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1、一、电表改装一、电表改装参参 考考 方方 法法一、一、 实验电路如图 A-1。RS、RF用电阻箱，RL用元器件单元板上的 5.0K 电阻。 虚线框内为改装表的电路。 分流电阻 RS、分压电阻值 RF数值计算如下： 电流档分流电阻：3800 11000.20100 .2001R 1II1RIIIR66A0A 00 S 422.22（） 改装电压表时等效表头的满程电流值 IV0Im200.0A，电压档等效表头的内阻为：=380.0（）22.422380022.4223800 RRRRRSASA 0V 电压档分压电阻为：99.62（K）380100 .20000.20RIU IRIUR60V 0Vm
2、0V0V0Vm F二、二、 按图 A-1 连接好电路。 根据求得的 RS、RF值预先调好对应的电阻箱数值，R0的滑动端先置于图中所示的下端。三、1. 标准表选择 据本题提供的标准表量程，满程校准时，对 Im(=200.0A)档，标准表应选 ImP=200.0A 档，对 Um(=20.00V)档应选用 UmP=20.00V。 对改装表进行满程校准 校准方法如下： 先对 200.0A 档进行满程校准。将 K0合向“1”端（200.0A 档位置） ，接通电源 E。调节 E 及 R0、RP使改装表或 200.0A 标准表指示满程，再反复调节 RS，并适当调节 R0、RP使改装表指示满程 值，200.0
3、A 标准表亦恰好指示满程。200.0A 档校准完毕后，先将 E 值调至接近 0 伏，再将 K0合向“2”端（20.00V 档位置） 。先调节 E 及 R0、RP使改装表或 20.00V 标准表指示满程，而后反复调节 RF，使改装表指示满程值，20.00V 标准表亦 恰好指示满程。至此，满程校准完毕，记下此时对应的 RS、RF数值，即为分流、分压电阻的实际值。 对改装表进行刻度值校对 保持满程校准后的保持满程校准后的 RS、RF数值不变数值不变，先将 R0滑动端调至使其输出电压为零的位置，将 K0合向200.0A 档位置，然后调节 E、R0及 RP使改装表分别指示在 IX20.0、40.0、20
4、0.0A 的各个数值上， 读取并记录标准表对应的指示值 IP。先由小到大，再由大到小每隔 20A 校对一点。- 1 -电流档刻度值校对后，将 R0滑动端调至使其输出电压为零的位置，将 K0合向 20.00V 档位置，调节 E、R0及 RP使改装表分别指示在 UX2.00、4.00、20.00V 的各个数值上，读取并记录标准表对应的指示 值 UP。同理先由小到大，再由大到小每隔 2V 校对一点。2. 表格及数据记录 表 A-1 满程校准相关数据记录分流、分压电阻计算值实际选用值RS(K)RF(K)表 A-2 改装表 200.0A 档刻度值校对相关数据记录 标准表量程：ImP=200.0A 、准确
5、度等级：aAP=0.5；被校对表量程：ImX=200.0AIX(A)0.020.040.060.080.0100.0120.0140.0160.0180.0200.0由小到大IP （A ）A）由大到小 AIPIX(A) 表 A-3 改装表 20.00V 档刻度值校对相关数据记录 标准表量程：UmP=20.00V 、准确度等级：aVP=0.5；被校对表量程：UmX=20.00VUX(V)0.02.004.006.008.0010.0012.0014.0016.0018.0020.00由小到大UP （V）由大到小）（VUPUX(V)3. 绘制误差曲线根据测得的 IX、与 UX、数据，按、计算各PI
6、PUPXXIIIPXXUUUIX、UX对应的偏差值IX、UX（V） ，再分别以IX、UX为纵坐标，分别以 IX、UX为横坐标作出误差 曲线。 【要求坐标轴比例合适、作图时描点准确。 】 计算并确定改装表 200.0A 档和 20.00V 档相对于标准表的准确度等级。 (a) 确定 200.0A 档的准确度等级i. 计算准确度等级找出的最大值，按下式计算 aAX值。XImaxXIaAX+aAP = 100IImXmaxXii.确定准确度等级 根据求得的 aAX值，按国家标准中规定的电表的七个误差等级（0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0） 中，取大于 aAX值的最小一个等级数字
7、作为改装表 200.0A 档的准确度等级，得： aA= 。- 2 -(b) 确定 20.00V 档的准确度等级i. 计算准确度等级aVX+aVP = 100UUmXmaxXii.确定准确度等级 aV= 。 结果报道结果报道 1. 利用两个电阻箱，分别取 RS= 、RF= 能够将量程为 20.00 的微安表改装成符 合题目要求的两个量程的复合表。2. 改装表 200.0A 档的误差曲线如图 ；其准确度等级为 aA ；20.00V 档的误差曲线如图 ；其准确度等级为 aV 。- 3 -二、伏安法的应用二、伏安法的应用参参 考考 方方 法法一、一、 测量电路如图 B-1。测量方法及公式用电阻箱作为负
8、载电阻 RZ，选取合适的 RZ值，接通电 源后，记下 A表和 V 表的指示值 I 和 U。 当设 A 表的内阻为 RA时，可得：U=I（RZ+RA） (1) 电表的内阻为： (2) ZARIUR二、二、 确定电压表量程 Um、电源电压值 E、负载电阻 RZ及分压器 R0的数值。i. .选择电压表量程和电源电压值 根据本题所提供的设备，为方便读取电压测量值和减少测量误差，可取电压表量程 Um2.000V.。实验 中取电源电压值略大于电压表量程值，因此可取 E=2.2V。注意：由于注意：由于 U 值值越大，越大，仪仪表引入的表引入的 B 类标类标准不确定度亦大准不确定度亦大【见下式】，因此，因此，
9、为为减少减少测测量量误误差，差，应应 IUuB尽量尽量选择选择小量程小量程电压电压表。表。ii. 确定电阻箱数值 由式(1)可知,当 V 表指示满程值时：Um=Im（RZ+RA） ，则作为负载 RZ的电阻箱应取值为： 1.700（K）3 6A mm Z1030. 0101000000. 2RIUR电阻箱允许的最大电流值为 IZ015.8mA，电阻箱允许的电流值IZ0远大于电流表量程值 100025. 01000A。因此 RZ值的选择可行。iii.确定分压器 R0数值 设电压表的内阻为 RV，则有：5002.0001.00K。为了使作为分压器的滑线变阻mVUR器的输出电压能较均匀地调节，通常应取
10、 。而对于图 B-1，L0R21R 66730. 070. 100. 1)30. 070. 1 (00. 1RRRRRRRAZVAZV L 估算估算 ）（应取 33466721R21RL0根据实验室所提供的变阻器，应选择 R0=240、IR0=2A 的滑线变阻器作为分压器。则在滑线变阻器 R0的滑动端无限接近于图 B-1 所示的上端头时，通过 R0上端部的电流达到了最大，此 时的最大电流值为：mA2 .127 .666000. 22402 . 2RU REILm0max0R- 4 -可见值远小于滑线变阻器额定电流值(=2A)，上述选择安全可行安全可行.。max0RI0RI 按图 B-1 连接电
11、路。 电路检查无误后接通电源，调节 E 和 R0，使电流表分别指示在 800A、850A、900A、 ，记 录对应的电压值。三、三、 表格及相关数据记录如下： 表 B-1 待测 A 表内阻估计值：0.30KUm (V)aVIm (A)aARZ (K)aRZR0 ()2.0000.510000.51.7000.1240表 B-2 测量值记录 实验中，取 E=2.2VI (A)8008509009501000U (V)1.611.712 1.8121.908 2.000RAX(=U/IRZ)312.5314.1313.3308.4310.1 RA标准不确定度的估算 )R(uAi. 多次重复测量的差
12、异引入的 A 类标准不确定度311.6 （） XAR1.06（） 1nnRRRu2 AiA AXAii.电表和电阻箱本身的误差而引入的 B 类标准不确定度 电流表、电压表基本误差而各自引入的 B 类标准不确定度：2.89（A）2.8910-6（A）3%5 . 01010003%aI3I) I (u6 Am B5.7710-3（V）3%5 . 0000. 23%aU3U)U(uvm B电阻箱基本误差而引入的 B 类标准不确定度：0.981（） 3%1 . 017003%aR3R)R(uRZZ ZB电流、电压表的基本误差而共同引入的 B 类标准不确定度： 2626662 B2 B B812. 11
13、077. 5109001089. 2812. 110900 UUu IIu IU IUu 1.42（） 仪表误差而引入的合成 B 类标准不确定度 1.73（）22 Z2 B2 BAXB981. 042. 1)R(u)IU(u)R(u- 5 -上式中 I、U 可取电表测量值的中间数值取电表测量值的中间数值（即取表 B-2 中 I=900A 和该电流值对应的电压值 U=1.812V）iii.电表内阻 RA测量的合成标准不确定度：1.982（） (7) 22 A2BA2AAC72. 106. 1RuRu)R(u0.64%0.7%6 .31198. 1R)R(uAAc结果报道1. 3122（）)R(u
14、RRACAA2. 测量相对误差0.7%AAc R)R(u三、电桥法的应用三、电桥法的应用- 6 -参参 考考 方方 法法 一、一、 测量电路如图 C-1。 图中，用电阻箱作为 R2，用滑线变阻器作为 R3、R4组装电桥。 测量原理、方法及公式 测量时，将滑线变阻器的滑动端 C 大体上调至 变阻器的中部。设其 BC 端及 CA 端对应的电阻值 分别为 R3、R4。合上 KE后，调节 R2使 IG=0, 电桥 达到平衡。可得：即： (1) 423XRRRR2 34 XRRRR保持保持变阻器滑动端 C 的位置不变，对调的位置不变，对调 R4、R3的位置（即使电路转换为图 C-2 的形式） ，重新调节 R2 使电桥又达到平衡。设，此时 R2的数值变为。2R则又有： 即 (2) 324XRRRR2 43 XRRRR将（1）（2）可得： (3) 22XRRR二、二、 工作电源电压值 E 的选择 已知 RX0.50K，且测量时取 R3R4，故 R20.5000K。RX、电阻箱 R2允许通过的最大电流值分别 为：44.7（mA） =50.0（mA）3R1050. 01 RPI0X10025. 0
