《将微安表改装成多量程电流表并进行初校》.doc

评分： 大学物理实验设计性实验实 验 报 告实验题目：将微安表改装成多量程电流表并进行初校 班 级： 电信 06-1 班 姓 名： 龙三雄 学号： 25号 指导教师： 方运良 茂名学院技术物理系大学物理实验室实验日期：2007 年 11月29日 实验11 将微安表改装成多量程电流表并进行初校实验提要实验课题及任务将表头改装成多量程电流表实验课题任务是：利用所给的仪器，结合所学的知识，把表头改装成、双量程电流表，完成电表改装电路所需仪器与校正电路。学生根据自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出将表头改装成多量程电流表的整体方案，内容包括：写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和步骤，然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果，按书写科学论文的要求写出完整的实验报告。实验仪器量程的微安表一块，电阻箱(0.1级)三个，惠斯登电桥、数字电压表精度(0.08%U+0.1)、3V直流稳压电源、开关各一个、滑线变阻器两个（高值、低值各一个）。实验所用公式及物理量符号提示 测微安表内阻时，电桥用外接电源并须降压使用，以免测量时微安表过载。 将标称量程为、级别为级的微安表，改装成、双量程电流表。参考电路如图11-1所示。 先测量微安表的内阻和满刻度的电流实际值。用实际测出的和算出和的数值。实验中、用电阻箱。课前推导出计算、的公式，画好测、的电路图。 以数字万用表的电压档作为标准表，两个滑线变阻器串联起来接入电路中，自己拟定校表电路，初校改装好的电表。对改装表的要求是：两个量程中各点的误码率均不超过(每个量程校10 个点)。课前拟好数据表据。评分参考 (10分) 正确的写出实验原理和内阻测量方法，2分； 正确的选用仪器和、的计算方法，2分； 写出实验内容及步骤，2分； 计算出、的值，完成改装表任务，2分； 电表的校准及等级的标定，2分。提交整体设计方案时间学生自选题后23周内完成实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案，要求电子版。用电子邮件发送到指导教师的电子邮箱里。参考书籍大学物理实验陆廷济 胡德敬 陈铭南 主编实验11 将微安表改装成多量程电流表并进行初校一实验目的：1学会将微安表头改装成5mA.10mA的双量程电流表。2学会将数字电压表改装成高精度的电流表。二实验仪器：量程500uA的微安表一块，电阻箱（01级）三个，惠斯登电桥，数字电压表精度（008+01）mV,3V直流稳压电源，开关各一个，滑线变阻器两个（高值，低值各一个）。三实验原理：1微安表表头内阻的测定：惠斯登电桥的 基本结构如图（1）AGGACDBR1111R2RgRoIOI1IOI2I闭合开关，如果检流计示数为零值，桥路电流Ig=0,达到平衡，从而有Ub=Ud,I1=I0,于是I1R1=I2R2；I1=I2R0。由此得R1/R2=Rx/R0,即Rx=R1Ro /R2.(1)式就是测量电阻的原理公式。在实验室中，我们把M=R1/R2称为倍率，可根据倍率表中待测阻值范围选择对应的倍率。称为R0的比较臂相当于一个只有四个进盘的电阻箱。但需注意以下几点：（1） 操作开关B和D时，应先接通B后接通G。先断G后断B。（2） 调节电桥平衡时，必须对开关G采用“路接法”，若检流计指针偏向“+”，表示R0需要加大，反之需要减少。（3） 测量完毕后，连接表重新换到“内接上”。由于外接电源电压U=3V，而我们只有3V的电压源，所以需要窜接一个分压电阻。2.设计标准表 VR标准表设计的电路如图所示:其中R的建议阻值为 (n=0、1、2、3、4)I=3.测量微安表满刻度的实际电流值Im. 其电路如图所示:AU R高值 调节R的阻值,使微安表满偏,此时从标准表算出电流I 4电表的改装并计算并联电阻的阻值: 在研究串.并联电路时可知:当一用电器两端并联一电阻时.该电阻有分流的作用;如果是串联一电阻时.该电阻有分压的作用, 磁电式电流表是采用并联电阻分流的办法扩大量程的.如图所示,在表头的两端并联一个电阻R. 把微安表改装成电流表所需电阻RS为: RS=设电流表扩大后的量程为 与,则有: R1+ R2= R1=5.电表的校正及等级评定:.其校正电路如图所示: R3UR4AR1R2在校正过程中,调整R2的阻值,使校正点落在扩大量程电表全偏转范围内各个标度值的位置上,确定各校正点的的值.计算出各点的误码率f 然后选出 作为计算电表等级的依据 四实验内容与步骤1测电表表表头内阻：（1）首先调准检流计的机械零点。（2）根据表头大概阻值，选择倍率值，安排桥臂R0的阻值，使电桥在接近平衡的情况下开始使用。（3）注意测量时先合B，再合G，先断G，再断B，按下B的时间最好在3-5秒内。2测电流表的最大量程IM.（1）将元件按电路图连接好，将滑动变阻器调到最大值。（2）合上开关K，滑动滑动变阻器，使电流表的读数达到最大值。（3）记录下这时的电压读数。（4）整理实验仪器。3将数字电压表改装成电流表（1）用导线把电阻箱与电压表并联后，将电阻箱的阻值调到1欧或10的倍数欧即可。4将电表表头改装成5mA.10mA量程的电流表（1）将准备好的仪器（两个滑动变阻器，待测电流表和制作的电流表）与电源按照电路图连接起来.（2）将两个滑动变阻器调到最大值。合上开关K，调节R4变阻器，使电路中的校正电表在它的量程范围内偏转。 (3) 每个点使电流上升和下降各校正一次(两个量程中各点的误码率不超过2.5%)求出平均值.（4）每个量程校10个点，记录表中。五数据记录.(1)表头参数：量程：500微安 等级：0.1 读数误差： 10微安 内阻Rg:149.7欧(2)电表扩大量程（5mA）:量程：5mA 扩大量程倍数：10 Rs：16.6欧改装表等级：1 量程：5mA 分度值：100微安 读数误差：100微安(3)电表扩大量程（10mA）：量程：10mA 扩大量程倍数：20 Rs:8.3欧改装表等级：1 量程:10mA 分度值：200微安 读数误差：200微安1 测量电表内阻数据记录：待测电阻倍率M 测量次数12345平均结 果G0.1149814971497149614981497149.72测量Ig 数据记录：测量次数12345平均Uv0.5010.5000.5000.5000.5010.5R100010001000100010001000Ig0.00053.校正电表的数据记录：=(+)（1）量程为5mA的校正数据记录：Ix0.501.001.502.002.503.003.504.004.505.000.0480.0970.1510.2010.2540.3000.3540.4060.4530.5030.481/10000.971/10001.511/10002.011/10002.541/10003.001/10003.541/10004.061/10004.531/10005.031/10000.0500.0980.1510.2030.2510.3010.3540.4040.4520.5000.501/10000.981/10001.511/10002.031/10002.511/10003.011/10003.541/10004.041/10004.521/10005.001/10000.491/10000.981/10001.511/10002.021/10002.521/10003.001/10003.541/10004.051/10004.521/10005.021/10000.011/10000.021/1000-0.011/1000-0.021/1000-0.021/100001/1000-0.041/1000-0.051/1000-0.021/1000-0.021/1000（2）量程为10mA的校正数据记录：Ix1.002.003.004.005.006.007.008.009.0010.000.1060.2010.3050.3990.5030.6040.7070.8050.9051.0051.061/10002.011/10003.051/10003.991/10005.031/10006.041/10007.071/10008.051/10009.051/100010.051/10000.1030.1970.2980.3970.4990.6000.7080.8050.9071.0021.031/10001.971/10002.981/10003.971/10004.991/10006.001/10007.081/10008.051/10009.071/100010.021/10001.041/10001.991/10003.021/10003.981/10005.011/10006.021/10007.071/10008.051/10009.061/100010.041/1000-0.041/10000.011/1000-0.021/10000.021/1000-0.011/1000-0.021/1000-0.071/1000-0.051/1000-0.061/1000-0.041/1000六数据处理4将测量电表内阻数据代入（1） R=15（R1+R2+R3+R4+R5）=15（1498+1497+1497+1496+1498）1497（欧）再由Rg=RM=14970.1=149.7（欧）（2）将测量Ig数据代入 Ig=Uv/R而Uv=1/5(Uv1+Uv2+Uv3+Uv4+Uv5)=1/5(0.501+0.500+0.500+0.500+0.501) 0.500(伏)所以由 Ig=Uv/R （其中 R=1000（欧） =0.500/1000=0.5001/1000(安)（3）将 Ig=0.5001/1000(安) Rg=149.7（欧）代入公式：R1+R2=ImRg / I5-Im 和 R1=Im(Rg+R2) / I10-Im 得： R1+R2=（0.5001/1000149.7） /（51/1000-51/10000）-（1）和 R1=51/10000（149.7+R2）/ （101/1000-51/10000）-（2）由（1）和（2）得到： R1=R28.3（欧）5将量程为5mA的校正数据处理：（1）由 Is=Us/R 其中R=100（欧）可知：I（升）1=U（升）1 / R=0.048/100=0.481/1000（安）I（降）1=U（降）1 / R=0.050/100=0.501/1000（安）同理可求得：I（升）2=0.971/1000（安） I（降）2=0.981/1000（安）I（升）3=1.511/1000（安） I（降）3=1.511/1000（安）I（升）4=2.011/1000（安） I（降）4=2.031/1000（安）I（升）5=2.541/1000（安） I（降）5=2.511/1000（安）I（升）6=3.001/1000（安） I（降）6=3.011/1000（安）I（升）7=3.541/1000（安） I（降）7=3.541/1000（安）I（升）8=4.06 1/1000（安） I（降）8=4.041/1000（安）I（升）9= 4.531/1000（安） I（降）9=4.521/1000（安）I（升）10=5.031/1000（安） I（降）10=5.001/1000（安）（2）再根据Is=1/2(Is升+Is降)可求得： Is1=1/2（0.481/1000+0.501/1000）=0.491/1000 （安）同理可求得：Is20.981/1000（安） Is3=1.511/1000（安）Is4=2.021/1000（安） Is52.521/1000（安） Is63.001/1000（安） Is7=3.541/1000（安） Is8=4.051/1000（安） Is94.521/1000（安） Is10=5.021/1000（安）（3）由 I=Ix-Is 可求得： I1=Ix1-Is1=0.501/1000-0.491/1000=0.011/1000 (安)同理可求得；I2=0.021/1000（安） I3=-0.011/1000（安） I4=-0.021/1000（安） I5=-0.021/1000（安） I6=01/1000（安） I7=-0.041/1000（安） I8=-0.051/1000（安） I9=-0.021/1000（安） I10=-0.021/1000（安） （4 ）由误码率 f=I/Im 可求得： f1=I1/Im=(0.011/1000)/5.001/1000=0.002同理可求得：f2=0.004 f3=0.002 f4=0.004 f5=0.004 f6=0 f7=0.008 f8 =0.01 f9=0.004 f10=0.004再由标准度等级的定义和公式S=（I）max /Im 100 可知：此改装电表的标准度的等级 1。6将量程为10mA的校正数据处理：（1）由 Is=Us/R 其中R=100（欧）可知：I（升）1=U（升）1 / R=0.106/100=1.061/1000（安）I（降）1=U（降）1 / R=0.103/100=1.031/1000（安）同理可求得：I（升）2=2.011/1000（安） I（降）2=1.971/1000（安）I（升）3=3.051/1000（安） I（降）3=2.981/1000（安）I（升）4=3.991/1000（安） I（降）4=3.971/1000（安）I（升）5=5.031/1000（安） I（降）5=4.991/1000（安）I（升）6=6.041/1000（安） I（降）6=6.001/1000（安）I（升）7=7.071/1000（安） I（降）7=7.081/1000（安）I（升）8=8.051/1000（安） I（降）8=8.051/1000（安）I（升）9= 9.051/1000（安） I（降）9=9.071/1000（安）I（升）10=10.051/1000（安） I（降）10=10.021/1000（安）（2）再根据Is=1/2(Is升+Is降)可求得： Is1=1/2（1.061/1000+1.031/1000）1.041/1000 （安）同理可求得：Is2=1.991/1000（安） Is33.021/1000（安）Is4=3.981/1000（安） Is5=5.011/1000（安） Is6=6.021/1000（安） Is77.081/1000（安） Is8=8.051/1000（安） Is9=9.061/1000（安） Is1010.041/1000（安）（3）由 I=Ix-Is 可求得： I1=Ix1-Is1=1.001/1000-1.041/1000=-0.041/1000 (安)同