设计性实验(微安表改成伏特表).doc

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1、设计性实验：电表改装与设计实验课题（二）：微安表内阻的测量和改装学院：机械与电子工程学院姓名:叶换敏（1312010238）罗梅芳（1312010230）黄冬琴（1306080111）（一）实验课题：测量微安表的内阻并将微安表改装成多用表（二）实验目的：（1）了解多种测量微安表的方法分析每种方法的误差，并比较选出相对简单可行误差小的方法。（2）熟悉表头的构造和原理；（3）掌握改装电流表的原理和方法；（4）学习电表的设计、改装和校正的方法。（三）实验仪器：微安表：50mA，100mA，200mA。电压表：1V，3V，15V。毫安表：1mA，10mA。电流计，电阻

2、箱，滑动变阻器，单刀开关，双刀开关，电源，导线若干。（1）在改装电表前，首先应知道表头的内阻Rg。Ⅰ、替代法（1）实验原理：测量微安表内阻Rg的方法很多，较为简便常用的方法是“替代法”，即将被测表M和另一微安表N串联起来，再在两端加一定的电压VAC，使N的读数等于某一定值In(In一般为满度的三分之二为宜)，如图上图（左）所示。然后保持VAC不变，用电阻箱R取代M，如上图（右）所示，使N的读数仍为In，此时R的阻值就等于微安表M的内阻Rg。替代法测量微安表内阻的电路如图1所示。首先选定总电源电压为E，当开关K合到1时，调节限流电阻R1使流过电流表A1的电流为I

3、1，并保证微安表A2不超量程。再把电阻箱R2的阻值调到远大于Rg的粗测值，然后，把开关K合到2，逐渐调小电阻R2，直到电流表A的电流回到I1。由于两次测量时电路电源电压和电流都相等，所以,R2就是微安表Rg的测量值。因为两次调节的电流很难完全相等，再考虑到不确定度计算的需要，我们假定第二次测量时微安表的电流为I2，因此有：实验误差：理论上没有误差Ⅱ、半偏法A、半偏法测量微安表内阻电路如图所示：按图连好电路，S2断开，S1闭合，调节变阻器R，使待测电流表G的指针满偏。再将S2也闭合，保持变阻器R接在电路中的电阻不变，调节电阻箱R/使电流表G的指针半偏。读出电阻箱

4、的示值R/，则可认为rg≈R误差分析：闭合S1断开S2时：Ig=E/RA+R+r开关S1S2都闭合时：1/2Ig+IR=E/R1+R’RA/(R+RA)+r由并联电路性质得：1/2IgRA=IRR联立得：RA=(R+r)R’/R+r-R’=R’/1-R’/R’+r>R’所以测量值小于真实值认为S2闭合后电路中的总电流近似不变，则通过电阻箱的电流近似为。所以电流表内阻与电阻箱的示值近似相等。实际上S2闭合后电路中的总电流要变大，所以通过电阻箱的电流要大于，电阻箱的示值要小于电流表的内阻值。为了减小这种系统误差，要保证变阻器接在电路中的阻值，从而使S2闭合前后电路

5、中的总电流基本不变。R越大，系统误差越小，但所要求的电源电动势越大。实验中所用电源电动势为8－12V，变阻器的最大阻值为左右。Ⅲ、伏安法1)按图接好线路，图中E为稳压电源，K1即电源开关，R1为滑线变阻器，R2电阻箱，K2是单刀双掷开关，M和N是两个同型号的微安表。请教师检查后，再进行下面的步骤。测量微安表M内阻的电路图2)滑动滑线变阻器R1的滑动触头，将A与滑动触头间的电阻调至最小，单刀双掷开关K2扳向l，打开稳压电源E的开关(K1)，将E的输出电压调到2V。然后移动R1的滑动触头，使微安表N的读数为XmA。以后不能再移动R1的滑动触头，以保持电压不变。3)

6、先将R2调到一定值，再把K2扳向2，仔细调节R2，使N的读数仍为XmA，此时R2的阻值就等于微安表M的内阻，记下M的内阻Rg。（2）电表的改装与表头串联的分压电阻Rm1.改装成电压表若要把微安表改装成电压表，只要用一个高电阻Rm(称为分压电阻)与原微安表串联即可，如图所示。由于串联了分压电阻Rm，总电压的大部分降在Rm上，这样由分压电阻Rm和表头组成的整体就可以测量较大的电压了。设微安表的量程为Ig，内阻为Rg，若要把它改装成量程为V0的电压表，分压电阻Rm应取多大?当A、B两点间的电压为V0时，流过微安表的电流为Ig(这时微安表的指针刚好指到满刻度。因此只要

7、在微安表的标度盘上直接标上与该电流相应的电压，微安表就成为电压表了)，根据欧姆定律，得2.改装成多用量程的电流表将微安表改装成大量程的电流表只需利用并联电路的分流特性，并联一个小阻值的电阻由欧姆定律得I1R1=IgRg所以I=Ig+I1=(1+Rg/R1)Ig将改装后的电表跟标准电流表串联进行校准。（一）实验步骤：把量程为200mA的微安表改装成量程为5V的伏特表1)Ig=200mA，V0=5V，根据(2)式计算出微安表M的分压电阻Rm。校准改装的电压表2)按图接好电路。调节电阻箱R2的阻值等于Rm。这样虚线框内由分压电阻Rm和表头组成的整体就成为量程为10V

8、的伏特表了。图中的伏特表作为标准表，用