電表的改裝與校正標(biāo)準(zhǔn)報(bào)告

1、電表的改裝與校正實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握數(shù)字萬用電表的使用方法；2. 掌握運(yùn)用串并聯(lián)電路的歐姆定律將電表進(jìn)行改裝的原理和方法;3. 學(xué)會(huì)用比較法對(duì)電表進(jìn)行校正，并能夠進(jìn)行級(jí)別判斷。實(shí)驗(yàn)原理1. 將表頭改裝成多量程電流表：如圖1所示，在表頭的兩端并聯(lián)小電阻Rp后串聯(lián)接入電路，根據(jù)串并聯(lián)電路的規(guī)律,Ur Ug ,IO L _ IrRp :IgRg (I Ig)Rp可推得(竺 1)IgRp由上式可見：如果 Rp足夠小，則圖1中虛線框整個(gè)部分可作為電流表來測量大電流。根據(jù)表頭的滿度電流Ig和內(nèi)阻Rg，按擴(kuò)大電流量程的倍數(shù)來選用合適的小電阻與表頭并聯(lián)，現(xiàn)將表頭改裝成In nIg , Im mIg的兩量程電流表

2、,n、m為擴(kuò)大倍數(shù)，且 n v m。如圖2所示，據(jù)串并聯(lián)電路的歐姆定律，有:(1)開關(guān)K扳向I n時(shí),與表頭并聯(lián)的總電阻為(2)開關(guān)電阻為RpR1R2K扳向I m時(shí),RgR2成為表頭內(nèi)阻的一部分,則與表頭并聯(lián)的分流RpKR26 I n兩個(gè)量程的電流表1R1 (Rg R2)m 1由兩式可得R m(hRg，r22. 將表頭改裝成多量程電壓表如圖3所示，若與表頭串聯(lián)大電阻 Rs后并聯(lián)接入電路，根據(jù)串并聯(lián)電路的規(guī)律，有 U lg(RgRs)。由上式可見，對(duì)于同一表頭 Rg和lg，電阻Rs越大，兩端承受的電壓越大,于是可將此表盤重新標(biāo)定并作為一個(gè)電壓表使用。根據(jù)表頭的滿度電流Ig和內(nèi)阻Rg，按照電壓量程

3、倍數(shù)將表頭改裝成量程為Un I gRn , U m I g Rm的兩量程電壓表，如圖 4所示，有:將雙擲開關(guān)扳向Um時(shí)，可得：Rs R'S"Um圖4兩個(gè)量程的電壓表Um上式表明，電壓表內(nèi)阻與相應(yīng)的量程之比等于表頭滿度電流的倒數(shù)，即常數(shù) 電壓靈敏度。若知道了 So和量程，就可以根據(jù)"內(nèi)阻=量程XSo （Q / V）,此常數(shù)稱為So ”來計(jì)算電表各量程對(duì)應(yīng)的內(nèi)阻了。則有對(duì)改裝量程為Um的電表，其內(nèi)阻為RsRgriRg U m So對(duì)改裝量程為Un的電表，其內(nèi)阻為riRgUnSo由上兩式可得riUnSoRg2(UmUn)S03. 用比較法校正電表并確定改裝表的級(jí)別:圖5圖

4、6 校正電壓表的電路圖校正電流表的電路圖改裝表需經(jīng)校正后才能使用，所謂校正，就是將被校電表與標(biāo)準(zhǔn)電表同時(shí)測量一定的電流（或電壓），看其指示值與標(biāo)準(zhǔn)表上的值相符合的程度。實(shí)驗(yàn)電路如圖5和圖6o將被校表的滿刻度分成 n個(gè)等間隔的刻度值進(jìn)行校正，設(shè)被校表的指示值為I ,標(biāo)準(zhǔn)表的讀數(shù)為Io,Ii量程max loo%便可獲得一組相應(yīng)的數(shù)據(jù) Ii和Ioi （ i = 1,2,n ）。對(duì)每一個(gè)被校點(diǎn)，都可算出偏差 A Ii= Ioi- Ii , 求出n個(gè)AIi中絕對(duì)值最大的I A Ii I max，便可求得被校表的精度So再根據(jù)E的大小，按“就鄰近大檔”的原則確定被校表的準(zhǔn)確度等級(jí) 實(shí)驗(yàn)儀器表頭（loo卩A

5、）,毫安表，電壓表，直流穩(wěn)壓電源，電阻箱 （2個(gè)），滑線變阻器，雙擲開關(guān)，導(dǎo)線若干操作要點(diǎn)1用數(shù)字萬用表測得表頭內(nèi)阻Rg o2.將Ig 100"的表頭改裝成In 1mA , I m 5mA兩個(gè)量程的電流表算出并聯(lián)電阻R1、R2的值; I n檔量程校正：K先接I n檔，使改裝表滿偏，讀出標(biāo)準(zhǔn)表對(duì)應(yīng)值，得出改裝表滿刻度修正值=10 I。 I m檔量程的校正和準(zhǔn)確度等級(jí)的確定：根據(jù)改裝表上的刻線， 每隔1 /5滿刻度等間隔地使電流先“由小到大”再“由大到小”，讀取改裝表各點(diǎn)的指示值 I i及標(biāo)準(zhǔn)表兩次對(duì)應(yīng)值I0i，算出各組對(duì)應(yīng)的平均值i = 1,25），定出改裝表該檔的級(jí)別，并作出校正曲線

6、。3.將表頭改裝為Un 1V , Um 5V的兩量程電壓表:計(jì)算串聯(lián)電阻阻值 r1和r2按實(shí)驗(yàn)圖連接好校準(zhǔn)電路，分別對(duì)Un 1V , U m 5V兩個(gè)量程進(jìn)行校正，記錄數(shù)據(jù)。同電流表校正相同，首先測量 Un檔的滿刻度偏差，然后對(duì) Um檔進(jìn)行校正并確定該檔級(jí)別，并作出校正 曲線。預(yù)習(xí)思考題Q的電阻；如果改1. 表頭量程Ig很小（內(nèi)阻為 R）,如果改裝電流表量程擴(kuò)大 n倍，應(yīng)聯(lián)Q的電阻。裝成量程為U的電壓表，應(yīng) 聯(lián)1U答：并；Fg ；串；Fgn 1Ig2 .校正電流、電壓表電路中，滑線變阻器Fb采取接法，其線路特點(diǎn)是兩固定端直接與接，從和接負(fù)載。其中，校正電流表電路中，1KQ電阻的作用是。答：分壓

7、；電源；一固定端；滑動(dòng)端；保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)電流表和表頭3 .對(duì)一個(gè)量程為 5A的電流表各刻度進(jìn)行校正時(shí)，發(fā)現(xiàn)最大偏差為相連0.08A,則該表的準(zhǔn)確度等級(jí)是答：E 008 100%1.6%，所以等級(jí)S5數(shù)據(jù)處理2.5級(jí)1.用數(shù)字萬用表測得表頭內(nèi)阻Fg2.86K。2. 電流表的校正根據(jù)式算出并聯(lián)電阻Ri、R2的值:R-凡 一10 2860m(n 1) F 50(10 1)63.6r m n rF2冊(cè) 2860 254.2分別對(duì)In檔和Im檔進(jìn)行校正:a、In 1mA檔量程的校正:I 20.10.051.005( mA);I01(mA)1。 I0.005(mA)測量數(shù)據(jù)如下表所示b、Im 5mA檔量程的校正

8、:Ii(mA)1.0002.0003.0004.0005.000l0i(mA)由小7大1.0102.0253.0304.0455.040由大7小1.0202.0303.0354.0505.045I0i(mA)1.0152.02753.03254.04755.0425Ii(mA)0.0150.02750.03250.04750.0425則此檔電流表精度為E 100%I0.005一 100%0.5%1判定級(jí)別S=0.5級(jí)(mA)d判斷I m5mA檔級(jí)別:精度丄量程max100%0.0475 100%0.95%則Im5mA檔改裝電流表級(jí)別為S=1.0C、作出校正曲線（I m 5mA檔）3. 電壓表的

9、校正計(jì)算串聯(lián)電阻阻值匚和r2 :riUnS。Rg104 2.861037.14(K ),(UmUn) S。40(k )分別對(duì)U n和Um檔進(jìn)行校正a、Un 1V檔量程的校正:U 24.7 0.040.988(V)；U01(V)U0U -0.012 (V)U (V)5V檔進(jìn)行級(jí)別判定:精度maxUm100%0062 100% 1.24%5則Um5檔改裝電壓表級(jí)別為 S=1.5級(jí)0012 100% 1.2%則可判定等級(jí)S=1.5級(jí)15V檔量程的校正：（數(shù)據(jù)表格如下）b、UmUi(V)1.0002.0003.0004.0005.000U0i(V)由小7大0.9641.9562.9243.9404.9

10、44由大7小1.1041.9762.9523.9484.948U0i(V)1.0341.9662.9383.9444.946Ui(V)0.034-0.034-0.062-0.056-0.054C、作出Um 5V檔的校正曲線d對(duì)Um誤差分析及討論1. 改裝表、標(biāo)準(zhǔn)電流表和電壓表、標(biāo)準(zhǔn)電阻箱及萬用表示數(shù)不準(zhǔn)所帶來的系統(tǒng)誤差。2. 測量時(shí)，由于個(gè)人因素所帶來的隨機(jī)誤差。 課后思考題1.若校準(zhǔn)電流表處理數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)被校表讀數(shù)總是大于標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)，其原因何在？校準(zhǔn)電壓表出現(xiàn)此 情況呢？答：校準(zhǔn)電流表時(shí)，nI改I改丨p與式子Rg （n于Rg的測量值偏大了。校準(zhǔn)電壓表時(shí)，Up Up（n 1）I 改 Ip （n

11、 1） 一 一Rg（ n 1）RpRgRp1）Rp相比較可知：選定的 Rp的值偏大，Rp值偏大的原因由Rg （ni）Rp可知在I(Rg Rs)Il7Ig（Rg Rs）與式子u I g （Rg Rs）比較可知：選定的Rs的值偏小,Rs值偏小的原因由RsUmTT20、100、200的標(biāo)準(zhǔn)毫安表，要對(duì) 5mA的改裝表進(jìn)行校正，應(yīng)選哪個(gè)Rg可知還是在于Rg的測量值偏大。2. 現(xiàn)有量程分別為表；如果校正改裝表滿該度時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)表指針超過最大刻度，該怎樣處理。 答：標(biāo)準(zhǔn)表選用5mA當(dāng)；選用20mA當(dāng)或調(diào)節(jié)滑線變阻器使標(biāo)準(zhǔn)表指針向左偏轉(zhuǎn)。3. 若用數(shù)字萬用表測得某電阻時(shí)屏上顯示“002”請(qǐng)問應(yīng)怎樣才能得到較準(zhǔn)確的阻值。答：將萬用表電阻檔調(diào)至較小量程再進(jìn)行測量。4 .設(shè)計(jì)電路圖將表頭改裝成兩個(gè)量程的電流表和兩個(gè)量程的電壓表。要求只用一個(gè)表頭和一個(gè)多檔轉(zhuǎn)換 開關(guān)，并計(jì)算所需串并聯(lián)電阻的阻值（提示，設(shè)計(jì)線路時(shí)要考慮接入的標(biāo)準(zhǔn)表對(duì)改裝表的影響最