大学物理设计性实验将微安表改装成多量程电流表并进行初校1

1、评分： 大学物理实验设计性实验实 验 报 告实验题目： 将微安表改装成多量程电流表并进行初校 班 级： 姓 名： 学号： 指导教师： 实验11 将微安表改装成多量程电流表并进行初校实验提要实验课题及任务将表头改装成多量程电流表实验课题任务是：利用所给的仪器，结合所学的知识，把表头改装成、双量程电流表，完成电表改装电路所需仪器与校正电路。学生根据自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出将表头改装成多量程电流表的整体方案，内容包括：写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和步骤，然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果，按书写科学论文的要

2、求写出完整的实验报告。实验仪器量程的微安表一块，电阻箱(0.1级)三个，惠斯登电桥、数字电压表精度(0.08%U+0.1)、3V直流稳压电源、开关各一个、滑线变阻器两个（高值、低值各一个）。实验所用公式及物理量符号提示 测微安表内阻时，电桥用外接电源并须降压使用，以免测量时微安表过载。 将标称量程为、级别为级的微安表，改装成、双量程电流表。参考电路如图11-1所示。 先测量微安表的内阻和满刻度的电流实际值。用实际测出的和算出和的数值。实验中、用电阻箱。课前推导出计算、的公式，画好测、的电路图。 以数字万用表的电压档作为标准表，两个滑线变阻器串联起来接入电路中，自己拟定校表电路，初校改装好的电表

3、。对改装表的要求是：两个量程中各点的误码率均不超过(每个量程校10 个点)。课前拟好数据表据。评分参考 (10分) 正确的写出实验原理和内阻测量方法，2分； 正确的选用仪器和、的计算方法，2分； 写出实验内容及步骤，2分； 计算出、的值，完成改装表任务，2分； 电表的校准及等级的标定，2分。提交整体设计方案时间学生自选题后23周内完成实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案，要求电子版。用电子邮件发送到指导教师的电子邮箱里。参考书籍大学物理实验陆廷济 胡德敬 陈铭南 主编实验设计提要本实验的实验要求是将微安表改装成多量程电流表并进行初校,其大概设计思路如下: 首先利用惠斯登电桥测出微安表的内阻

4、Rg,然后利用电压表与电阻的并联设计标准表,并利用此电流表测出微安表的实际满偏量程IM, 再利用公式计算出改装微安表所需的两的电阻的阻值R1、R2,最后进行电表的校正及等级评定.实验11 将微安表改装成多量程电流表并进行初校实验设计方案试验题目：将微安表改装成多量程电流表并进行初校一实验目的：1学会将微安表头改装成5mA.10mA的双量程电流表。2学会将数字电压表改装成高精度的电流表。二实验仪器：量程500uA的微安表一块，电阻箱（01级）三个，惠斯登电桥，数字电压表精度（008+01）mV,3V直流稳压电源，开关各一个，滑线变阻器两个（高值，低值各一个）。三.实验原理及步骤:1.利用惠斯登电

5、桥测微安表内阻. 因为用伏安表测微安表内阻,无论电流表是内接还是外接,都会造成一定的分压或者分流,这样会产生较大的误差.因此这里采用惠斯登电桥测微安表内阻. 其电路图如下所示:AGGACDBR1111R2RgRoIOI1IOI2I闭合两个开关,如果检流计G示数为零,此时桥路电流Ig=0,电桥达到平衡,则有 I1=I I2=I0 = = . (1) 公式(1)为惠更斯电桥的平衡条件,也是用来测量电阻的原理公式.根据它的形式,我们称Rg为待测电阻,Ro为比较臂, R1和R2为比例臂并把R1/ R2称为倍率.由此可见,欲测Rg,只要选择恰当的倍率,调节比较臂使电桥平衡,即可由公式(1)求出其阻值.由

6、于电桥采取将待测与标准电阻想比较的方法.同时.作为平衡指示器的检流计只用来判断有无电流并不需要提供读数.具有较高的灵敏度,因此用它测量电阻, 不存在伏安法测量中所存在的弊端.2.设计标准表 VR标准表设计的电路如图所示:其中R的建议阻值为 (n=0、1、2、3、4)I=3.测量微安表满刻度的实际电流值. 其电路如图所示:AU R高值 调节R的阻值,使微安表满偏,此时从标准表算出电流I 4电表的改装并计算并联电阻的阻值: 在研究串.并联电路时可知:当一用电器两端并联一电阻时.该电阻有分流的作用;如果是串联一电阻时.该电阻有分压的作用, 磁电式电流表是采用并联电阻分流的办法扩大量程的.如图所示,在

7、表头的两端并联一个电阻R. 把微安表改装成电流表所需电阻RS为: RS= 设电流表扩大后的量程为 与,则有: R1+ R2= R1=5.电表的校正及等级评定:.其校正电路如图所示: R3UR4AR1R2在校正过程中,调整R2的阻值,使校正点落在扩大量程电表全偏转范围内各个标度值的位置上,确定各校正点的的值.计算出各点的误码率f 然后选出 作为计算电表等级的依据 四实验内容与步骤1测电表表表头内阻：（1）首先调准检流计的机械零点。（2）根据表头大概阻值，选择倍率值，安排桥臂R0的阻值，使电桥在接近平衡的情况下开始使用。（3）注意测量时先合B，再合G，先断G，再断B，按下B的时间最好在3-5秒内。

8、2测电流表的最大量程IM.（1）将元件按电路图连接好，将滑动变阻器调到最大值。（2）合上开关K，滑动滑动变阻器，使电流表的读数达到最大值。（3）记录下这时的电压读数。（4）整理实验仪器。3将数字电压表改装成电流表（1）用导线把电阻箱与电压表并联后，将电阻箱的阻值调到1欧或10的倍数欧即可。4将电表表头改装成5mA.10mA量程的电流表（1）将准备好的仪器（两个滑动变阻器，待测电流表和制作的电流表）与电源按照电路图连接起来.（2）将两个滑动变阻器调到最大值。合上开关K，调节R4变阻器，使电路中的校正电表在它的量程范围内偏转。 (3) 每个点使电流上升和下降各校正一次(两个量程中各点的误码率不超过

9、2.5%)求出平均值.（4）每个量程校10个点，记录表中。五.实验数据:1测量电表内阻数据记录：待测电阻倍率M 测量次数12345平均结 果G0.1149614981497149714981497149.72测量Ig 数据记录：测量次数12345Uv0.5000.5000.5010.5010.500R10001000100010001000平均Ig(mA)0.500.500.5010.5010.5000.5003.校正电表的数据记录： （1）量程为5mA的校正数据记录：R=100Ix0.501.001.502.002.503.003.504.004.505.000.0490.0970.1500

10、.2010.2540.3010.3550.4070.4520.5020.490.971.502.012.543.013.554.074.525.020.0510.0970.1500.2020.2520.3010.3530.4050.4510.5000.510.971.502.022.523.013.534.054.515.00(mA)0.500.971.502.022.533.013.544.054.525.0100.030-0.02-0.03-0.01-0.04-0.05-0.02-0.01（2）量程为10mA的校正数据记录：R=100Ix1.002.003.004.005.006.007.

11、008.009.0010.000.1050.2000.3040.3980.5020.6040.7060.8050.9061.0051.052.003.043.985.026.047.068.059.0610.050.1040.1970.2970.3980.4980.6010.7080.8050.9081.0011.041.972.973.984.986.017.088.059.0810.01(mA)1.051.993.013.985.006.037.078.059.0710.03-0.050.01-0.010.020-0.03-0.07-0.05-0.07-0.03六数据处理： 1. 表头的内

12、阻Rg为: Rg=149.72. 表头的实际量程IM为:IM=0.500A3.由实验测的IM值和Rg值,代入以下公式:R1+ R2=R1=R1= R2= 16.6-R1=16.6-8.3=8.34.再根据公式=(+) =(1) 量程为5mA的校正数据为: 当=0.50mA时 =0.49mA=0.51mA=(0.49+0.51)=0.50mA=0.50=0 mA同理可求得其他校正点的和值为:当=1.00mA时 =(0.97+0.97)=0.97mA =1.00-0.97=0.03 mA当=1.50mA时 =(1.50+1.50)=1.50mA =1.50-1.50=0 mA当=2.00mA时 =

13、(2.01+2.02)2.02mA =2.00-2.02=-0.02 mA当=2.50mA时 =(2.54+2.52)=2.53mA =2.50-2.53=-0.03 mA当=3.00mA时 =(3.01+3.01)=3.01mA =3.00-3.01=-0.01 mA当=3.50mA时 =(3.55+3.53)=3.54mA =3.50-3.54=-0.04 mA当=4.00mA时 =(4.05+4.05)=4.05mA =4.00-4.05=-0.05 mA当=4.50mA时 =(4.52+4.51)4.52mA =4.50-4.52=-0.02 mA当=5.00mA时 =(5.02+5.

14、00)= 5.01mA =5.00-5.01=-0.01 mA(2)量程为10mA的校正数据为:当=1.00mA时=1.05mA=1.04mA=(1.05+1.04)1.05mA=1.00=mA同理可求得其他校正点的和值为:当=2.00mA时 =(2.00+1.97)1.99mA =2.00-1.99=0.01 mA当=3.00mA时 =(3.04+2.97)3.01mA =3.00-3.01=-0.01 mA当=4.00mA时 =(3.98+3.98)= 3.98mA =4.00-3.98=0.02 mA当=5.00mA时 =(5.02+4.98)5.00mA =5.00-5.00=0 mA

15、当=6.00mA时 =(6.04+6.01)6.03mA =6.00-6.03=-0.03 mA当=7.00mA时 =(7.06+7.08)=7.07mA =7.00-7.07=-0.07 mA当=8.00mA时 =(8.05+8.05)=8.05 mA =8.00-8.05=0 mA当=9.00mA时 =(9.06+9.08)=9.07 mA =9.00-9.07=-0.07 mA当=10.00mA时=(10.05+10.01)=10.03 mA =10.00-10.03=-0.03 mA改装后电流表的等级评定:1.改装后量程为5mA电流表的准确度等级为 = =1所以改装后的准确度等级为12. 改装后量程为10mA电流表的准确度等级为 = =0.7所以改装后的准确度等级为1七.实验结果表达:(1)表头参数：量程：500 等级：1.5 读数误差：7.5 内阻Rg:149.7 (2)电表扩大量程（5mA）:量程： 5mA 扩大量程倍数：10 Rs：