电表改装与校准

电表改装与校准第1页，共35页，2023年，2月20日，星期一目录1、实验目的2、实验仪器3、实验原理5、思考题6、DH4508型电表改装与校准实验仪使用说明4、实验内容

第2页，共35页，2023年，2月20日，星期一3一、实验目的4.学会校准电流表和电压表的方法2.掌握将1mA表头改成较大量程的电流表和电压表的方法3.

设计一个R中=1500Ω的欧姆表，并确定表盘刻度。1.学习测量微安表（表头）的量程和内阻返回第3页，共35页，2023年，2月20日，星期一4二、实验仪器返回V第4页，共35页，2023年，2月20日，星期一5三、实验原理在实验工作中，我们往往要用不同量程的电流表或电压表来测量大小悬殊的电流或电压。例如从几微安到几十安，从几毫伏到几千伏。但电表厂一般只制造若干规格的微安表和毫安表(通常称为表头或电流计)，我们可以根据实际需要，用并联分流电阻或串联分压电阻的方法，把它们改装成不同量程的电流表和电压表。第5页，共35页，2023年，2月20日，星期一6

1.表头内阻的测量电流计允许通过的最大电流称为电流计的量程，用Ig表示，电流计的线圈有一定内阻，用Rg表示，Ig与Rg是两个表示电流计特性的重要参数。测量内阻Rg的常用方法有：⑴半偏法(中值法)；⑵替代法第6页，共35页，2023年，2月20日，星期一7⑴半偏法电路如图1。先断开K，调节电源电压和RW，使表头满偏(即1.00mA)。接通K，反复调节电源电压、电阻箱R2和滑线变阻器RW

，使表头读数为原来读数的一半，标准表读数仍为原值，这时Rg=R2

。图1R2标准表+被测表++K返回第7页，共35页，2023年，2月20日，星期一8⑵替代法电路如图2。将开关K与“1”点相连，调节电源电压和RW，使表头指针指到0.80mA。然后将开关K与“2”点相连，调节电阻箱R2，使得标准表读数仍为原值，这时Rg=R2

。R2+++12K图2返回第8页，共35页，2023年，2月20日，星期一92.改装毫安表为电流表

方法：如图3所示，在表头上并联一个分流电阻R2

。这样可使表头不能承受的那部分电流从R2上分流通过。这种由表头和并联电阻R2组成的整体（图中虚线框住的部分）就是改装后的电流表。AER2RW标准表+改装表++图3设表头改装后的量程为I，根据欧姆定律得到（I-Ig)R2=IgRg若I=nIg，则R2=Rg/(n-1)①第9页，共35页，2023年，2月20日，星期一103.改装毫安表为电压表

方法：如图4所示，在表头上串联一个分压电阻RM，使表头上不能承受的那部分电压降落在电阻RM上。这种由表头和串联电阻RM组成的整体就是电压表，串联的电阻RM叫做扩程电阻。选取不同大小的RM，就可以得到不同量限的电压表。V标准表++改装表+图4设毫安表的量限为Ig，内阻为Rg，欲改成量限为V的电压表，由欧姆定律Ig(Rg

+RM)=V得到RM=V/Ig－Rg②第10页，共35页，2023年，2月20日，星期一114.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5所示。图中E为电源，R3为限流电阻，RW为调“零”电位器，Rx为被测电阻，Rg为等效表头内阻。图（b）中，RG与RW一起组成分流电阻。图5第11页，共35页，2023年，2月20日，星期一12

欧姆表使用前先要调“零”点，即a、b两点短路，（相当于RX=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a、b端接入被测电阻Rx后，电路中的电流为对于给定的表头和线路来说，Rg、RW、R3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，Rx越大，电流I越小。短路a、b两端，即Rx=0时③④这时指针满偏。第12页，共35页，2023年，2月20日，星期一13

当Rx=Rg+RW+R3时

⑤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=Rg+RW+R3。当Rx=∞（相当于a、b开路）时，I=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，就可以用电流表来直接测量电阻了。返回第13页，共35页，2023年，2月20日，星期一145.精度级别我国规定电表的准确度级别分为0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5和5.0级。电表的基本误差(不确定度)按下式计算：基本误差△=量程×(精度级别)％例如实验室的表头量程为1mA，精度级别1.5级，则基本误差△=1.0×1.5％=0.015(mA)

如果知道一个表头的基本误差我们也可以求出其精度级别，如一个电表的基本误差为0.04mA，量程为5mA则精度级别确定如下：由于0.5<0.8<1.0，所以其精度级别为1.0级。第14页，共35页，2023年，2月20日，星期一15

注意：如果该精度级别小于原来的表头的精度级别的话，应该以原表头精度级别为准；也就是说，如果我们是用的1.5级的表头改装的这个表的话，则改装表精度级别就还应该是1.5级，而不是1.0级；通过改装，我们是无法提高原表的精度级别的。第15页，共35页，2023年，2月20日，星期一16四、实验内容

仪器在进行实验前应对毫安表进行机械调零。

1.用半偏法（中值法）或替代法测出表头的内阻，按图1或图2接线（电源选择开关打在2V档，标准电流表选择开关打在2mA档量程）。Rg=

Ω

返回R2标准表+被测表++KR2+++12K图1图2第16页，共35页，2023年，2月20日，星期一172.将一个量程为1mA的表头改装成5mA量程的电流表⑴根据式R2=Rg/(n－1)，计算出分流电阻值R2=

Ω。先将电源调到最小，RW调到中间位置，再按图3接线（电源选择开关打在2V档，标准电流表选择开关打在20mA档量程）。

AER2RW标准表+改装表++图3第17页，共35页，2023年，2月20日，星期一18

⑵慢慢调节电源，升高电压，使改装表指到满量程（可配合调节RW变阻器），这时记录标准表读数（应为5.00mA，可微调R2）。注意：RW作为限流电阻，阻值不要调至最小值。然后调小电源电压，使改装表每隔1mA（满量程的1/5）逐步减小读数直至零点；再调节电源电压按原间隔逐步增大改装表读数到满量程，每次记下标准表相应的读数于下表。第18页，共35页，2023年，2月20日，星期一19改装表读数标准表读数I标（mA）示值误差ΔI=I标－I改

（mA）表盘原刻度（mA）应标刻度I改（mA）减小时增大时平均值0.000.000.201.000.402.000.603.000.804.001.005.00表1⑶以改装表读数I改为横坐标，示值误差ΔI为纵坐标，在坐标纸上作出电流表的校正曲线，并根据两表最大误差的数值定出改装表的准确度级别。准确度级别%=|ΔImax|/量程第19页，共35页，2023年，2月20日，星期一20

3.将一个量程为1mA的表头改装成1.5V量程的电压表⑴根据式RM=V/Ig－Rg，计算出分压电阻值RM=

Ω，可用R1、R2进行实验。⑵按图4连接校准电路。用量程为2V的数显电压表作为标准表来校准改装的电压表。

V标准表++改装表+图4第20页，共35页，2023年，2月20日，星期一21

⑶调节电源电压，使改装表指针指到满量程(1.5V)，记下标准表读数(应为1.500V，可微调RM)。然后每隔0.3V逐步减小改装表读数直至零点，再按原间隔逐步增大到满量程，每次记下标准表相应的读数于下表：改装表读数标准表读数V标（V）示值误差ΔU=V标－V改

（V）表盘原刻度（mA）应标刻度V改（V）减小时增大时平均值0.0000.0000.2000.3000.4000.6000.6000.9000.8001.2001.0001.500表2第21页，共35页，2023年，2月20日，星期一22

⑷以改装表读数V改为横坐标，示值误差ΔU为纵坐标，在坐标纸上作出电压表的校正曲线，并根据两表最大误差的数值定出改装表的准确度级别。准确度级别%=|ΔUmax|/量程第22页，共35页，2023年，2月20日，星期一23

4.改装欧姆表及标定表面刻度⑴按图5（a）进行连线。将R1、R2电阻箱（这时作为被测电阻Rx）接于欧姆表的a、b端。⑵调节电源E=1.5V，将图中a、b两点短路，调Rw使改装表头指示为零。图5第23页，共35页，2023年，2月20日，星期一24Rxi（Ω）03001/5R中375

1/4R中5001/3R中7501/2R中1500R中30002R中45003R中60004R中75005R中∞偏转格数（di）表3⑶取电阻箱的电阻为一组特定的数值Rxi，读出相应的偏转格数di，将数据记录在表3。⑷利用所得数据Rxi、di，绘制出改装欧姆表的标度尺(要求大家在坐标纸上作出来，不用作出指针偏转的幅度，直线就可以)。第24页，共35页，2023年，2月20日，星期一25五、思考题返回1.是否还有别的办法来测定电流计内阻？能否用欧姆定律来进行测定？能否用电桥来进行测定而又保证通过电流计的电流不超过Ig?2.设计R中=1500Ω的欧姆表，现有两块量程1mA的电流表，其内阻分别为250Ω和100Ω，你认为选哪块较好？第25页，共35页，2023年，2月20日，星期一谢谢第26页，共35页，2023年，2月20日，星期一27DH4508型电表改装与校准实验仪使用说明一、概述指针式电流表、电压表、多用表广泛应用于各种电测场合，它们的指示都是用电流计来实现的。单纯的电流计一般只能用来测量较小的电流和电压，所以必须对电流计进行改装，才能运用于各种测量领域。本仪器通过连线能完成改装电流表、电压表、欧姆表实验，通过实验能提高使用者运用电表、使用电表的能力。本仪器内附指针式电流计、标准电压表电流表、可调直流稳压电源、十进式电阻箱、专用导线及其它部件，无需其它配件便可完成多种电表改装实验。返回第27页，共35页，2023年，2月20日，星期一返回主要技术参数

1.指针式被改装表：量程1mA，内阻约155Ω，精度1.5级

2.电阻箱：调节范围0～11111.0Ω，精度0.1级

3.标准电流表：0～2mA，0～20mA两量程，三位半数显，精度±0.5%4.标准电压表：0～2V，0～20V两量程，三位半数显，精度±0.5%5.可调稳压源：输出范围0～2V，0～10V两量程，稳定度0.1%/min，负载调整率0.1%6.供电电源：交流220V±10%，50Hz7.外形尺寸：400mm×250mm×130mm第28页，共35页，2023年，2月20日，星期一29V返回第29页，共35页，2023年，2月20日，星期一301．稳压电源调节电位器2.稳压电源输出端3.稳压电源指示表头4.标准电压表输出端5.标准电压表6.指针式电流计7.指针式电流计输入端8.标准电流表9.标准电流表输入端10.RW电位器11.R3电阻12.R1

、R2电阻器返回第30页，共35页，2023年，2月20日，星期一31

可调直流稳压源分为2V、10V两个量程，通过“电压选择开关”选择所需的电压输出，调节“电压调节”电位器调节需要的电压。指针式电压表的指示也分为2V、10V两个量程。标准数显电压表有2V、20V两个量程，通过“电压量程选择开关”选择不同的电压量程，需连接到对应的测量端方可测量。标准数显电流表有2mA、20mA两个量程，通过“电流量程选择开关”选择不同的电流量程，需连接到对应的测量端方可测量。返回第31页，共35页，2023年，2月20日，星期一32四、原理简介1.改装较大量程的电流表在表头两端并联一合适的电阻，对测量电路中的电流进行分流