改装电表实验报告

1、得分 教师签名 批改日期 课程编号 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: 精选文库 、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Ig =1mA，内阻为Rg的电流表的量程扩大为I = 10mA的电流表 （

2、1 ）改装表头 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 |gRg I |g (6-1) 将各参数代入式（6-1） 可得分流电阻的值为 Rs 込丄Rg I Ig 10-1 -Rg 9 11 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

3、时，可能电流并不是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

4、，然后读校准表的读数。找出校 准电流表和改装电流表的读数差I I标准-I改装的最大值Im ax，按式（6-2 ）计算准确 度等级，即 (6-2) I max “c E 100 量程 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

5、数据，测量值按校 准曲线修正后，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。 毫安表的量程扩大原理图 2、将量程为Ig =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Ig的电流，所以原表头能承担的最大电压为IgRg，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 (6-3 ) RmU Rg Ig （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， Rm调节到计算好的理论值，调节电源或限流

6、电阻 并接入如下图所示电路，将分压电阻 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 (6-4 ) U max T帀程100 根据T的值给出改装电压表的准确度等级。 （4）画校准曲线 U为纵轴作校准曲 以改装电压表的各整刻度的值为横轴，以标

7、准表和改装表的读数差 线，注意点与点之间的连线为“折线”。 1mA : 1OV 磁表改装电压*原理图 3、将量程为Ig =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

8、一电流代表多 大电阻，这就需要标定刻度。 (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。 欣蜡表内部給櫚 改装为歐表原理图 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 2 (1) (2) (3) Rg连在电路里可以，不连也可以。 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 读数的时候，应垂直往下看 2、将量程为Ig =1mA的电流表扩大为量程为 I = 10mA勺电流

9、表 改舉表部分 (1) (2) (3) (4) 典餐恥2苛电派 记录原电流表量程和改装后量程。 计算理论分流电阻 Rs并做记录。 校准量程，记录实际分流电阻Rs。 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， 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。 3、将量程为Ig =1mA的电流表改装为量程为 V= 10V的电压表 O “上行”是指读数由小变大。根据所测数 .*7*1 I F V *V I 0V * (1) (2) (3) (4) 记录原电流表量程和改装后量程。 计算理论分压电阻值 Rm并做记

10、录。 校准量程，记录实际分压电阻Rm。 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 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(0的欧姆表 调节中值电阻：调节到V =1.5V,表头满偏。R3+Rw+Rg=150a (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: 1、待改装表的电阻Rg= 2、将量程为Ig =1mA,毫安

11、表的量程扩大为1 = 10mA的实验数据 原电流表量程：Ig = mA 改装后量程：I mA 理论分流电阻：Rs= Q 实际分流电阻：RS = 原电流表量程：Ig = 改装后量程：U= 理论分压电阻：Rm= 实际分压电阻：Rm = 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） I=（I_I 理论）/mA 3、将毫安表的扩大电压表的数据: 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

12、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： I-1图），并按公式 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（ 确定改装表的等级； 2. 用坐标纸或计算机画出 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l-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

13、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|1, |2,|3的三量程毫安表中，哪档量程电流最大？哪档量程最小？ 3. 女0 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R,R2,使之 变成量程分别为3V和5V的双量程电压表，求 R, Ra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？ ft 3题图 2题图 答： 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 1. 校准电流表时， 应该调大分流电阻；校准电压表时

14、，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.设毫安表内阻为 Rg,且R1、R2 、 |1|g R1 |g RgR2 R3，由此， |2|g R1 R2|g Rg R3，由此, | 3|g R1 R2R3 |gRg，由此， 可见，当R1 、R2 、R3均不为零时，成 3.由于Ig 50 10 y 10 3a , |2 I 3 R3均不为零， .Rg+R2+R3 11 |g R RgR1 R2 R3 , |g R1 R2 RgR1 R2 R3 |g R1 R2 R3 321|，即|1量程最大，|3最小。 Rg R1 3 , Rg R1 3 , 因此，R1 2950 Rg R1 R2 5，因此， R2: |g |g Ig 2000 4. 校准电表时需要把电流从小