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1、实验四 电表的改装和校准实验目的1掌握电表扩大量程的原理和方法；2能够对电表进行改装和校正；3理解电表准确度等级的含义。实验仪器： 微安表，滑线变阻器，电阻箱，直流稳压电源，毫安表，伏特 表，开关等。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， g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 S过，而通过微
2、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, gg根据欧姆定律可得,（I - I ）R = I Rg S g gIRR 二_g-s I -1g设 n = I /I , 则gRRSn -1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R须在表头上并联一个分流电阻，其电阻值为S n 1飞R $险图2图1二 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I R ,gg 是很低的。在实际应用中，为了能测量较高的电压，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H 串联附加电阻上，而微安表上的电压降很
3、小，仍不超过原来的电 压量程 I R 。gg设微安表的量程为I，内阻为R，欲改装电压表的量程为U， gg由图 2，根据欧姆定律可得，I （R + R ）=Ug g HR = U R（2）H I gg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SU ）。以待校表的示值I （或U）为横坐标，示值I （或U）的校 S准值AI= I -I （或AU= U
4、 -U）为纵坐标，作校准曲线。作校准曲 SS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。标淮表图3A图4实验步骤：一 电流表的改装和校准1. 将量程为50 口 A的微安表改装成量程为50mA的毫安表。根据 式（1）计算出R的理论值，用电阻箱作为R，将电阻箱调到理SS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，经老师检查无 误后合上开关S。再将输出电压缓慢增加，使改装表正好指向满刻 度，观察标准表是否指在满刻度 50mA 处。若不
5、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10mA，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AI=I-I。在坐标纸上画出以AI为纵坐标，I为横坐标的校准曲sxx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AImax），将它除以电表量程可以得到该电表的标准误差。根据标准 max误差的大小即可标定电表的准确度等
6、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50 u A的微安表改装成量程为5V的电压表。根据式（2）计算出Rh的理论值，用电阻箱作为Rh，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
7、。4. 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IV，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A U=U-U。在坐标纸上画出以A U为纵坐标，U为横坐标的校s x x准曲线。实验数据处理：R =3610Qg1. 将微安表改装成电流表R s理论3； R s实际沌Q表头刻度/uA01020304050改装表读数I /mAx01020304050标准 表读 数Is/mA由大 到小01223.53342.550由小 到大0122333.54150平均 值I s01223.2533.
8、2541.7550AI =E/mA023.253.251.750最大绝对误差A Imax =3.25mA标准误差=A Imax/量程 x100%=3.25/50x100%=6.5% 电表的准确度等级为 级（这组实验数据不太好，仪表精度等级大于5.0%，说明改装表校 的不准。）表头刻度/uA01020304050改装表读数Ux/V0.001.002.003.004.005.00标准 表读 数Us/V由大 到小01.052.203.004.105.00由小 到大01.102.003.004.054.90平均 值Us01.0752.103.004.0754.95A U =Us-Ux)/v00.0750.100.075-0.052. 将微安表改装成电压表RH 理论=96390_Q； Rh实际=沁最大绝对误差A Umax=0.1Vmax标准误差=A Umax/ 量程 x100%=0.1/5x100%=2.0%电表的准确度等级为 2.5 级
