电表的改装与校正标准报告

电表的改装与校正实验目的1. 掌握数字万用电表的使用方法；2. 掌握运用串并联电路的欧姆定律将电表进行改装的原理和方法；3. 学会用比较法对电表进行校正，并能够进行级别判断。实验原理精品资料1. 将表头改装成多量程电流表：如图 1 所示，在表头的两端并联小电阻rp 后串联接入电路，根据ii g+ g 串并联电路的规律，有u ru g ，irrp即i g rg(ii g ) rp图 1可推得rgrpii grprg(1)i grp由上式可见：如果rp 足够小，则图1 中虚线框整个部分可作为电流表来测量大电流。根据表头的满度电流i g 和内阻rg ，按扩大电流量程的倍数来选用合适的小电阻与表头并联，现将表头改装成i nni g， i mmi g 的两量程电流表，n 、 m 为扩大倍数，且n m 。如图 2 所示，据串并联电路的欧姆定律，有：（ 1）开关 k 扳向 i n 时，与表头并联的总电阻为1rpr1r2rgn1iggrg rp（ 2）开关 k 扳向 i m 时， r2 成为表头内阻的一部分，则与表头并联的分流电阻为r1imr2i nk图 2两个量程的电流表11r( rgm1r2 )由两式可得r1n m(nrg ， r21)mnrgm(n1)2. 将表头改装成多量程电压表如图 3 所示，若与表头串联大电阻rs 后并联接入电路，根据串并联电路的i grg规律，有ui g ( rgrs ) 。grs由上式可见，对于同一表头rg 和i g ，电阻rs 越大，两端承受的电压越大，图 3于是可将此表盘重新标定并作为一个电压表使用。根据表头的满度电流ig 和内阻rg ，按照电压量程倍数将表头改装成i gr gr sg量程为 u ni g rn ， u mi g rm 的两量程电压表，如图4 所示，有： r1r 2unumrrk将双掷开关扳向u m 时，可得：sg1s0u mi g图两个量程的电压表上式表明，电压表内阻与相应的量程之比等于表头满度电流的倒数，即常数s0（/ ），此常数称为电压灵敏度。若知道了s0 和量程，就可以根据“内阻量程s0”来计算电表各量程对应的内阻了。则有对改装量程为u m 的电表，其内阻为rsrgr1r2rgu m s0对改装量程为u n 的电表，其内阻为r1rgu n s0由上两式可得r1u n s0rg；r2(u mu n )s03. 用比较法校正电表并确定改装表的级别：标准表igr gr s改装表mai gg rgerpg r 1r2unu mrbr1r2ekk b改装表1kimkinrb kb标准表图 5校正电流表的电路图图 6校正电压表的电路图改装表需经校正后才能使用，所谓校正，就是将被校电表与标准电表同时测量一定的电流（或电压）， 看其指示值与标准表上的值相符合的程度。实验电路如图5 和图 6。将被校表的满刻度分成n 个等间隔的刻度值进行校正，设被校表的指示值为i ，标准表的读数为i0 ， 便可获得一组相应的数据ii 和 i0i ( i 1, 2,n ) 。对每一个被校点，都可算出偏差ii i 0i ii，求出 个ii中绝对值最大的ii max ，便可求得被校表的精度i i maxe量程100%再根据 e 的大小，按“就邻近大档”的原则确定被校表的准确度等级s。实验仪器表头（ 100 a），毫安表，电压表，直流稳压电源，电阻箱(2 个)，滑线变阻器，双掷开关，导线若干操作要点1. 用数字万用表测得表头内阻rg 。2. 将 i g100a的表头改装成i n1ma， i m5ma两个量程的电流表算出并联电阻r1 、r2 的值；按实验线路图接好电路，分别对i n 档和i m 档进行校正，记录数据。 n 档量程校正： k 先接n 档，使改装表满偏，读出标准表对应值，得出改装表满刻度修正值ii0 i 。 m 档量程的校正和准确度等级的确定：根据改装表上的刻线，每隔 1 5 满刻度等间隔地使电流先“由小到大”再“由大到小，”读取改装表各点的指示值i 及标准表两次对应值 0i ，算出各组对应的平均值i 0 i( i 1,25) ，定出改装表该档的级别，并作出校正曲线。3. 将表头改装为u n1v， u m5v的两量程电压表：计算串联电阻阻值r1 和 r2按实验图连接好校准电路，分别对u n1v， u m5v 两个量程进行校正，记录数据。同电流表校正相同，首先测量un 档的满刻度偏差，然后对um 档进行校正并确定该档级别，并作出校正曲线。预习思考题1. 表头量程ig 很小（内阻为rg），如果改装电流表量程扩大n 倍，应 联 的电阻；如果改装成量程为un 的电压表，应 联 的电阻。答：并；1u nrg ；串；rgn1i g2. 校正电流、电压表电路中，滑线变阻器rb 采取 接法，其线路特点是两固定端直接与 相连接，从 和 接负载。其中，校正电流表电路中，1 k电阻的作用是 。答：分压；电源；一固定端；滑动端；保护标准电流表和表头3. 对一个量程为5 a 的电流表各刻度进行校正时，发现最大偏差为0.08a，则该表的准确度等级是 。0.08答： e100%51.6% ，所以等级s2.5 级数据处理1. 用数字万用表测得表头内阻rg2.86 k。2. 电流表的校正根据式算出并联电阻r1 、 r2 的值 :rnr10286063.6，rmnr50102860254.21g2gm(n1)50(101)m(n1)50(101)分别对i n 档和i m 档进行校正：a、 i n1ma 档量程的校正：i20.10.051.005( ma ) ；i 01(ma )ii 0i0.005(ma)则此档电流表精度为ei100% i0.0051100%0.5%判定级别s=0.5 级b、 i m5ma档量程的校正：测量数据如下表所示1.0002.0003.0004.0005.0001.0102.0253.0304.0455.0401.0202.0303.0354.0505.0451.0152.02753.03254.04755.04250.0150.02750.03250.04750.0425i i (ma )i 0i (ma )由小大由大小i 0 i (ma )i i (ma)c、作出校正曲线（i m5ma 档）i (ma)0.0500.0400.0300.0200.01001.0002.0003.0004.0005.000i (ma)d、判断i m5ma 档级别：精度ei i max100%0.0475100%0.95%量程5则 i m5 ma 档改装电流表级别为s=1.0 级3. 电压表的校正计算串联电阻阻值r1 和r2 ：r1u n s0rg10 42.861037.14( k) ，r2(u mu n )s040( k)分别对u n 和u m 档进行校正a、 u n1v档量程的校正：u24.70.040.988(v ) ；u 01(v )uu 0u-0.012 (v)eu0.012u n1100%1.2%则可判定等级s=1.5级b、 u m5v档量程的校正： （数据表格如下）1.0002.0003.0004.0005.0000.9641.9562.9243.9404.9441.1041.9762.9523.9484.9481.0341.9662.9383.9444.9460.034-0.034-0.062-0.056-0.054u i (v )u 0 i (v )由小大由大小u 0 i (v )ui (v)m5v 档的校正曲线 u(v)0.0400.0300.0200.0100-0.0101.0002.0003.0004.0005.000-0.020-0.030-0.040-0.050-0.060c、作出 uu (v)d、对u m5v档进行级别判定：精度eu max100%0.062100%1.24%u m5则u m5v档改装电压表级别为s=1.5 级误差分析及讨论1. 改装表、标准电流表和电压表、标准电阻箱及万用表示数不准所带来的系统误差。2. 测量时，由于个人因素所带来的随机误差。课后思考题1. 若校准电流表处理数据时，发现被校表读数总是大于标准表读数，其原因何在？校准电压表出现此情况呢？答：校准电流表时，ni 改i改i p(n1) i改i pu pu p(n1)rg( n1) rprgrp与式子 rg(n1) rp 相比较可知：选定的rp 的值偏大，rp 值偏大的原因由rg(n1)rp可知在于 rg 的测量值偏大了。校准电压表时，i (rgirs )ugi gui g( rgrs ) 与式子 ui g (rgrs ) 比较可知：选定的rs 的值偏小，rs 值偏小的原因由rsu mr i g可知还是在于rg 的测量值偏大。2. 现有量程分别为5、 20、100 、200 的标准毫安表，要对5 ma 的改装表进行校正，应选哪个（档）毫安表；如果校正改装表满该度时，标准表指针超过最大刻度，该怎样处理。答：标准表选用5 ma 档；选用20 ma 档或调节滑线变阻器使标准表指针向左偏转。3. 若用数字万用表测得某电阻时屏上显示“002 ”， 请问应怎样才能得到较准确的阻值。答：将万用表电阻档调至较小量程再进行测量。4. 设计电路图将表头改装成两个量程的电流表和两个量程的电压表。要求只用一个表头和一个多档转换aaabcdefg r1r2r3r4maimi nunu m公共端开关，并计算所需串并联电阻的阻值（提示，设计线路时要考虑接入的标准表对改装表的影响最小）。rn1 rgm(n1)mnr2 rgm( n1)改装电压表时