電表的改裝與校正標準報告

1、實驗目的1. 掌握數(shù)字萬用電表的使用方法;2. 掌握運用串并聯(lián)電路的歐姆定律將電表進行改裝的原理和方法;3. 學會用比較法對電表進行校正，并能夠進行級別判斷。實驗原理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Ir-o電路，根據串并聯(lián)電路的規(guī)律，有Ur Ug ,hI-I- R 可推得IgRg (I lg)R pRg RpRgI -Ig ( 1)IgRp由上式可見：如果Rp足夠小,Rp則圖1中虛線框整個部分可作為電流表來測量大電流。根據表頭的滿度電流Ig和內阻Rg，按擴大電流量程的倍數(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

2、 mIg的兩量程電流表, m為擴大倍數(shù)，且n V m。如圖2所示，據串并聯(lián)電路的歐姆定律，有:(1)開關K扳向I n時，與表頭并聯(lián)的總電阻為RpR1r2 &Rg(2)開關K扳向I m時，R成為表頭內阻的一部分,與表頭并聯(lián)的分流電阻為1R m(Rg r2)圖2兩個量程的由兩式可得Ri一n Rg ,R2n n Rgn(n 1)n(n 1)2.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FS后并聯(lián)接入電路,根據串并聯(lián)電路的規(guī)律，有Ulg(Rg Rs)。由上式可見，對于同一表頭Rg和Ig，電阻Rs越大，兩端承受的電壓越大，于是可將此表盤重新標定并作為一個電壓表使用根據表頭的滿度電流I

3、g和內阻Rg，按照電壓量程倍數(shù)將表頭改裝成量程為U n IgRn , U n I g Rn的兩量程電壓表，如圖4所示，有:OUn圖4將雙擲開關扳向Un時，可得：里旦 丄So1 g兩個量程的Un上式表明，電壓表內阻與相應的量程之比等于表頭滿度電流的倒數(shù)，即常數(shù)So (Q / V),此常數(shù)稱為電壓靈敏度。若知道了S0和量程，就可以根據“內阻=量程X So”來計算電表各量程對應的內阻了。則有對改裝量程為Un的電表，其內阻為RsRgrir2RgU nS0對改裝量程為Un的電表，其內阻為riRg UnSo由上兩式可得riU n S0Rg2 (Un Un)So3.用比較法校正電表并確定改裝表的級別:標準表

4、IrmfG；_改裝表RI1KQ校正電流表的電改裝表需經校正后才能使用，所謂校正，就是將被校電表與標準電表同 時測量一定的電流（或電壓），看其指示值與標準表上的值相符合的程度。實驗電路如圖5和圖6。將被校表的滿刻度分成n個等間隔的刻度值進行校正,設被校表的指示I i 和 I 0i ( i = 1,，求出n個 li中值為I ,標準表的讀數(shù)為10，便可獲得一組相應的數(shù)據2, n）。對每一個被校點，都可算出偏差, = loi Ii絕對值最大的I I i I max，便可求得被校表的精度再根據E的大小，按“就鄰近大檔”的原則確定被校表的準確度等級S。實驗儀器表頭（100卩A）,毫安表，電壓表，直流穩(wěn)壓電

5、源，電阻箱（2個），滑線變阻 器，雙擲開關，導線若干操作要點1. 用數(shù)字萬用表測得表頭內阻Rg。2.將Ig 100 H的表頭改裝成In 1mA , Im 5mA兩個量程的電流表算出并聯(lián)電阻Ri、R2的值;按實驗線路圖接好電路，分別對In檔和Im檔進行校正，記錄數(shù)據。I n檔量程校正：K先接I n檔，使改裝表滿偏，讀出標準表對應值，得出改裝表滿刻度修正值 ! = 1。一 I。I n檔量程的校正和準確度等級的確定：根據改裝表上的刻線，每隔 1 /5滿刻度等間隔地使電流先“由小到大”再“由大到小”，讀取改裝表各點的指示值li及標準表兩次對應值I 0i，算出各組對應的平均值 G（ i =1,25），定

6、出改裝表該檔的級別，并作出校正曲線。3.將表頭改裝為Un 1V , Un 5V的兩量程電壓表:計算串聯(lián)電阻阻值ri和2按實驗圖連接好校準電路，分別對Un 1V , Un 5V兩個量程進行校正,記錄數(shù)據。同電流表校正相同，首先測量U檔的滿刻度偏差，然后對Un檔進行校正并 確定該檔級別，并作出校正曲線。預習思考題1.表頭量程Ig很?。▋茸铻镽g）,如果改裝電流表量程擴大n倍，應聯(lián)Q的電阻；如果改裝成量程為U的電壓表，應聯(lián)Q的電阻。答：并； 串; T7 Rg2. 校正電流、電壓表電路中，滑線變阻器 Rb采取接法，其線路特點是兩固定端直接與 相連接，從和接負載。其中，校正電流表電 路中，1KQ電阻的作

7、用是_。答：分壓；電源；一固定端；滑動端；保護標準電流表和表頭3. 對一個量程為5A的電流表各刻度進行校正時，發(fā)現(xiàn)最大偏差為A, 則該表的準確度等級是答：E 0.08 100% 1.6%，所以等級 S 2.5 級5數(shù)據處理1 .用數(shù)字萬用表測得表頭內阻Rg 2.86K。2.電流表的校正根據式算出并聯(lián)電阻Ri、R2的值:RnR10cc"R1 Rg 2860 63.6m(n 1) g 50(10 1)R2 m n Rg50 102860 254.2m(n 1)50(10 1)分別對In檔和Im檔進行校正:a、 InimA檔量程的校正:I 20.1 0.051.005(mA)；I0l(mA

8、)I0 I0.005(mA)則此檔電流表精度為E100%0.0051100%0.5% 判定級別 S=b、丨m5mA檔量程的校正:測量數(shù)據如下表所示由小7大由大7小C、作出校正曲線(Im 5mA 檔)d、判斷1 m 5mA檔級別:精度 Eli壬口量程0 0475max 100% Y05 100%50.95%則I m 5mA檔改裝電流表級別為S=3. 電壓表的校正計算串聯(lián)電阻阻值ri和r2 :1 UnS0 Rg104 2.861037.14(K )，2 (Um Un) S0 40(K )分別對Un和Um檔進行校正a、U n 1V檔量程的校正:U 24.7 0.040.988(V)；U。1(V)u。

9、 U(V)竽100%1.2%則可判定等級由小7大由大7小b、mU m 5V檔量程的校正：（數(shù)據表格如下）C、作出Um 5V檔的校正曲線檔進行級別判則Um 5V檔改裝電壓表級別為S=誤差分析及討論1. 改裝表、標準電流表和電壓表、標準電阻箱及萬用表示數(shù)不準所帶來的 系統(tǒng)誤差。2. 測量時，由于個人因素所帶來的隨機誤差。課后思考題1.若校準電流表處理數(shù)據時，發(fā)現(xiàn)被校表讀數(shù)總是大于標準表讀數(shù)，其 原因何在？校準電壓表出現(xiàn)此情況呢？答：校準電流表時，與式子Rg (n 1)Rp相比較可知：選定的Rp的值偏大，Rp值偏大的原因由 Rg (n 1)Rp可知在于Rg的測量值偏大了。校準電壓表時，I g (Rg

10、 Rs)與式子u I g (Rg Rs)比較可知：選定的II(Rg Rs) U U1 gRs的值偏小，Rs值偏小的原因由Rs b Rg可知還是在于Rg的測量值偏大。1 g2 .現(xiàn)有量程分別為5、20、100、200的標準毫安表，要對5mA的改裝表進 行校正，應選哪個(檔)毫安表；如果校正改裝表滿該度時，標準表指針超 過最大刻度，該怎樣處理。答：標準表選用5mA檔；選用20mA檔或調節(jié)滑線變阻器使標準表指針向左偏轉。3.若用數(shù)字萬用表測得某電阻時屏上顯示“002”請問應怎樣才能得到較準確的阻值。答：將萬用表電阻檔調至較小量程再進行測量。4.設計電路圖將表頭改裝成兩個量程的電流表和兩個量程的電壓表。要求A-E TF R3R4unm公共端只用一個表頭和一個多檔轉換開關，并計算所需串并聯(lián)電阻的阻值（提示,設計線路時要考慮接入的標準表對改裝表