電表實驗報告

1、佛山科學技術(shù)學院實 驗 報 告課程名稱 實驗項目 專業(yè)班級 姓 名 學 號 指導教師 成 績 日 期 年 月 日圖25-2 U/I兩用多量程電表U2IgI 2I1U1+RH1RH2-RgRS2RS1+（公共端）【實驗任務(wù)】采用閉路抽頭轉(zhuǎn)換電路，設(shè)計一個（1mA、10mA、5V、10V）U/I兩用電表。寫出改裝電表的設(shè)計思想，畫出多量程的電路設(shè)計圖（例如：圖25-2所示），分析I1、I2、U1、U2各是什么量程，以及相關(guān)的理論根據(jù)和數(shù)據(jù)計算要預先做出來。電表擴程后，其校準數(shù)據(jù)及校準曲線應能客觀反映其準確程度?！緦嶒瀮x器】100A（或50A）表頭，直流穩(wěn)壓電源，滑線變阻器（或電位器），電阻箱，0.

2、5級07.5V15V伏特表（或數(shù)字電壓表），0.5級01mA15mA毫安表（或數(shù)字電流表），四檔轉(zhuǎn)換開關(guān)，單刀雙擲開關(guān)，導線等。磁電式表頭的內(nèi)部構(gòu)造如圖25-1所示。永久磁鐵的兩個磁極上連著圓筒形的極掌(N、S磁極)，極掌之間有圓柱形鐵芯，使極掌與鐵芯間的空隙具有強磁場，且使磁場以圓柱的軸為中心作輻射狀分布。在鐵芯和極掌間空隙處放有長方形線圈，它可以繞鐵芯的軸旋轉(zhuǎn)。線圈轉(zhuǎn)軸上附有一根指針。當電流通過線圈時，線圈受電磁力矩而偏轉(zhuǎn)，直到與游絲的反扭力矩平衡，則線圈的轉(zhuǎn)角穩(wěn)定。轉(zhuǎn)角的大小與所通過的電流大小成正比，電流方向不同，偏轉(zhuǎn)方向也不同，這是磁電式電表表頭的基本特征。表頭的主要規(guī)格有：(1)滿度

3、電流：指針偏轉(zhuǎn)指到滿刻度時，線圈所通過的電流值，也稱電流靈敏度。以Ig表示，一般表頭滿度電流為微安級。(2)內(nèi)阻：主要是長方形線圈的電阻，以Rg表示，表頭內(nèi)阻由幾十歐姆到數(shù)千歐姆，表頭滿度電流Ig越小，內(nèi)阻Rg越大。標度盤指針零點調(diào)整螺釘游絲長方形線圈鐵芯極掌（a）（b）永久磁鐵【實驗設(shè)計原理（要求及提示）】圖25-3 多量程電流表IgI 2I1+-Rg(公共端)RSR2R11改裝多量程的電流表原理要求：畫出多量程電流表的設(shè)計電路圖，設(shè)表頭并聯(lián)R1、R2分流電阻后，改裝的電流量程為I1、I2，分析哪個量程大？哪個量程小？并出方程、推導出各分流電阻的計算公式。原理提示：將表頭作（單量程）電流擴大

4、的方法是在表頭兩端并聯(lián)一個分流電阻。使超量程部分的電流從分流電阻上流過，而表頭仍保持原來允許流過的最大電流Ig。并聯(lián)不同的分流電阻，可以得到不同量程的電流表。2改裝多量程的電壓表原理要求：畫出多量程電壓表的設(shè)計電路圖，設(shè)等效電流計I 'g串聯(lián)RH1、RH2分壓電阻后，改裝的電壓量程為U1、U2，分析哪個量程大？哪個量程??？并列出方程、推導出各分壓電阻的計算公式。原理提示：微安表頭本身能測量的電壓Ug=IgRg是很低的。為了能測量較高的電壓，可在表頭上串聯(lián)一個分壓電阻，這時表頭不能承受的那部分電壓將降落在分壓電阻上，而表頭上仍為原來的量值Ug。串聯(lián)不同的分壓電阻，可以得到不同量程的電壓表

5、。本實驗是在已改裝好的多量程直流電流表基礎(chǔ)上，改裝多量程直流電壓表。把已改裝好的多量程直流電流表等效為一個（如圖25-4中虛線框所構(gòu)成的I'g、R'g）電流計，然后串聯(lián)不同的分壓電阻擴程多量程的電壓表。在圖25-4虛線框內(nèi)，等效電流計的量程I 'g=I2、內(nèi)電阻。電流計的稱為每伏歐姆數(shù)（/V），它表示在1V電壓作用下，使電流計指針作滿標度偏轉(zhuǎn)時，電壓表必須有的內(nèi)阻值（每伏歐姆數(shù)）等于電流計的電流靈敏度I 'g的倒數(shù)，也稱為電流計的直流電壓靈敏度。它表明電壓表的內(nèi)阻與相應量程之比是一個常數(shù)。知道電流計的每伏歐姆數(shù)，就可以方便地計算出電壓表擴程所要串聯(lián)的分壓電阻的阻

6、值，也可以方便地計算多量程電壓表各量程的內(nèi)阻（內(nèi)阻=每伏歐姆數(shù)×量程）。電流計靈敏度越高（即I 'g越小），每伏歐姆數(shù)就越大，電壓表擴程所需串接的分壓電阻就越大，擴程后的電壓表內(nèi)阻也就越大，測量時對電路的影響就越小。3電表的校準圖25-5 校準曲線示意圖 I（mA）|Ix|maxIx（mA） 電表擴程后要經(jīng)過校準方可使用。方法是將改裝表與一個標準表進行比較，當兩表通過相同的電流（或電壓）時，若待校準表的讀數(shù)為Ix，標準表的讀數(shù)為I標，則該刻度的修正值為IxI標Ix。將該量程中的各主刻度都校準一遍，可得到一組Ix、Ix（或Ux、Ux）值，將相鄰兩點用直線連接，整個圖形呈折線狀，

7、即得到IxIx（或UxUx）曲線，稱為校準曲線，如圖25-5所示，以后使用這個電表時，就可以根據(jù)校準曲線對各讀數(shù)值進行修正，從而獲得較高的準確度。根據(jù)電表改裝的量程和測量值的最大絕對誤差，可以計算改裝表的最大引入誤差，即 圖25-4 多量程電壓表U2RgI 'gR2U1+RH1RH2-IgR 'gR1(公共端)其中 =0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0是國家按儀表準確度分類的七個等級，所以根據(jù)儀表最大引入誤差的大小就可以定出儀表的等級。 例如：校準某電壓表，其量程為015伏，若該表在12伏處的誤差最大，其值為-0.12伏，試確定該儀表屬于哪一級？ 因為0.5

8、<0.8<1.0，故該儀表的等級屬于1.0級?！緦嶒炘O(shè)計與步驟】 一、 100uA表靈敏度和內(nèi)阻的測定 測量前，先把與表頭串聯(lián)的可變電阻器（如果有的話）旋到電阻值為零處（逆時針旋盡）。12標準表被測表RnRE圖1 表頭參數(shù)Ig、Rg測量K+ABC 1、 100uA表和標準表參數(shù)記錄(1) 100uA表頭參數(shù) 表頭準確度等級a： ； 量程：標稱值Ig uA ，實測值Ig uA （2）標準表參數(shù) 電表準確度等級： 級，量程： （3）電阻箱型號： 2、用替代法測量電表內(nèi)阻（如圖1所示）測量原理：當K在1時標準表上的電流值與K在2時標準表上的電流值一樣時，說明被測表頭內(nèi)阻Rg=Rn（電阻箱

9、），測量時要注意Rn初始值設(shè)置為最大。通電前，先把電源分壓電路的可變電阻R的動觸頭C置于輸出電壓為零處！3、測量數(shù)據(jù)記錄和處理 標準表標尺整數(shù)格讀數(shù)I80100被測表頭內(nèi)阻Rg（）被測表頭內(nèi)阻平均值（）I1(1mA)圖2 兩量程電流表設(shè)計電路R2R1RP2RP1Ig，Rg+-I2(10mA)-二、1mA、10mA兩檔直流電流表設(shè)計 就圖2設(shè)計電路，計算分壓電阻值，搭接電路。 = （1）= （2）(注意：上面計算的Ig、Rg應是實測值)I1I2R2R1RP2RP1Ig，Rg+-標準表REIG，RG+-標準表RE+ABCBAC R1= , R2= 。三、改裝的1mA、10mA兩量程電流表的校準檢測

10、 1、標準電流表參數(shù) 量程： mA； 準確度等級： 。2、校準設(shè)計量程值并記錄有關(guān)測量數(shù)據(jù)（1）先置電源分壓電路的可變電阻R的動觸頭于輸出電壓為零處（如圖3）；（2）如圖3，連接線路；圖3 兩量程電流表校準（3）先校準10mA量程。緩慢旋轉(zhuǎn)R，增大分壓值，使改裝表滿偏，讀出標準電流表的數(shù)值，如果不等于設(shè)計值（10mA），則應調(diào)節(jié)分流電阻（調(diào)R1還是R2？調(diào)大還是調(diào)??？）得到分流電阻的校準值RP2校準，并作記錄。（4）再校準1mA量程。根據(jù)設(shè)計計算式（2），應有，把RP2校準代入計算得到RP1校準，再由，把RP2校準和RP1校準代入計算得到。（5）重復（3）（4）幾次，直到兩量程值校準為止，得到

11、R1、R2的準確校準值。記錄于下表3、數(shù)據(jù)記錄表格（1）電流量程校準 表一 設(shè)計電流表量程校準分流電阻R1（）R2（）理論計算值 校準后的校準值（2）電流量程內(nèi)讀數(shù)校核 表二 校正改裝電流表量程內(nèi)讀數(shù)的測量數(shù)據(jù)1mA量程改裝表標尺讀數(shù)IX (mA)0.200.400.600.801.00標準電流表相應讀數(shù)IS (mA)IX=IS-Ix(mA)準確度等級I1IgRgR2R1I2+-RG+-V2V1RH2RH1IG圖4四、5V、10V兩量程直流電壓表設(shè)計 把設(shè)計好的兩量程電流表等效為一個新的表頭, 然后設(shè)計加上分壓電阻構(gòu)成設(shè)計要求的多量程的V/I兩用表。（如右圖4所示）1、計算等效表頭的參數(shù)IG、

12、RG：2、計算分壓電阻阻值，搭接電路。 ，五、改裝的5V、10V兩量程直流電壓表的校準檢測 1、標準電壓表參數(shù) 量程： mA； 準確度等級： 。2、校準設(shè)計量程值并記錄有關(guān)測量數(shù)據(jù)（1）先置電源分壓電路的滑動電阻R的動觸頭與輸出電壓為零處（如圖5）；（2）如圖5，連接線路；+REKRH1ABC改裝電壓表+-IG、RGV標準電壓表圖5 校準5V電壓表的電路圖RH2V2V1-（3）先校準5V量程。緩慢旋轉(zhuǎn)R，增大分壓值，使改裝表滿偏，讀標準電壓表的數(shù)值，如果不等于設(shè)計值（5V），則應調(diào)節(jié)分壓電阻（調(diào)RH1還是RH2？，調(diào)大還是調(diào)小？）得到分壓電阻的校準值RH校準，并作記錄。3、數(shù)據(jù)記錄表格（1）電壓量程校準分壓電阻RH1（）RH2（）理論計算值 校準后的校準值 表三 設(shè)計電壓表量程校準（2）電壓量程內(nèi)讀數(shù)校核 表四 校正改裝電壓表量程內(nèi)讀數(shù)的測量數(shù)據(jù)5V量程改裝表標尺讀數(shù)UX (V)1.002