电表的改装与校准

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1、设计性实验电表的改装 一、教学目标•学会测定微安表（表头）的内阻；•熟悉电流表、电压表的构造原理，学会改装电流表、电压表的基本方法。•掌握校准电流表、电压表的基本方法。二、重点与难点•重点：测定表头的内阻；改装电流表、电压表的基本方法。•难点：校准电流表、电压表的基本方法。三、实验内容•测定表头的内阻；•改装和校准电流表；•改装和校准电压表；•根据上述测量内容绘制数据表；作△I-Ix校准曲线和△U-Ux校准曲线。•初步定出改装电流表、电压表的等级。四、教学方法•采用讨论式、提案式教学方法五、教学过程设

2、计（一）可选用的仪表1.待改装的微安表：量程为1000μA，等级为1.0级2.标准毫安表、标准电压表：各1个，等级为0.5级3.电阻箱：1个，量程为99999.9Ω，等级为0.1级4.滑线变阻器：2个-4-5.直流稳压电源：输出电压约为1.5V6.单刀或双刀开关，导线若干条。（二）内容1．实验要求将量程为1000μA、精度等级为1.0级的表头改装成量程为10mA的电流表和量程为1V的电压表，要求改装后电表的精度等级不低于1.5级。2．如何测量微安表（表头）的内阻？测定表头内阻有许多方法，本实验采用代替

3、法测表头的内阻。按图1所示接线。G1为待测的微安表头，标准表G2的精度等级要比表头G1高，其量程与表头G1的量程相接近。开关K1合上，K2打向1，调节变阻器R，使标准表G2的偏转值为n整数格（注意不能超出G1表量程）。再把K2打向2，调节电阻箱Rn（Rn代替表头G1），使G2的偏转值仍为n格，此时Rn的示值就等于待测表头G1的内阻Rg。注：Rg一定要测量精确（Rg：120～180Ω），否则将会直接影响改装表的等级。 3．如何扩大微安表的量程（即改装成毫安表或安培表）？在表头两端并联一个阻值较小的分流电

4、阻RP（如图2），使流过表头的电流只是总电流的一部分。表头G和RP组成的整体就是电流表。选用不同阻值的RP能得到不同量程的电流表。图2中，当表头满偏时，通过电流表的总量程为I，通过表头的电流为Ig，根据欧姆定律有IgRg=（I－Ig）RP故得（1）若表头的量程要扩大倍，则。根据改装电流表的量程I、表头的量程Ig和内阻Rg，可算出分流电阻RP。 4．如何将微安表改装成电压表？通常Ig和Rg的数值不大，Ug=IgRg很小。为了测量较高的电压，将表头改装成电压表的办法是，在表头上串联一个阻值较大的分压电阻R

5、S（如图3），-4-使超过表头电压量程的那部分电压降落在电阻RS上。RS亦称为扩程电阻。表头和RS组成的整体就是电压表。选用不同阻值的RS可以得到不同量程的电压表。在图3中，当表头满偏时，通过表头的电流为Ig，设改装后电压表总量程为U，因为U=Ig（Rg+RS），则RS=-Rg（2）根据改装电压表的量程U、表头量程Ig和内阻Rg，可算出分压电阻RS。5．电表改装后，如何校准电表？所谓校准，就是将改装后的电表与标准表，同时对同一个对象（如电流或电压）测量，进行比较。校准电表时，学生根据自己设计校准电路校

6、准改装表，调节RP或RS，使量程与标准表指示数基本一致。校准刻度时，要同时记下待校表和标准表的读数，分别记为Ix和IS（或Ux和US）。从而得到该刻度的修正值△I=IS-Ix（或△U=US-Ux）。将改装表的同一量程的各个刻度都校准一遍，绘出△I-Ix（或△U-Ux）的折线图，即校准曲线，如图4所示。并求出改装表的精度等级。改装电流表的精度等级，其中0.5为标准毫安表的精度等级；改装电压表的精度等级，其中0.5为标准电压表的精度等级；6．扩大微安表的量程时，分流电阻RP的大小对改装电流表的量程有何影响

7、？分流电阻RP越小，改装的电流表量程I越大。因为Ug=IgRg=IPRP，RP越小，则IP越大，量程I越大。 7．在校准电流表时，若发现改装表的读数均相对于标准表的读数都偏高，应如何调节分流电阻RP？这种情况是由于改装表的量程不够大引起的，所以，改装表的分流电阻RP应调小。 （三）实验数据及处理1.将量程为1000μA的电流表改装为量程10mA的毫安表Ig＝1000μA，Im＝10mA，Rg＝146.8Ω并联电阻实际校准值-4-标准表读数IS/mA1.001.992.993.994.986.007.0

8、08.019.009.99改装表读数Ix/mA1.002.003.004.005.006.007.008.009.0010.00修正值△I=IS-Ix/mA0.00-0.01-0.01-0.01-0.020.000.000.010.00-0.01电流表的精度等级为1.0级。1.将量程为1000μA的电流表改装为量程为1V的电压表Ig＝1000μA，Um＝1V，Rg＝146.8Ω串联电阻实际校准值标准表读数US/V0.1000.1990.3000.3980