改装电表实验报告

1、课程编号 得分 教师签名 批改日期 大学实验报告 课程名称： 大学物理实验（一） 实验名称：改装电表 学 院：医学院 指导教师: 报告人：组号: 学号实验地点 实验时间： 提交时间: 一、实验目的： 1. 了解电表改装、校准的原理和方法。 2. 学会工程技术应用中理论值与实际值的联系。 3. 学会标定电表等级。 4. 学习电学实验的基本要点： （1）开机前电压输出调小，限流电阻调大。 （2）如何理解实验连线图，快速漂亮的连好线路。 （3）如何将电流或电压快速调整到你想要的值。 二、实验原理： 1、将量程为lg =1mA，内阻为Rg的电流表的量程扩大为I = 10mA的电流表 （1 ）改装表头

2、由于原表头最大只能允许Ig=1mA的电流通过，改装后最大要测电流l=10mA,就需要并 联一个分流电阻 Rs,如下图所示，虚线内部分代表改装好的新表头。原表头和分流电阻Rs 是并联关系，故有lgRg=（l-lg）Rs ，所以分流电阻计算方法如下 Rs lgRg l lg 1 Rg 1 Rg 10-19 Rs lgRg (6-1 ) l lg 将各参数代入式（ 6-1 ）可得分流电阻的值为 由此可知，必须先测量表头内阻Rg。Rg的测量可以采用半偏法或伏安法等方法。 按式（6-1 ）计算出的阻值叫做分流电阻的理论值。因Rg的测量会有误差，所以分流电 阻也有误差，也就是说改装表指针指向满刻度时，可能

3、电流并不是10.00mA，这就是需要进 一步校准量程（校准分流电阻）。 （2 ）校对量程（校对分流电阻） 将改装的电流表和测量精度较高的标准电流表串联，并接入如下图所示电路，将分流电 阻Rs调节到计算好的理论值，调节电源或限流电阻Rs的大小，使校准表显示 10.00mA，同 时改装表应指向满刻度，如果改装表不是指向满刻度，则调整分流电阻的值，直到改装表和 标准表都显示10.00mA为止，记下实际分流电阻的值，这个值叫分流电阻的实际值。至此， 表头才算改装完成。 （3）校准改装表的等级 表头改装好后，还需要给改装表评定等级。评定方法如下： 逐点校准改装表的整刻度，方法是把改装表指向整刻度，然后读

4、校准表的读数。找出校 准电流表和改装电流表的读数差l I标准-l改装的最大值lmax，按式（6-2 ）计算准确 度等级，即 l max 量程 100 (6-2 ) 电表分七个准确度等级：0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0，如果E介于其间取其大, 例如，E=0.39介于0.2和0.5之间，那么改装表的级别是0.5级。 (4) 画校准曲线 为进一步提高改装表的测量精度，一般需要画校准曲线。以改装表的各整刻度的值为横轴, 以标准表和改装表的读数差I为纵轴作校准曲线，注意点与点之间的连线为折线。如 下图所示为改装电流表的校准曲线。校准曲线可以用来修正改装表的测量数据，测量值按校 准

5、曲线修正后，可以认为测量结果接近标准表测电流时的精度，比原来的精度有所提高。 毫安衣的量程扩大原理 2、将量程为lg =1mA内阻为Rg的电流表改装成量程为 U= 10V的电压表，与改装电流表类 似 (1 )改装表头 由于原表头最大只能流过lg的电流，所以原表头能承担的最大电压为lgRg，把它改装 成量程为U的电压表头，需要串联分压电阻Rm如下图所示，图中虚线内部分代表改装好的 新电压表头。其中分压电阻Rm的计算方法为 厂U厂 RmRg(6-3) |g (2 )校对量程(校对分压电阻) 将改装电压表和测量精度较高的标准电压表并联，并接入如下图所示电路，将分压电阻 Rm调节到计算好的理论值，调节

6、电源或限流电阻Rw的大小，使校准表显示 10.00V，同时改 装表应指向满刻度，如果改装表不是指向满刻度，则调整分压电阻的值，直到改装表和标准 表都显示10.00V为止，记下实际分压电阻的值，这个值叫分压电阻的实际值。 (3)标定改装表的等级 逐点校准改装表的整刻度，方法是把改装表指向整刻度，然后读校准表的读数。找出校 准电压表和改装电压表的读数差U U标准-U改装的最大值 U max，按式(6-4 )计算等级， 即 U max 量程 100 (6-4 ) 根据T的值给出改装电压表的准确度等级。 (4)画校准曲线 以改装电压表的各整刻度的值为横轴，以标准表和改装表的读数差 U为纵轴作校准曲 线

7、，注意点与点之间的连线为“折线”。 亳安崔改装电压衣原理图 3、将量程为lg =1mA，内阻为Rg的电流表改装成1500?的串联分压式欧姆表 (1 )改装表头 下图中虚线内部分就是改装好的欧姆表头。取U=1.5V,将Rx短路，调节Rw使毫安表正 好指向1mA这时 Rw+R3+Rx=150?，当 Rx =1500?时，毫安表读数为 0.5mA，这一电阻被称 为“中值电阻”，即 R中=Rw + R3 + R x =1500?，“中值电阻”实际上就是欧姆表的表头 内阻。 (2 )标定刻度 在下图中，当电压 U=1.5V保持不变时，Rx和电流是一一对应关系，但某一电流代表多 大电阻，这就需要标定刻度。

8、 (3)做刻度曲线 由于电阻Rx和电流I不是线性关系，需要以Rx为横轴，电流I为纵轴，作出刻度曲线。 故装为歐娉表原理图 三、实验仪器： 改装电表集成箱(电流表头，标准电流表，标准电压表，电阻箱，电源，单刀双掷开关，导 线等。 四、实验内容和步骤: 1、半偏法测量原电流表的表头内阻 Rg (1) Rg连在电路里可以，不连也可以。 (2) 调节R1，Rw,电源电压，当标准表的读数为 1mA且待改装表读数为 0.5mA时，贝U Rg=R1 (3) 读数的时候，应垂直往下看 2、将量程为lg =1mA的电流表扩大为量程为 I = 10mA的电流表 诜部井检时电源花 (1) 记录原电流表量程和改装后量

9、程。 (2) 计算理论分流电阻 Rs并做记录。 (3 )校准量程，记录实际分流电阻Rs。 (4)校准整刻度，给改装电流表定级。要求分“下行”和“上行”对整刻度进行校准，并做 记录，然后求平均。“下行”是指读数由大变小，“上行”是指读数由小变大。根据所测数 据确定改装电流表的准确度等级。 (5 )根据所测数据作出校准曲线。 V= 10V的电压表 3、将量程为lg =1mA的电流表改装为量程为 (1)记录原电流表量程和改装后量程。 (2)计算理论分压电阻值 Rm并做记录。 (3) 校准量程，记录实际分压电阻 Rm。 (4)校准整刻度，给改装电压表定级。要求分“下行”和“上行”对整刻度进行校准，并做

10、 记录，然后求平均。根据所测数据确定改装电压表的准确度等级。 (5) 根据所测数据作出校准曲线。 4、将量程为1mA的电流表改装成中值电阻为R3+RW+Rg =150的欧姆表 调节中值电阻：调节到V =1.5V,表头满偏。R3+Rw+Rg=150 (1) 记录原电流表量程、改装欧姆表的中值电阻和工作电压。 (2) 给欧姆表标定刻度。 (3) 以Rx为横轴，电流I为纵轴作出刻度曲线。 五、电表改装数据记录： 组号：；姓名 1、待改装表的电阻Rg= 2、 将量程为lg =1mA,毫安表的量程扩大为1 = 10mA的实验数据 原电流表量程：lg =_ mA改装后量程：I = mA 理论分流电阻：Rs

11、=Q实际分流电阻：RS= Q 校对改装电流的数据： 改装表理论读数 /mA 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 标准表读数 下行（读数减少） /mA 上行（读数增加） 平均（3位小数） 1=（1-1 理论）/mA 3、将毫安表的扩大电压表的数据： 原电流表量程：lg = _ _ mA改装后量程： U= _ V 理论分压电阻：Rm= Q实际分压电阻： Rm= Q 校对改装电压的数据： 改装表理论读数 /V 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 标准表读数 下行（读数减少） /V 上行（读数增加） 平均（3位小数） U=（U-U 理论）/V 4、改装欧姆表的数据： 中

12、值电阻：;工作电压 按下表给定的Rx值标定表面刻度： Rx/ Q 0 100 200 300 400 500 700 1000 1500 2000 3000 4000 7000 I/mA 六、数据处理： 1. 将数据按要求处理后，用坐标纸或计算机画出改装电流表的校准曲线（I-1图），并按公式 确定改装表的等级； 2. 用坐标纸或计算机画出厶 U - U校准曲线。并按公式确定改装表的等级； 3. 以I为纵坐标，Rx为横坐标作I-Rx图并连成光滑曲线。 七、思考题 1校准电流表时，若标准表的指针满刻度而改装表达不到，应怎样调节分流电阻使两表同时满 刻度？电压表呢？ 2. 如2题图，在量程分别为I

13、1, I 2, I 3的三量程毫安表中，哪档量程电流最大？哪档量程最小？ 3. 如3题图，将内阻为 50Q，最大量程刻度为 50mV的磁电式电压表窜联两个电阻Ri,R2,使之 变成量程分别为3V和5V的双量程电压表，求 R, R的数值。. 4. 为什么校正电表时需要把电流（或电压）从小到大做一遍，又从大到小做一遍？两者完全一 致说明了什么？不一致说明了什么？ 2题图3题图 答： 1. 校准电流表时，若标准表的指针满刻度而改装表达不到，说明分流电阻分走的电流过大，因而 应该调大分流电阻；校准电压表时，若标准表的指针满刻度而改装表达不到，说明分压电阻分走 的电压过大，因而应该调小分压电阻。 2.设

14、毫安表内阻为Rg,且R1、 R2 、R3均不为零， 11 Ig R1 I g RgR2 R3 由此， 11 Rg+R2+R3 I 1 Ig R RgR1 R2R3 12 Ig R1 R2Ig Rg R3 ，由此， 12 Ig R1 R2 RgR11 R2 R3 I 3 Ig R1 R2R3 IgRg, 由此， I 3 Ig R1 R2 R3 可见， 当R1、 R2 、 R3均不为零时，成立 321III ，即I1量程最大，I3最小。 3.由于 Ig 50 10 5010 3a , Ig Rg R1 3 , Ig Rg R1 3 , 因此，R1 2950 ; Ig Rg R1 R2 5，因此， R22000 4. 校准电表时需要把电流从小到大做一遍又