实验一电表改装与校准.doc

实验七 电表改装和校准实验简介电表是常用的电学测量仪器。按用途可分为直流电流表、交流电流表、直流电压表、交流电压表、欧姆表等，这些电表都可以用表头改装而成。表头是基本的电学测量工具，可分为数字表、指针表等。本实验通过一只指针式直流电表的改装和校准，学习有关电表的基本知识及如何进行电表的校准。实验目的1熟悉电流表、电压表的构造原理。2学习改装和校准电流表、电压表的基本方法。实验仪器实验原理1 将表头改装成大量程的电流表用于改装的微安表称为“表头”。使表针偏转到满刻度所需要的电流Ig称为量程。表头的满度电流很小，只适用于测量微安级或毫安级的电流，若要测量较大的电流，就需要扩大电表的电流量程。方法是：在表头两端并联电阻RS ，使超过表头能承受的那部分电流从RS流过。由表头和RS组成的整体就是电流表，RS称为分流电阻。选用不同大小的RS，可以得到不同量程的电流表。 如图2所示，当表头满度时，通过电流表的总电流为I，通过表头的电流为Ig，因为 Ug=IgRg Ug=(I-Ig)RS故得 RS= （1） 表头的规格Ig、Rg事先测出，根据需要的电流表量程，由式（1）就可以算出应并联的电阻值。通常，由于电流表的量程I远大于表头的量程Ig，并联电阻RS远小于表头内阻Rg。AIgII-IgRSRg图1 微安表改成电流表图2 微安表改成电压表ARgRHIgUHUgUBA2.将表头改装为电压表 表头的满度电压也很小，一般为零点几伏。为了测量较大的电压，在表头上串联电阻RH，如图2所示，使超过表头所能承受的那部分电压降落在电阻RH上。表头和串联电阻RH组成的整体就是电压表，串联的电阻RH称为扩程电阻。选用大小不同的RH，就可以得到不同量程的电压表。因为 UH=IgRH=U-Ug可得 RH=g （2）表头的Ig、Rg事先测出，根据需要的电压表量程，由（2）式就可以算出应串联的电阻值。一般地，由于电压表的量程U远大于表头的量程Ug，串联电阻RH会远大于表头内阻Rg。 二、电表的校准 电表在扩大量程或改装后，还需要进行校准。所谓校准是使被校电表与标准电表同时测量一定的电流（或电压），看其指示值与相应的标准值（从标准电表读出）相符的程度。校准的结果得到电表各个刻度的绝对误差。选取其中最大的绝对误差除以量程，即得该电表的标称误差，标称误差是指电表的读数和准确值的差异，它包括了电表在构造上各种不完善的因素所引起的误差。即 标称误差=% (3) 根据标称误差的大小，可确定电表的准确度等级。按照国家标准，指针式电表一般分为7个准确度等级，即0.1,0.2,0.5,1.0,1.5,2.5,5.0共7个等级。电表的等级是国家对电表规定的质量指标，电表出厂时一般已将级别标在表盘上。常记为K。例如,若0.5%标称误差1.0%，则该电表的等级为1.0级。图3校准电流表电路图mAK R ERRgI-IgIgIRSAA+ E + -+ 标准表图4校准电压表电路图K+ EVAIgRH+ 标准表 电表的校准结果除用等级表示外，还常用校准曲线表示。即以被校电表的指示值Ixi为横坐标，以校正值Ii（Ii等于标准电表的指示值Isi与被校表相应的指示值Ixi的差值，即Ii=Isi-Ixi）为纵坐标，两个校正点之间用直线段连接，根据校正数据作出呈折线状的校正曲线（不能画成光滑曲线）。在以后使用这个电表时，根据校准曲线可以修正电表的读数(如图5)。实验内容1将量程为500A的表头扩程至50mA（1）计算分流电阻RS理论值；按图3连接电路。（2）校准扩大量程后的电表。应先调准零点，再校准量程(满刻度点)，然后再校准标有标度值的点。校准量程时，若实际量程与设计量程有差异，可稍调RS得到RS实际值。（3）校准刻度时，使电流单调上升和单调下降各一次，将标准表两次读数的平均值作为IS，计算各校准点的校准值。（4）以被校表的指示值Ixi为横坐标，以校准值I为纵坐标，在坐标纸上作出校准曲线（如图5）。2将500A的表头改装为10V的电压表（1）计算扩程电阻RH理论值；按图4连接电路。（2）校准量程，得到RH实际值。（3）校准改装电压表刻度值。与校准电流表的方法相似。（4）作校准曲线折线图。以被校表的指示值Uxi为横坐标，以校正值Ui为纵坐标，在坐标纸上作出校正曲线（如图6）。数数据记录与处理：1、 改装成的电流表定标数据：分流电阻RS计算值= 、实验值=、待改装电表的格数0102030405060708090100待改装表的示数Ix/(mA)05010.015.020.025.030.035.040.045.0500标准电表的示数/(mA)标准表的示数/(mA)标准表的示数平均值/(mA)改装表的刻度修正值Ix=-Ix(mA)= 、准确度等级应确定为: 级。 2.、改装成的电压表定标数据：分压电阻RH计算值= 、实验值=待改装电表的格数0102030405060708090100待改装电表的示数Ux/(v)01.002.003.004.005.006.007.008.009.0010.00标准电表的示数/(V)标准电表的示数/(V)标准电表的示数平均值/(V) U=(-Ux)/(V)= 、准确度等级应确定为： 级。 结果报道：1、 测得待改装表的内阻为：Rg= 2、 将上述电表改装为二个量程电流表的电路图如下图（A），50毫安档的误差曲线如图（5），相对于0.5级的标准表，其准确度等级为： 级。VX(V)V0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 图6 电压表校准曲线IiIi(mA)0Imax图5 电流表校准曲线0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 50.0-