物理实验一_电表改装与校准.doc

物理实验一电表改装与校准姓名：XXX学号：1109853XXXXXXXX指导老师：XXX【实验目的】1学习掌握电表改装的基本原理和方法，按照实验原理设计测量线路。2了解电流计的量程Ig和内阻Rg在实验中所起的作用，掌握测量它们的方法。3掌握毫安表、电压表和欧姆表的改装、校准和使用方法，了解电表面板上符号的含义。4学习校准电表的刻度。 5熟悉电表的规格和用法，了解电表内阻对测量的影响，掌握电表级别的定义。6训练按回路接线及电学实验的操作。7学习校准曲线的描绘和应用。【实验仪器】THKDG-2型电表改装与校准实验仪本实验仪是在TKDG-1型电表改装与校准实验仪的基础上增加了改装成欧姆表的功能，结构上只将电阻箱由0999.9改为09999.9，增加了750电阻，除了能将被改装表改装成电流表和电压表外，还可以将其改装成串接式和并接式欧姆表。【实验原理】电流计可以改装成毫安计，电流计G只能测量很小的电流，为了扩大电流计的量程，可以选择一个合适的分流电阻Rp与电流计并联，允许比电流计量程Ig大的电流通过由电流计和与电流计并联的分流电阻所组成的毫安计，这就改装成为一只毫安计，这时电表面板上指针的指示值就要按预定要求设计的满刻度值I，即毫安计量程I的要求来读取数据。若测出电流计G的Ig与Rg，则根据图3就可以算出将此电流计改装成量程为I的毫安计所需的分流电阻Rp。由于电流计与Rp并联，则有：由上式可见，电流量程I扩展越大，分流电阻阻值Rp越小。取不同的Rp值，可以制成多量程的电流表。电流计也可以改装成伏特计，由于电流计Ig很小，Rg也不大，所以只允许加很小的电位差，为了扩大其测量电位差的量程可与一高阻Rs串联，这时两端的电位差V大部分分配在Rs上，而电流计中所示的数目与所加电位差成正比。只需选择合适的高电阻Rg与电流计串联作为分压电阻，允许比原来IgRg大的电压加到由电流计和与电流计串联的分压电阻所组成的伏特计上，这就改装成为一只伏特计，这时电表面板上指针的指示值就要按预定要求设计的满刻度值V，即伏特计量程V的要求来读取数据。如果改装后的伏特计量程为V，则根据图（3）就可以算出将此电流计改装成量程为V的伏特计所需的分流电阻Rs。由欧姆定律，可得：由上式可见，电压量程V扩展越大，分压电阻阻值Rs越大。取不同的Rs值，可以制成多量程的电压表。仪表准确度等级定义为仪表的最大绝对误差与仪表量程（即测量上限）比值的百分数公式为：【实验步骤】实验一：测定电流计G的量程Ig和内阻Rg，设计测量电路并测定之内阻Rg测量，我们使用替代法按如图所示连接电路，将被测电流计接在电路中读取标准表的电流值并且记录，然后用十进位电阻箱替代它，并改变电阻值，使流过标准表的电流保持不变，则电阻箱的电阻值即为被测改装电流计的内阻。改变电压，重复步骤多次测量并记录。 将电流计，电源，标准电流表串联，调整电压，当电流计指针刚刚满偏时，标准电流计读数即为其量程。实验二：改装电流计为5mA或10mA量程的毫安计改装电流计为5mA或10mA量程毫安计。按如图所示用0.5级标准数字毫安计来校准被改装毫安计。从0到满量程，以电流计面板读数为横坐标，标准毫安计读数为纵坐标，用毫米方格纸做出校准曲线。实验三：改装电流计为1V量程的伏特计改装电流计为1V量程的伏特计，按如图所示用0.5级标准数字伏特计来校准被改装伏特计。从0到满量程，以电流计面板读数为横坐标，标准伏特计读数为纵坐标，用毫米方格纸做出校准曲线。实验四：确定改装毫安计和伏特计的级别通常改装表的级别不能高于用来校准的标准表的级别，根据实际测量与计算的结果，向低的级别靠，来确定改装表级别。实验五：改装电流计为欧姆计串接式欧姆表改装：按如图所示，E为电源，电流计表头内阻为Rg，量程即满刻度电流为Ig，R和Rw为限流电阻，Rx 为待测电阻。将电压设置为1V，改变阻值，依次记录下电流计读数。并接式欧姆表改装：按如图所示，E为电源，电流计表头内阻为Rg，量程即满刻度电流为Ig，R和Rw为限流电阻，Rx为待测电阻。将电压设置为1V，改变阻值，依次记录下电流计读数。【实验数据处理】实验一：电流计量程为：1mA输入电压（V）电流（mA）内阻（）0.010.091020.020.171020.030.271020.040.351020.050.451020.060.531020.070.621020.080.711020.090.80102所以，电流计的内阻为：102实验二：改装为量程为5mA的毫安计Rg=25电流计（mA）标准毫安表（mA）绝对误差电流计（mA）标准毫安表（mA）绝对误差0.050.230.020.552.760.010.100.5000.603.020.020.150.740.010.653.270.020.201.000.703.530.030.251.2500.753.780.030.301.510.010.804.030.030.351.760.010.854.290.040.402.010.010.904.520.020.452.260.010.954.790.040.502.520.021.005.060.06B为校准曲线实验三：改装为量程为1V的伏特计Rg：900电流计（mA）标准电压表（V）绝对误差电流计（mA）标准电压表（V）绝对误差0.050.0460.0040.550.5450.0050.100.0980.0020.600.5960.0040.150.1450.0050.650.6450.0050.200.1960.0040.700.6950.0050.250.2470.0030.750.7410.0090.300.2960.0040.800.7910.0090.350.3460.0040.850.8420.0080.400.3970.0030.900.8910.0090.450.4460.0040.950.9400.0100.500.4960.0041.000.9920.008 电流计读数B为校准曲线实验四：确定改装毫安计和伏特计的级别5mA量程毫安计：所以5mA量程毫安计的级别是1.2级1V量程伏特计：所以1V量程伏特计的级别是1级实验五：改装电流计为欧姆计1. 串联Rg=102 R=470 R=750Rx/电压/VIx/mA101.0020.76201.0020.76801.0030.73901.0030.721001.0030.712001.0050.673001.0070.634001.0080.595001.0090.566001.0100.537001.0110.518001.0120.489001.0130.4610001.0140.4420001.0180.3130001.0210.2440001.0230.2050001.0240.1660001.0250.1470001.0250.1280001.0260.1190001.0260.10 IxB为校准曲线2. 并联Rg=102 R=470 R=750Rx（）电压（V）Ix（mA）Rx（）电压（V）Ix（mA）1010.41701.0010.711510.49801.0010.732010.55901.0010.742510.581001.0010.743010.612001.0010.783510.633001.0010.794010.654001.0010.80451.0010.675001.0010.80501.0010.686001.0010.80551.0010.697001.0010.81601.0010.7040001.0010.81 IxB为校准曲线【思考题】1. 校正电流表时发现改装表的读数相对于标准表的读数偏高，试问要达到标准表的数值，改装表的分流电阻应调大还是调小？ 答案：应该把分流电阻调小2. 校正电压表时发现改装表的读数相对于标准表的读数偏低，试问要达到