电表实验报告

1、佛山科学技术学院实 验 报 告课程名称 实验项目 专业班级 姓 名 学 号 指导教师 成 绩 日 期 年 月 日图25-2 U/I两用多量程电表U2IgI 2I1U1+RH1RH2-RgRS2RS1+（公共端）【实验任务】采用闭路抽头转换电路，设计一个（1mA、10mA、5V、10V）U/I两用电表。写出改装电表的设计思想，画出多量程的电路设计图（例如：图25-2所示），分析I1、I2、U1、U2各是什么量程，以及相关的理论根据和数据计算要预先做出来。电表扩程后，其校准数据及校准曲线应能客观反映其准确程度。【实验仪器】100A（或50A）表头，直流稳压电源，滑线变阻器（或电位器），电阻箱，0.

2、5级07.5V15V伏特表（或数字电压表），0.5级01mA15mA毫安表（或数字电流表），四档转换开关，单刀双掷开关，导线等。磁电式表头的内部构造如图25-1所示。永久磁铁的两个磁极上连着圆筒形的极掌(N、S磁极)，极掌之间有圆柱形铁芯，使极掌与铁芯间的空隙具有强磁场，且使磁场以圆柱的轴为中心作辐射状分布。在铁芯和极掌间空隙处放有长方形线圈，它可以绕铁芯的轴旋转。线圈转轴上附有一根指针。当电流通过线圈时，线圈受电磁力矩而偏转，直到与游丝的反扭力矩平衡，则线圈的转角稳定。转角的大小与所通过的电流大小成正比，电流方向不同，偏转方向也不同，这是磁电式电表表头的基本特征。表头的主要规格有：(1)满度

3、电流：指针偏转指到满刻度时，线圈所通过的电流值，也称电流灵敏度。以Ig表示，一般表头满度电流为微安级。(2)内阻：主要是长方形线圈的电阻，以Rg表示，表头内阻由几十欧姆到数千欧姆，表头满度电流Ig越小，内阻Rg越大。标度盘指针零点调整螺钉游丝长方形线圈铁芯极掌（a）（b）永久磁铁【实验设计原理（要求及提示）】图25-3 多量程电流表IgI 2I1+-Rg(公共端)RSR2R11改装多量程的电流表原理要求：画出多量程电流表的设计电路图，设表头并联R1、R2分流电阻后，改装的电流量程为I1、I2，分析哪个量程大？哪个量程小？并出方程、推导出各分流电阻的计算公式。原理提示：将表头作（单量程）电流扩大

4、的方法是在表头两端并联一个分流电阻。使超量程部分的电流从分流电阻上流过，而表头仍保持原来允许流过的最大电流Ig。并联不同的分流电阻，可以得到不同量程的电流表。2改装多量程的电压表原理要求：画出多量程电压表的设计电路图，设等效电流计I 'g串联RH1、RH2分压电阻后，改装的电压量程为U1、U2，分析哪个量程大？哪个量程小？并列出方程、推导出各分压电阻的计算公式。原理提示：微安表头本身能测量的电压Ug=IgRg是很低的。为了能测量较高的电压，可在表头上串联一个分压电阻，这时表头不能承受的那部分电压将降落在分压电阻上，而表头上仍为原来的量值Ug。串联不同的分压电阻，可以得到不同量程的电压表

5、。本实验是在已改装好的多量程直流电流表基础上，改装多量程直流电压表。把已改装好的多量程直流电流表等效为一个（如图25-4中虚线框所构成的I'g、R'g）电流计，然后串联不同的分压电阻扩程多量程的电压表。在图25-4虚线框内，等效电流计的量程I 'g=I2、内电阻。电流计的称为每伏欧姆数（/V），它表示在1V电压作用下，使电流计指针作满标度偏转时，电压表必须有的内阻值（每伏欧姆数）等于电流计的电流灵敏度I 'g的倒数，也称为电流计的直流电压灵敏度。它表明电压表的内阻与相应量程之比是一个常数。知道电流计的每伏欧姆数，就可以方便地计算出电压表扩程所要串联的分压电阻的阻

6、值，也可以方便地计算多量程电压表各量程的内阻（内阻=每伏欧姆数×量程）。电流计灵敏度越高（即I 'g越小），每伏欧姆数就越大，电压表扩程所需串接的分压电阻就越大，扩程后的电压表内阻也就越大，测量时对电路的影响就越小。3电表的校准图25-5 校准曲线示意图 I（mA）|Ix|maxIx（mA） 电表扩程后要经过校准方可使用。方法是将改装表与一个标准表进行比较，当两表通过相同的电流（或电压）时，若待校准表的读数为Ix，标准表的读数为I标，则该刻度的修正值为IxI标Ix。将该量程中的各主刻度都校准一遍，可得到一组Ix、Ix（或Ux、Ux）值，将相邻两点用直线连接，整个图形呈折线状，

7、即得到IxIx（或UxUx）曲线，称为校准曲线，如图25-5所示，以后使用这个电表时，就可以根据校准曲线对各读数值进行修正，从而获得较高的准确度。根据电表改装的量程和测量值的最大绝对误差，可以计算改装表的最大引入误差，即 图25-4 多量程电压表U2RgI 'gR2U1+RH1RH2-IgR 'gR1(公共端)其中 =0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0是国家按仪表准确度分类的七个等级，所以根据仪表最大引入误差的大小就可以定出仪表的等级。 例如：校准某电压表，其量程为015伏，若该表在12伏处的误差最大，其值为-0.12伏，试确定该仪表属于哪一级？ 因为0.5

8、<0.8<1.0，故该仪表的等级属于1.0级。【实验设计与步骤】 一、 100uA表灵敏度和内阻的测定 测量前，先把与表头串联的可变电阻器（如果有的话）旋到电阻值为零处（逆时针旋尽）。12标准表被测表RnRE图1 表头参数Ig、Rg测量K+ABC 1、 100uA表和标准表参数记录(1) 100uA表头参数 表头准确度等级a： ； 量程：标称值Ig uA ，实测值Ig uA （2）标准表参数 电表准确度等级： 级，量程： （3）电阻箱型号： 2、用替代法测量电表内阻（如图1所示）测量原理：当K在1时标准表上的电流值与K在2时标准表上的电流值一样时，说明被测表头内阻Rg=Rn（电阻箱

9、），测量时要注意Rn初始值设置为最大。通电前，先把电源分压电路的可变电阻R的动触头C置于输出电压为零处！3、测量数据记录和处理 标准表标尺整数格读数I80100被测表头内阻Rg（）被测表头内阻平均值（）I1(1mA)图2 两量程电流表设计电路R2R1RP2RP1Ig，Rg+-I2(10mA)-二、1mA、10mA两档直流电流表设计 就图2设计电路，计算分压电阻值，搭接电路。 = （1）= （2）(注意：上面计算的Ig、Rg应是实测值)I1I2R2R1RP2RP1Ig，Rg+-标准表REIG，RG+-标准表RE+ABCBAC R1= , R2= 。三、改装的1mA、10mA两量程电流表的校准检测

10、 1、标准电流表参数 量程： mA； 准确度等级： 。2、校准设计量程值并记录有关测量数据（1）先置电源分压电路的可变电阻R的动触头于输出电压为零处（如图3）；（2）如图3，连接线路；图3 两量程电流表校准（3）先校准10mA量程。缓慢旋转R，增大分压值，使改装表满偏，读出标准电流表的数值，如果不等于设计值（10mA），则应调节分流电阻（调R1还是R2？调大还是调小？）得到分流电阻的校准值RP2校准，并作记录。（4）再校准1mA量程。根据设计计算式（2），应有，把RP2校准代入计算得到RP1校准，再由，把RP2校准和RP1校准代入计算得到。（5）重复（3）（4）几次，直到两量程值校准为止，得到

11、R1、R2的准确校准值。记录于下表3、数据记录表格（1）电流量程校准 表一 设计电流表量程校准分流电阻R1（）R2（）理论计算值 校准后的校准值（2）电流量程内读数校核 表二 校正改装电流表量程内读数的测量数据1mA量程改装表标尺读数IX (mA)0.200.400.600.801.00标准电流表相应读数IS (mA)IX=IS-Ix(mA)准确度等级I1IgRgR2R1I2+-RG+-V2V1RH2RH1IG图4四、5V、10V两量程直流电压表设计 把设计好的两量程电流表等效为一个新的表头, 然后设计加上分压电阻构成设计要求的多量程的V/I两用表。（如右图4所示）1、计算等效表头的参数IG、

12、RG：2、计算分压电阻阻值，搭接电路。 ，五、改装的5V、10V两量程直流电压表的校准检测 1、标准电压表参数 量程： mA； 准确度等级： 。2、校准设计量程值并记录有关测量数据（1）先置电源分压电路的滑动电阻R的动触头与输出电压为零处（如图5）；（2）如图5，连接线路；+REKRH1ABC改装电压表+-IG、RGV标准电压表图5 校准5V电压表的电路图RH2V2V1-（3）先校准5V量程。缓慢旋转R，增大分压值，使改装表满偏，读标准电压表的数值，如果不等于设计值（5V），则应调节分压电阻（调RH1还是RH2？，调大还是调小？）得到分压电阻的校准值RH校准，并作记录。3、数据记录表格（1）电压量程校准分压电阻RH1（）RH2（）理论计算值 校准后的校准值 表三 设计电压表量程校准（2）电压量程内读数校核 表四 校正改装电压表量程内读数的测量数据5V量程改装表标尺读数UX (V)1.002