10(地形图有地物、地貌、比例尺三大要素。( ) 11(城市测量规范中规定，中误差的两倍为最大误差。( ) 12(系统误差影响观测值的准确度，偶然误差影响观测值的精密度。( ) 13(权只有在不等精度观测中才有意义。( ) 14(误差传播定律是反映直接观测量的误差与函数误差的关系。( ) 15(对测绘仪器、工具，必须做到及时检查校正、加强维护、定期检修。( ) 16(工程测量应以中误差作为衡量测绘精度的标准，三倍中误差作为极限误差。( ) 17(地形的分幅图幅按矩形(或正方形)分幅，其规格为40cm×50cm或 50cm×50cm。 ( ) 18(地形图的地物符号通常分为比例符号、非比例符号和线状符号三种。( ) 19(地面上高程相同的各相邻点所连成的闭合曲线称为等高线，相邻等高线之间的水平距离称为等高距。( ) 20(根据比例尺精度δ=0.1mm×M，施测1:1000比例尺地形图时，距离测量的精度只需达到0.1m。( ) 21(鞍部是两山脊之间的低凹部分，山谷是相邻两山头间的低凹部位。( ) 22(高程相等的点必定在同一等高线上。( ) 23(一次测量的中误差为m，则n个测回的算术平均值比一次测量中误差提高倍。( ) 24(由于图纸伸缩而产生的误差基本上可以消除。( ) 25(可以减少估计误差的一种复式比例尺称为斜线比例尺。( ) 26(将各种比例尺的地形图进行统一的分幅和编号是为了便于测绘、拼接、使用和保管。 ( ) 27(按国际上的规定，1:1000000的世界地图实行统一的分幅和编号。( ) 28(某幅图西南角的坐标x=3530.2km，y=531.0km，则其编号为 3530.0,531.0。 ( ) 29(同一地物，在大比例尺图上采用依比例符号，而在中、小比例尺图上可能采用不依比例符号或半依比例符号。( ) 30(地形图上用文字、数字或注记符号对地物的性质、名称、高程等加以说明，称为地物注记。 ( ) 31(等高线是目前大比例尺地形图上最常用的表示地物的一种方法。( ) 测定电源的电动势和内阻 【考纲知识梳理】 一、实验目的 1.测定电池的电动势和内电阻。 二、实验原理 1、如图所示电路，只要改变外电路R 的阻值，测出两组I 、U 的数值，代人方程组： ? ?? ?? ?+=+=222111U r I E U r I E 就可以求出电动势E 和内阻r ．或多测几组I 、U 数据，求出 几组E 、r 值，最后分别算出它们的平均值． 此外还可以用作图法来处理实验数据，求出E 、r 的值．在标坐纸上，I 为横坐标，U 为纵坐标，测出几组U 、I 值，画出U —I 图像，根据闭合电路的欧姆定律U=E —Ir ，可知U 是I 的一次函数，这个图像应该是一条直 线．如图所示，这条直线跟纵轴的交点表示电源电动势，这条直线的斜率的绝对值，即为内阻r 的值。 2、电源的电动势和内阻的实验的技巧 （1）前，变阻器滑片应使变阻器连入的阻值最大；要测出不少于6组I 、U 数据，且变化范围大些，用方程组求解时，1与4、2与5、3与6为一组，分别求出E 、r 的值再求平均值． （2）电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些（选用已使用过一段时间的1号干电池）． （3）I 图线时，要使较多的点落在直线上或使各点均匀落在直线的两侧，个别偏离较大的舍去不予考虑，以减少偶然误差．本实验由于干电池内阻较小，路端电 压U 的变化也较小，这时画U —I 图线时纵轴的刻度可以不从零开始，但这时图线和横轴的交点不再是短路电流． （4）在大电流放电时极化现象较严重，电动势E 会明显下降，内阻r 会明显增大．故长时间放电不宜超过0．3A ．因此，实验中不要将电流I 调得过大，读电表要快，每次读完立即断电。 （5）还可以改用一个电阻箱和一个电流表或一个电压表和一个电阻箱来测定． 3、电源的电动势和内阻的误差分析：] （1）读完电表示数没有立即断电，造成E 、r 变化； （2）路存在系统误差，I 真=I 测十I V 未考虑电压表的分流； （3）象法求E 、r 时作图不准确造成的偶然误差． 三、实验器材 待测电池，电压表( 0-3V ),电流表（），滑动变阻器（10Ω），电键，导线。 【要点名师精解】 一、实验步骤 1．电流表用量程，电压表用3V 量程，按电路图连接好电路。 2. 把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大。 3．闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组数据（I 1、U 1），用同样方法测量几组I 、U 的值。 4. 打开电键，整理好器材。 5．处理数据，用公式法和作图法两种方法求出电动势和内电阻的值。 6、注意事项 （1）电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，可选用已使用过一段时间的 《建筑工程测量》课程基础知识 训练手册 班级 姓名 学号 指导教师 湖州职业技术学院建筑与艺术分院 2010年 3月 1 日 目录 第一部分基础知识 (1) 第一篇：测量基础 (1) 第二篇：水准测量 (2) 第三篇：角度测量 (4) 第四篇：距离测量与直线定向 (5) 第五篇：测量误差的基本知识 (7) 第六篇：小区域控制测量 (8) 第七篇：全站仪使用 (9) 第八篇：地形图测绘与应用 (10) 第九篇建筑工程测量 (11) 第十篇 GPS定位原理及应用简介 (12) 第二部分：案例分析题 (13) 第一篇测量基本能力 (13) 第二篇小区域控制测量能力 (25) 第三篇测设的基本能力 (31) 第四篇建筑施工测量能力 (33) 第五篇地形图基本应用能力 (37) 第一部分基础知识 第一篇：测量基础 1、地面点到高程基准面的垂直距离称为该点的（）。 A.相对高程 B.绝对高程 C.高差 D.差距 2、地面点的空间位置是用（）来表示的。 A.地理坐标 B.平面直角坐标 C.坐标和高程 D.高斯平面直角坐标 3、绝对高程的起算面是（）。 A.水平面 B.大地水准面 C.假定水准面 D.大地水平面 4、测量工作中野外观测中的基准面是（）。 A.水平面 B.水准面 C.旋转椭球面 D.圆球面 5、测量学是研究如何地球的形状和大小，并将设计图上的工程构造物放样到实地的科学。其任务包括两个部分：测绘和（） A.测定 B.测量 C.测边 D.放样 6、测量学按其研究的范围和对象的不同，一般可分为：普通测量学、大地测量学、（）摄影测量学、制图学。 A.一般测量学 B.坐标测量学 C.高程测量学 D.工程测量学 7、静止的海水面向陆地延伸，形成一个封闭的曲面，称为（） A.水准面 B.水平面 C.铅垂面 D.圆曲面 8、测量工作中，内业计算所采用的基准面是（）。 A.水平面 B.水准面 C.旋转椭球面 D.竖直面 9、在高斯6°投影带中，带号为N的投影带的中央子午线的经度λ的计算公式是（）。 A.λ=6N B.λ=3N C.λ=6N-3 D.λ=3N-3 10、在高斯3°投影带中，带号为N的投影带的中央子午线的经度λ的计算公式是（）。 A.λ=6N B.λ=3N C.λ=6N-3 D.λ=3N-3 11、测量上所选用的平面直角坐标系，规定x轴正向指向（）。 A.东方向 B.南方向 C.西方向 D.北方向 12、在6°高斯投影中，我国为了避免横坐标出现负值，故规定将坐标纵轴向西平移（）公里。 A.100 B.300 C.500 D.700 13、在半径为10Km的圆面积之内进行测量时，不能将水准面当作水平面看待的是：（） A.距离测量 B.角度测量 C.高程测量 D.以上答案都不对 大学物理实验报告 实验3-7 温差电动势的测量 一、实验目的： 测量热电偶的温差电动势。 二、实验器材： UJ31型箱式电位差计、热电偶、光点式或数字式验流计、标准电池、直流稳压电源、温度计、电热杯、带温度显示的水浴锅、保温杯。 三、实验原理： 1、热电偶 两种不同金属组成一闭合回路时，若两个接点A、B处于不同温度T0和T，则在两接点A、B间产生电动势，称为温差电动势，这种现象称为温差现象。温差电动势ε的大小除和热电偶材料的性质有关外，另一决定的因素就是两个接触点的温度差（T-T0）。电动势与温差的关系比较复杂，当温差不大时，取其一级近似可表示为 ε =C（T-T ） 式中C为热电偶常数(或称温差系数），等于温差1℃的电动势，其大小决定于组成热电偶的材料。 热电偶可制成温度计。为此，先将T0固定用实验方法确定热电偶的ε-T关系，称为定标。定标后的热电偶与电位差计配合可用于测量温度。与水银温度计相比，温差电偶温度计具有测量范围大（-200～2000℃），灵敏度和准确度高，便于实验遥测和A/D变换等一系列优点。 2、电位差计 电位差计时准确测量电势差的仪器，其精度很高。用伏 特表测量电动势x E，伏特表读数为U=x E-IR，其中R为 伏特表内阻。由于U 如图，如果两个电动势相等，则电路中没有电流通过，I=0， N E =x E 。如果 N E 是标准电池，则利用这种互相抵消的方法就能准确地测量被测的电动势x E ， 这种方法称为补偿法，电位差计就是基于这种补偿原理而设计的。 在实际的电位差中， N E 必须大小可调，且电压很稳定。电位差计的工作原 理如图所示，其中外接电源E 、制流电阻P R 和精密电阻AB R 串联成一闭合电路，称为辅助回路。当有一恒定的标准电流 o I 流过电阻AB R 时，改变AB R 上两滑动头C 、D 的位置就能改变C 、D 间的电位差 CD V 的大小。由于测量时应保证 o I 恒定不变，所 以在实际的电位差计中都根据o I 大小把电阻的数 值转换成电压值，并标在仪器上。CD V 相当于上面 的“ N E ”，测量时把滑动头C 、D 两端的电压 CD V 引出与未知电动势x E 进行比较。 （1）校准： 根据标准电池电动势N E 的大小，选定C 、D 间的电阻为N R ， 使 N E =o I N R ，调节P R 改变辅助回路中的电流，当验流计指零时，AB R 上的电压 恰与补偿回路中标准电池的电动势N E 相等。由于 N E 和 N R 都准确地已知，这时 辅助回路中的电流就被精确地校准到所需要的o I 值。 （2） 测量： 把开关倒向x E 一边，只要x E ≤o I N R ，总可以滑动C 、D 到' D 'C 、使检流计再度指零。这时'D 'C 、间的电压恰和待测的电动势x E 相等。设'D 'C 、之间的电阻为 x R ，可得x E = o I x R 。因o I 已被校准，x E 也就知道了。 由于电位差计的实质是通过电阻的比较把待测电压与标准电池的电动势作比较，此时有 N N x x E R R E = 因而只要精密电阻AB R 做得很均匀准确、标准电池的电动势 N E 准确稳定、 姓名： 院校学号： 学习中心： _______________ 层次：专升本 专业：土木工程 实验一：混凝土实验 一、实验目的：1、熟悉混凝土的技术性质和成型养护方法；2、掌握砼拌合物工作性的测定和评定方法；3、通过检验砼的立方体抗压强度，掌握有关强度的评定方法。 二、配合比信息： 1 .基本设计指标 (1)设计强度等级C30 (2)设计砼坍落度30-50mm 2.原材料 (1)水泥：种类复合硅酸盐水泥强度等级C32.5 (2)砂子：种类河砂细度模数 2.6 (3)石子：种类碎石粒级5-31.5mm (4)水：洁净的淡水或蒸馏水 3.配合比：（kg/m3） 三、实验内容： 第1部分：混凝土拌合物工作性的测定和评价 1、实验仪器、设备：电子秤、量筒、坍落度筒、拌铲、小铲、捣棒（直径16mm、长600mm, 端部呈半球形的捣棒）、拌合板、金属底板等。 2、实验数据及结果 第2部分：混凝土力学性能检验 1、实验仪器、设备：标准试模：150mm X 150mm X 150 mm 、振动台、压力试验机(测量精度为土1%,时间破坏荷载应大于压力机全量程的20%;且小于压力机全量程的80%。、压力试验机控制面板、标准养护室(温度20C±2C,相对湿度不低于95%。 2、实验数据及结果 四、实验结果分析与判定： (1、混凝土拌合物工作性是否满足设计要求，是如何判定的？ 答：满足设计要求。实验要求混凝土拌合物的塌落度30—50mm,而此次实验结果中塌落度 为40mm, 符合要求；捣棒在已塌落的拌合物锥体侧面轻轻敲打，锥体逐渐下沉表示粘聚 性良好；塌落度筒提起后仅有少量稀浆从底部析出表示保水性良好。 专业班次姓名日期 一、实验名称 测量热电偶的温差电动势 二、实验目的 1. 了解电位差计的工作原理，学会用箱式电位差计测量热电偶的温差电动势。 2. 学会用数字电压表测量热电偶的温差电动势。 3. 了解热电偶的测温原理和方法。 三、实验器材 UJ31型箱式电位差计、热电偶、光点式或数字式检流计、标准电池、直流稳压电源、温度计、电热杯、保温杯。 四、实验原理 1．热电偶 两种不同金属组成一闭合回路时，若两个接点A、B处于不同温度t0和t，则在两接点A、B间产生电动势，称为温差电动势，这种现象称为温差现象。这样由两种不同金属构成的组合，称为温差电偶，或热电偶。热电偶是一种常用的热电传感器，利用它可以测量微小的温度变化。 温差电动势ε的大小除和热电偶材料的性质有关外，另一决定的因素就是两个接触点的温度差(t－t0)。电动势与温差的关系比较复杂，当温差不大时，取其一级近似可表示为： ε＝C（t－t0） 式中C为热电偶常数（或称温差系数），等于温差1℃时的电动势，其大小决定于组成热电偶的材料。例如，常用的铜-康铜电偶的C值为4.26×10-2mV/K，而铂铑-铂电偶的C值为6.43×10-3mV/K。 热电偶可制成温度计。为此，先将t0固定（例如放在冰水混合物中），用实验方法确定热电偶的ε-t关系，称为定标。定标后的热电偶与电位差计配合可用于测量温度。与水银温度计相比，温差电偶温度计具有测量温度范围大（－200℃~2000℃），灵敏度和准确度高，便于实验遥测和A／D变换等一系列优点。 2．数字电压表测量温差电动势 由于数字式电压表的精度和准确度都很好，温差电动势的测量也可以采用数字电压表。测量前，需要把数字电压表的两个接线端连接起来，对数字电压表进行调零。把数字电压表的两个接线端接在温差电偶的两个信号输出端，选择合适的电压量程，就可以开始测量。 3．电位差计 电位差计是准确测量电势差的仪器，其精度很高。用伏特表测量电动势E x时，伏特表读数为U＝E x－IR，其中R为伏特表内阻。由于U 测量电源电动势和内阻2 一、实验目的 会用安阻法或伏阻法测量电源的电动势和内阻，会利用图像求解电动势和内阻 二、实验原理 1、安阻法：用电流表、电阻箱测量。如图1 所示：测出两组或多组I、R值，就能算出 电动势和内阻。原理公式： E= 。 2、伏阻法：用电压表、电阻箱测量。如图2 所示：测出两组或多组U、R值，就能算出 电动势和内阻。原理公式：E= 。 三、实验器材和电路的选择 待测电源、开关、导线、变阻箱、电压表、电流表 四、实验步骤: 1、恰当选择实验器材，按图1或2连好实验仪器。 2、闭合开关S，接通电路，记下此时电流表和电阻箱的示数或电压表与电阻箱的示数。 3、改变电阻箱的阻值，记下各电阻对应的电流表和电压表的示数。 4、断开开关S，拆除电路。 5、分析处理数据，并求出E和r。 五、数据处理 例1、某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池。该同学想测量一下这个电池的电动势E 和内电阻r，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱（最大阻值为999.9Ω）、一只电流 表（量程I g＝0.6 A，内阻r g＝0.1 Ω）和若干导线 （1）请根据测定电动势E和内电阻r的要求，设计图中器件的连接 方式，画线把它们连接起来。 （2）实验中该同学得到两组数据R1=5.6Ω，I1=0.25A； R2=3.2Ω，I2=0.42A。利用这两组数据你能否得到电源的电动势和 内阻？ （3）该同学继续实验得到了多组（R，I），并且该同学想用画图像的方式处理数据，为使处 理数据变得简单，该同学想取合适的物理量作为坐标，从而使画出的图像为直线，为了达到 这一目标，则该位同学应分别以什么量作为坐标？请你定性的画出图像。 （4）接通开关，逐次改变电阻箱的阻值R，读出与R对应的电流表的示数I，并作记录。当电 阻箱的阻值R＝2.6 Ω时，其对应的电流表的示数如左下图所示．处理实验数据时，首先计 算出每个电流值I的倒数 1 I；再制作R－ 1 I坐标图，如右下图所示，图中已标注出了（R， 1 I） 的几个与测量对应的坐标点，请你将与左下图实验数据对应的坐标点也标注在右下图上。 （5）在图上把描绘出的坐标点连成图线。 （6）)根据图描绘出的图线可得出这个电池的电动势 E＝________V，内电阻r＝________Ω。 例2、某研究性学习小组采用如图所示的电路测量某干电池的电 动势E和内阻r，R为电阻箱，V为理想电压表，其量程略大 于电池的电动势。实验中通过多次改变电阻箱的阻值R，从电 压表上读出相应的示数U，该小组同学发现U与R不成线性关 系，于是求出了相应的电阻与电压的倒数如下表所示。 回答下列问题： （1）根据表中的数据和实验原理，你认为第______（填序号）组数据是错误的，原因是 _______________________________________________________ （2）为了得到线性关系，你觉得该小组该以什么量作为坐标轴，请定性画出图像。并说出图 像的什么表示电源的电动势和内阻。 第一讲工程测量的基本理论知识㈠ 知识目标：熟悉工程测量的任务、内容 能力目标：掌握工程测量的一般程序与工作原则 一、本课程学习的目的与内容简介 通过设疑、答疑引入工程测量的目的，对照课程目录解说本课程学习的主要内容及能力要求。 二、工程测量的概念 1.工程测量学的任务和内容 工程测量学的含义——指的是研究工程建设在勘测设计阶段、施工准备阶段、施工阶段、竣工验收阶段以及交付使用后的服务管理阶段所进行的各种测量工作的一门科学。 工程测量学的任务——为工程建设服务 工程测量学的内容——测定和测设 工程测量学的实质——确定点的位置 测定——指的是用恰当的测量仪器、工具和测量方法对地球表面的地物和地貌的位置进行实地测量并按照一定的比例尺缩绘成图的过程。（包括图根控制测量、地形测量、竣工测量、变形测量等） 测设——指的是用恰当的测量仪器、工具和测量方法将规划、设计在图上的建筑物、构筑物标定到实地上，作为施工依据的过程。（包括建筑基线及建筑方格网的测设、施工放样、设备安装测量等） 2.建筑工程测量的内容 ⑴工程规划设计阶段——测绘地形图 ⑵工程施工准备阶段——按图样要求实地标定建筑物、构筑物的平面位置和高程 ⑶施工阶段——对施工和安装工作进行检验、校核 ⑷管理阶段——定期进行变形观测（大型和重要建筑物） 工程建设的每一个阶段都离不开测量工作，测量的精度和速度直接影响到整个工程的质量和速度。 测量放线工——进行工程建设的施工测量 3. 测量工作的一般程序 ⑴从整体到局部 ⑵从高级到低级 ⑶先控制后细部 4. 测量放线工的工作原则 ⑴严格按建筑工程施工设计图样的要求进行施工测量 ⑵按建筑工程施工组织设计的安排及时进行有关测量工作 ⑶严格按测量规范和细则进行测量工作 ⑷边工作边检核 第二讲工程测量的基本理论知识㈡ 知识目标：掌握地面点位的确定方法及建筑工程施工图的识读方法 建筑工程测量实验报告 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT 江西理工大学 建筑工程测量 实验报告 专业建筑学 年级13级 班级 **** 学号 **** 姓名 **** 2015年月日 目录 第一部分实验项目内容及要求 第二部分实验报告 第三部分实验心得体会和建议 实验报告一 日期班组第六组学号 *号姓名**** ㈠完成下列填空 1.安置仪器后，转动三个脚螺旋使圆水准器气泡居中，转动 目镜对光螺旋看清十字丝，通过镜筒上方的缺口和准星瞄准水准尺，转动水平微动螺旋精确照准水准尺，转动物镜对光螺旋进行对光消除视差，转动微倾螺旋使符合水准器气泡居中，最后读数。 2.消除视差的步骤是转动目镜对光螺旋使十字丝清晰，再转动 物镜对光螺旋使水准尺的分划像清晰。 ㈡实验记录和计算 1.记录水准尺上读数填入表2-1-1中。 表2-1-1 2.计算(基于黑红面读数的平均值) ⑴ A点比C点低 m。 ⑵ B点比D点高 m。 ⑶ C点比E点高 m。 ⑷假设C点的高程H C= m，求A点、B点、C点、D点、E点的高程，即： A A= m，H B= m，H C= ，H D= m，H E= m，水准仪的视线高程 H I= m。 ㈢出图2-1-1中水准仪各部件的名称 图2-1-1 1）目镜对光螺旋； 2）望远镜； 3）水准管； 4）水平微动螺旋； 5）圆水准器； 6）校正螺旋； 7）水平制动螺旋； 8）准星； 9）脚螺旋； 10）微倾螺旋； 11）水平微动螺旋； 12）物镜对光螺旋； 13）缺口； 14）三脚架。 实验报告二水准测量 日期班组第六组学号 *号姓名 *** ㈠水准测量的外业记录及其高程计算 实验数据记入表2-2-1，进行高程的计算，并进行验算，以确保各项计算准确无误。 第一节工程测量基础概念及工程测量的重要性 在工程建设的设计、施工和管理各阶段中进行测量工作的理论、方法和技术，称为“工程测量”。工程测量是测绘科学与技术在国民经济和国防建设中的直接应用，是综合性的应用测绘科学与技术。 按工程建设的进行程序，工程测量可分为规划设计阶段的测量，施工兴建阶段的测量和竣工后的运营管理阶段的测量。 规划设计阶段的测量主要是提供地形资料。取得地形资料的方法是，在所建立的控制测量的基础上进行地面测图或航空摄影测量。 施工兴建阶段的测量的主要任务是，按照设计要求在实地准确地标定建筑物各部分的平面位置和高程，作为施工与安装的依据。一般也要求先建立施工控制网，然后根据工程的要求进行各种测量工作。 竣工后的营运管理阶段的测量，包括竣工测量以及为监视工程安全状况的变形观测与维修养护等测量工作。 按工程测量所服务的工程种类，也可分为建筑工程测量、线路测量、桥梁与隧道测量、矿山测量、城市测量和水利工程测量等。此外，还将用于大型设备的高精度定位和变形观测称为高精度工程测量；将摄影测量技术应用于工程建设称为工程摄影测量。 工程测量是直接为工程建设服务的，它的服务和应用范围包括城建、地质、铁路、交通、房地产管理、水利电力、能源、航天和国防等各种工程建设部门。 无论是工程进程各阶段的测量工作，还是不同工程的测量工作，都需要根据误差分析和测量平差理论选择适当的测量手段，并对测量成果进行处理和分析，也就是说，测量数据处理也是工程测量的重要内容。 在当代国民经济建设中，测量技术的应用十分广泛。在很多工程建设中，从规划、勘测、设计、施工及管理和运营阶段等的决策和实施都需要有力的测绘技术保障。在研究地球自然和人文现象，解决人口、资源、环境和灾害等社会可持续发展中的重大问题以及国民经济和国防建设的重大抉择同样需要测绘技术提供技术支撑和数据保障。 第二节常用仪器及其操作方法 1.水准仪及其操作 常用的水准仪为DS3型微倾式水准仪（见图1）。水准仪可以提供一条水平视线，通过观测水准尺读 ( 实习报告 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 社会实践实习报告：建筑工程测 量实训报告 Social practice practice report: construction engineering survey training report 社会实践实习报告：建筑工程测量实训报 告 社会实践实习报告：建筑工程测量实训报告 进入大学的第一次测量实训终于在大家的期盼中来了，因为大家都想抓紧实训的时间好好休息一下，可是，现实是如此的残酷！ 开始老师让我们先从理论下手，介绍了水准仪和经纬仪的构成以及它的使用方法，我们都很认真的记载着老师所讲的重点，在学习中，我知道了测量人员是工程建设的开路先锋，是确保工程质量的“千里眼”，我为能成为测量人而感到自豪！老师还说了，让我们好好保护仪器！我们知道了：人在仪器在，人亡仪器也不能亡！可是让人疑惑的是老师总让我们做好“军训”的打算，有那么辛苦吗？ 很快我就见到了传说中的水准仪，它长得真的很不咋的，可是在老师的介绍下，我知道了它是一个很有内涵的仪器！千万不能小 看它！但是还好的就是它的螺栓比较少，所以我还能接受！可是调节经纬仪的过程就比较复杂了，螺旋比较多，测量时仪器不停的转动，脑袋就晕了，对准后就不知螺旋在哪了，只能瞎摸。但有句话叫“熟能生巧”，这句话一点不假，在实训中，这个成语就得到验证，尽管开始是有点生疏，但经过一圈测量，想不熟也挺难的，而且速度也不断的提高。 下面就来谈谈具体的！我是第一批在校内测量经纬仪的！它的螺栓比水准仪多多了！弄得我头晕眼花的！没办法！我必须要坚持下去！第一个下午，我们全组组员就遇到大麻烦了！因为经纬仪的调整要三个地方全部调好，可是我们老是没办法让它们全都统一，老是这儿调好了，那儿的气泡又跑了！我们组是第八组，组员有6个，而别的组是5个人，所以我们要比别的组要更抓紧时间，可是当第九组已经测六个点时，我们组还压根没挪窝，可是越急越不知道该怎么办！后来在别的组来了一个同学，我们连忙请教他！ 1.先要让三脚架的中心大约和地面的点进行对齐。 2.调节气泡让它处于圆水准器的中间部分。 温差电动势的测量 热电偶是一种应用十分广泛的温度传感器，它可以测量微小的温度变化，并广泛的应用于非电量的电测。例如，由热电偶制成的热电偶湿度计已广泛应用于农业科学中植物水势的 测定和渗透势 的测定。因此，了解热电偶十分必要。本实验介绍热电偶的原理与温差电动势的测量方法。 一、实验目的 1. 了解电位差计的工作原理，学会用箱式电位差计测量热电偶的温差电动势。 2. 学会用数字电压表测量热电偶的温差电动势。 3. 了解热电偶的测温原理和方法。 4. 学会使用光点式或数字式检流计。 二、实验仪器 UJ31型箱式电位差计、热电偶、光点式或数字式检流计、标准电池、直流稳压电源、温度计、电热杯、保温杯。 三、实验原理 1．热电偶 两种不同金属组成一闭合回路时，若两个接点A、B处于不同温度t0和t，则在两接点A、B间产生电动势，称为温差电动势，这种现象称为温差现象。这样由两种不同金属构成的组合，称为温差电偶，或热电偶。热电偶是一种常用的热电传感器，利用它可以测量微小的温度变化。 温差电动势ε的大小除和热电偶材料的性质有关外，另一决定的因素就是两个接触点的温度差(t－t0)。电动势与温差的关系比较复杂，当温差不大时，取其一级近似可表示为： ε＝C（t－t0） 式中C为热电偶常数（或称温差系数），等于温差1℃时的电动势，其大小决定于组成热电偶的材料。例如，常用的铜-康铜电偶的C值为4.26×10-2mV/K，而铂铑-铂电偶的C值为6.43×10-3mV/K。 热电偶可制成温度计。为此，先将t0固定（例如放在冰水混合物中），用实验方法确定热电偶的ε-t关系，称为定标。定标后的热电偶与电位差计配合可用于测量温度。与水银温度计相比，温差电偶温度计具有测量温度范围大（－200℃~2000℃），灵敏度和准确度高，便于实验遥测和A／D变换等一系列优点。 2．数字电压表测量温差电动势 由于数字式电压表的精度和准确度都很好，温差电动势的测量也可以采用数字电压表。测量前，需要把数字电压表的两个接线端连接起来，对数字电压表进行调零。把数字电压表的两个接线端接在温差电偶的两个信号输出端，选择合适的电压量程，就可以开始测量。 3．电位差计 电位差计是准确测量电势差的仪器，其精度很高。用伏特表测量电动势E x时，伏特表读数为U＝E x－IR，其中R为伏特表内阻。由于U(完整版)高二物理测量电源的电动势和内阻练习测试题.doc
建筑工程测量实验报告
测量电源的电动势和内电阻
E.温差电动势的测量.05
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