《物理实验》实验六电表的改装与校准

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1、实验七电表改装与校准电表在电测量小有着广泛的应用，因此如何了解电表和使用电表就显得十分重要。电流计（表头）由于构造的原因，一般只能测量较小的电流和电压，如果要用它来测量较大的电流或电压，就必须进行改装，以扩大其量程。万用表的原理就是对微安表头进行多量程改装而來，在电路的测量和故障检测中得到了广泛的应用。【实验目的】1、测量表头内阻及满度电流；2、学握将1mA表头改成较人量程的电流表和电压表的方法；3、设计一个7?.

2、.=15OOQ的欧姆表，要求E在1.3〜1.6V范围内使用能调零；4、学会校准电流表和电压表的方法。【实验仪器】电表改装与校准实验仪【实验原理】常见

3、的磁电式电流计主要由放在永久磁场中的由细漆包线绕制的诃以转动的线圈、用來产生机械反力矩的游丝、指示用的指针和永久磁铁所组成。当电流通过线圈时，载流线圈在磁场中就产生一磁力矩M磁，使线圈转动，从而带动指针偏转。线圈偏转角度的大小与通过的电流大小成正比，所以可由指针的偏转直接指示出电流值。一、电流计允许通过的最大电流称为电流计的量程，用厶表示，电流计的线圈有一定内阻，用心表示，厶与符是两个表示电流计特性的重耍参数。测量内阻心常用方法有：1、半电流法也称中值法。测量原理图见图7・1。当被测电流计接在电路中时，使电流计满偏，再用十进位电阻箱与电流计并联作为分流电阻，改变

4、电阻值即改变分流程度，当电流计指针指示到屮间值，且标准表读数（总电流强度）仍保持不变，可通过调电源电压和Rw來实现，显然这时分流电阻值就等于电流计的内阻。2、替代法测量原理图见图7・2。当被测电流计接在电路屮时，用十进位电阻箱替代它，且改变电阻值，当电路中的电圧不变时，且电路中的电流（标准表读数）亦保持不变，则电阻箱的电阻值即为被测电流计内阻。替代法是一种运用很广的测量方法，具有较高的测量准确度。图7・2替代法测最表头内阻BI7-1中值法测量表头内阻二、改装为大量程电流表根据电阻并联规律可知，如果在表头两端并联上一个阻值适当的电阻心，如图7・3所示,可使表头不能

5、承受的那部分电流从心上分流通过。这种由表头和并联电阻心组成的整体（图中虚线框住的部分）就是改装后的电流表。如需将量程扩大料倍，则不难得出(7-1)R2=Rg/(n-l)图7・3电流表原理图图7・4电压表原理图图7・3为扩流后的电流表原理图。用电流表测量电流时，电流表应串联在被测电路屮,所以要求电流表应有较小的内阻。另外，在表头上并联阻值不同的分流电阻，便可制成多量程的电流表。三、改装为电压表一般表头能承受的电压很小，不能用来测量较大的电压。为了测量较大的电压，可以给表头串联一个阻值适当的电阻尺中如图7・4所示，使表头上不能承受的那部分电压降落在电阻Rw上。这种由

6、表头和串联电阻组成的整体就是电压表，串联的电阻尺，w叫做扩程电阻。选収不同大小的Rw，就可以得到不同量程的电压表。由图7・4可求得扩程电阻值为：(7-2)实际的扩展暈程后的电压表原理见图7-4用电压表测电圧时，电压表总是并联在被测电路上，为了不因并联电压表而改变电路中的工作状态，要求电压表应有较高的内阻。四、改装毫安表为欧姆表用来测量电阻大小的电表称为欧姆表。根据调零方式的不同，可分为串联分压式和并联分流式两种。其原理电路如图7・5所示。图中E为电源，&为限流电阻，R评为调“零”电位器，他为被测电阻，心为等效表头内阻。图中，&与心一起组成分流电阻。(a)串联分压

7、式(b)并联分流式图7-5欧姆表原理图欧姆表使用前先要调“零''点，即Q、b两点短路，（相当于几=0）,调节Rw的阻值，使表头指针正好偏转到满度。可见，欧姆表的零点是就在表头标度尺的满刻度（即量限）处，与电流表和电压表的零点正好相反。在图（a）中，当°、〃端接入被测电阻&•后，电路中的电流为―EI=（7-3）R+Rlt+R、+R<对于给定的表头和线路來说，险R,心都是常量。由此可见，当电源端电压E保持不变时,被测电阻和电流值有一一对应的关系。即接入不同的电阻，表头就会有不同的偏转读数，他越大，电流/越小。短路〃两端，即&.=0吋，这吋指针满偏ER&+Rw+7?3

8、=厶(7-4)当&=Rg+R计R3时E-R+HR、~2g（7_5）g"3X这时指针在表头的中间位置，对应的阻值为中值电阻，显然R中=心+R沖R3。当心=g（相当于°、b开路）时，/=0,即指针在表头的机械零位。所以欧姆表的标度尺为反向刻度，且刻度是不均匀的，电阻R越大，刻度间隔愈密。如果表头的标度尺预先按已知电阻值刻度，就可以用电流表來直接测量电阻了。并联分流式欧姆表利用对表头分流来进行调零的，具体参数可自行设计。欧姆表在使用过程中电池的端电压会有所改变，而表头的内阻磯及限流电阻心为常量,故要求人炉要跟着E的变化而改变，以满足调“零”的要求，设计时用可调电源模拟

9、电池电压的变化，范围取1