南昌大学_电表改装

1、南昌大学物理实验报告 课程名称： 大学物理实验 实验名称： 电表改装 学院： xx学院 专业班级： xxxxxxxxx 学生姓名： XXX 学号： xxxxxxxxx 实验地点： 513 座位号： xx号 实验时间： 第x周 星期二 下午4点开始 一、实验目的：1. 测量微安表头的电阻测值；2. 掌握100mA的电流表头改装成较大电流量程的电流表与电压表的方法；3. 掌握学会校准电流表与电压表的方法二、实验原理： 常用的直流电流表和直流电压表都有一个共同部分，即表头。表头通常是磁电式微安表。根据分流和分压原理，将表头并联或串联适当阻值的电阻，即可改装成所需量程的电流表或电压表。一 、将微安表改

2、装成电流表微安表的量程I很小，在实际应用中，若测量较大的电流，就必须扩大量程。扩大量程的方法是在微安表的两端并联一分流电阻R。如图1 所示，这样就使大部分被测电流从分流电阻上流过，而通过微安表的电流不超过原来的量程。设微安表的量程为I，内阻为R，改装后的量程为I，由图1，根据欧姆定律可得， （I - I）R= IR R=设n = I /I, 则 R= (1) 图1 图2 由上式可见，要想将微安表的量程扩大原来量程的n倍，那么只须在表头上并联一个分流电阻，其电阻值为R= 。二 将微安表改装成电压表我们知道，微安表虽然可以测量电压，但是它的量程为IR，是很低的。在实际应用中，为了能测量较高的电压，

3、在微安表上串联一个附加电阻R，如图2所示，这样就可使大部分电压降在串联附加电阻上，而微安表上的电压降很小，仍不超过原来的电压量程IR。设微安表的量程为I，内阻为R，欲改装电压表的量程为U，由图2，根据欧姆定律可得，I(R+ R)=U R = R （2） 三 改装表的校准改装后的电表必须经过校准方可使用。改装后的电流表和电压表的校准电路分别如图3和图4所示。首先调好表头的机械零点，再把待校的电流表（电压表）与标准表接入图3（或图4）中。然后一一校准各个刻度，同时记下待校电流表（或电压表）的示值I（或U）和标准表的示值和I（或U）。以待校表的示值I（或U）为横坐标，示值I（或U）的校准值I= I-

4、I（或U= U-U）为纵坐标，作校准曲线。作校准曲线时，相邻两点一律用直线连接，成为一个折线图，不能连成光滑曲线。 图3 图43、 实验仪器：微安表、滑线变阻器、电阻箱、直流稳压电源、欧姆表、开关等。4、 实验内容和步骤：一 电流表的改装和校准1. 将量程为100的微安表改装成量程为10mA的毫安表。根据式（1）计算出的理论值，用电阻箱作为，将电阻箱调到理论值并与表头并联构成改装电流表；2. 以实验室给出的毫安表为标准表，按图3连接好电路，然后校准标准表和改装表的机械零点，再校准改装表量程。3. 校准量程：将滑线变阻器调至输出电压为零处，经检查无误后合上开关S。再将输出电压缓慢增加，使改装表正

5、好指向满刻度，观察标准表是否指在满刻度100处。若不是，则调节电阻箱的阻值，并调节滑线变阻器，使改装表和标准表同时满刻度，这一过程称为校准改装表的量程。校准量程后电阻箱的读数为分流电阻的实际值。4. 校准刻度：校准量程后，调节滑线变阻器，使电流逐渐从大到小，然后再从小到大地变化到满刻度，改装表每改变0.40.8mA，记下对应的标准表的读数，填入表中。5. 作校准曲线：根据校准表和改装表的对应值，算出它们的修正值I=Is-Ix。在坐标纸上画出以I为纵坐标，Ix为横坐标的校准曲线。6. 确定电表的准确度等级：找出校正结果中最大的绝对误差（即Imax）,将它除以电表量程可以得到该电表的标准误差。根据

6、标准误差的大小即可标定电表的准确度等级。仪表精度等级有0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，5.0二 电压表的改装和校准1. 将量程为100的微安表改装成量程为5V的电压表。根据式（2）计算出的理论值，用电阻箱作为，将电阻箱调到理论值并与表头串联，即称为改装的电压表；2. 以实验室给出的直流电压表为标准表，按图4连接好电路，然后校准标准表和改装表的机械零点，再校准改装表量程。3. 校准量程：将滑线变阻器调至输出电压为零处，经老师检查无误后合上开关S。再将输出电压缓慢增加，同时调节电阻箱的阻值，并调节滑线变阻器，使改装表和标准表同时满刻度。校准量程后电阻箱的读数为分压电阻的实际值。4.

7、 校准刻度：校准量程后，调节滑线变阻器，使电压逐渐从大到小，然后再从小到大地变化到满刻度，改装表每改变0.20.6 V，记下对应的标准表的读数，填入表中。5. 作校准曲线：根据校准表和改装表的对应值，算出它们的修正值U=Us-Ux。在坐标纸上画出以U为纵坐标，Ux为横坐标的校准曲线。5、 实验数据与处理： 1.实验原始数据 用万用表测得表头内阻1.307k 测得表头满偏电流99.6A 电流表改装的目标量程10mA 算得13.1512345678910(mA)021.019.016.014.010.08.06.04.02.0(mA)24.9521.0419.1415.7313.9310.268.

8、066.084.072.05(mA)0.05-0.04-0.140.270.07-0.26-0.06-0.08-0.07-0.05 电压表改装的目标量程5V 算得48192.8 12345678910(V)5.04.44.03.63.02.42.01.61.00.4(V)5.024.374.013.632.992.441.981.620.980.39(V)-0.020.03-0.01-0.030.01-0.040.02-0.020.020.01 2.改装电流表和电压表的校准曲线 6、 误差分析： 产生误差的主要原因：  1. 电阻箱阻值误差，特别是1.2阻值较小较小的阻值误差就会产生

9、电流表的误差。电表本身的系统误差。     2. 读数误差（估读）。七、思考题：1标称电表满刻度时，改装的电表未满刻度或超过满刻度，这两种情况倍增电阻是大还是小？ 对于改装的电流表，未满刻度时，倍增电阻小，因其分流大。                   超过满刻度，倍增电阻大，因其分流小。 对于改装的电压表，未满刻度时，倍增电阻大，因其分压大。                   超过满刻度，倍增电阻小，因其分压小。 2 校正后的电表使用时，它的测量误差是否可以比标准的误差小些？试取任意刻度值加以比较。 本实验不可以，因校正后的改装表的精度5.0（或0.7）低于标准表（