dh4508電表改裝與校準(zhǔn)改

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電表改裝與校準(zhǔn)

DH4508型電表改裝與校準(zhǔn)試驗(yàn)儀

實(shí)驗(yàn)講義

杭州大華科教儀器研究所杭州大華儀器制造有限公司

改裝表試驗(yàn)電表改裝與校準(zhǔn)

電表在電測(cè)量中有著廣泛的應(yīng)用，因此如何了解電表和使用電表就顯得十分重要。電流計(jì)（表頭）由于構(gòu)造的原因，一般只能測(cè)量較小的電流和電壓，假使要用它來(lái)測(cè)量較大的電流或電壓，就必需進(jìn)行改裝，以擴(kuò)大其量程。萬(wàn)用表的原理就是對(duì)微安表頭進(jìn)行多量程改裝而來(lái)，在電路的測(cè)量和故障檢測(cè)中得到了廣泛的應(yīng)用。

一、試驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、測(cè)量表頭內(nèi)阻及滿度電流

2、把握將1mA表頭改成較大量程的電流表和電壓表的方法

3、設(shè)計(jì)一個(gè)R中=1500Ω的歐姆表，要求E在1.3~1.6V范圍內(nèi)使用能調(diào)零4、用電阻器校準(zhǔn)歐姆表，畫校準(zhǔn)曲線，并根據(jù)校準(zhǔn)曲線用組裝好的歐姆表測(cè)未知電阻

5、學(xué)會(huì)校準(zhǔn)電流表和電壓表的方法

二、試驗(yàn)原理

常見(jiàn)的磁電式電流計(jì)主要由放在永久磁場(chǎng)中的由細(xì)漆包線繞制的可以轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈、用來(lái)產(chǎn)活力械反力矩的游絲、指示用的指針和永久磁鐵所組成。當(dāng)電流通過(guò)線圈時(shí)，載流線圈在磁場(chǎng)中就產(chǎn)生一磁力矩M磁，使線圈轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)指針偏轉(zhuǎn)。線圈偏轉(zhuǎn)角度的大小與通過(guò)的電流大小成正比，所以可由指針的偏轉(zhuǎn)直接指示出電流值。

1、電流計(jì)允許通過(guò)的最大電流稱為電流計(jì)的量程，用Ig表示，電流計(jì)的線圈有一定內(nèi)阻，用Rg表示，Ig與Rg是兩個(gè)表示電流計(jì)特性的重要參數(shù)。測(cè)量?jī)?nèi)阻Rg常用方法有：（1）半電流法也稱中值法。

測(cè)量原理圖見(jiàn)圖1。當(dāng)被測(cè)電流計(jì)接在電路中時(shí)，使電流計(jì)滿偏，再用十進(jìn)位電阻箱與電流計(jì)并聯(lián)作為分流電阻，改變電阻值即改變分流程度，當(dāng)電流計(jì)指針指示到中間值，且標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)（總電流強(qiáng)度）仍保持不變，可通過(guò)調(diào)電源電壓和RW來(lái)實(shí)現(xiàn)，顯然這時(shí)分流電阻值就等于電流計(jì)的內(nèi)阻。

+被測(cè)表+++R2標(biāo)準(zhǔn)表R2++圖1圖2

（2）替代法

測(cè)量原理圖見(jiàn)圖2。當(dāng)被測(cè)電流計(jì)接在電路中時(shí)，用十進(jìn)位電阻箱替代它，且改變電阻值，當(dāng)電路中的電壓不變時(shí)，且電路中的電流（標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)）亦保持不變，則電阻箱的電阻值即為被測(cè)電流計(jì)內(nèi)阻。

替代法是一種運(yùn)用很廣的測(cè)量方法，具有較高的測(cè)量確鑿度。2、改裝為大量程電流表

根據(jù)電阻并聯(lián)規(guī)律可知，假使在表頭兩端并聯(lián)上一個(gè)阻值適當(dāng)?shù)碾娮鑂2，如圖3所示，可使表頭不能承受的那部分電流從R2上分流通過(guò)。這種由表頭和并聯(lián)電阻R2組成的整體（圖中虛線框住的部分）就是改裝后的電流表。如需將量程擴(kuò)大n倍，則不難得出R2=Rg/(n-1)①

圖3為擴(kuò)流后的電流表原理圖。用電流表測(cè)量電流時(shí)，電流表應(yīng)串聯(lián)在被測(cè)電路中，所以要求電流表應(yīng)有較小的內(nèi)阻。另外，在表頭上并聯(lián)阻值不同的分流電阻，便可制成多量程的電流表。++改裝

改裝表表+++標(biāo)AV準(zhǔn)表R2RW標(biāo)準(zhǔn)表E+

圖3圖4

3、改裝為電壓表

一般表頭能承受的電壓很小，不能用來(lái)測(cè)量較大的電壓。為了測(cè)量較大的電壓，可以給表頭串聯(lián)一個(gè)阻值適當(dāng)?shù)碾娮鑂M，如圖4所示，使表頭上不能承受的那部分電壓下降在電阻RM上。這種由表頭和串聯(lián)電阻RM組成的整體就是電壓表，串聯(lián)的電阻RM叫做擴(kuò)程電阻。選取不同大小的RM，就可以得到不同量程的電壓表。由圖4可求得擴(kuò)程電阻值為：

URM?Ig?Rg②

實(shí)際的擴(kuò)展量程后的電壓表原理見(jiàn)圖4

用電壓表測(cè)電壓時(shí)，電壓表總是并聯(lián)在被測(cè)電路上，為了不因并聯(lián)電壓表而改變電路中的工作狀態(tài)，要求電壓表應(yīng)有較高的內(nèi)阻。4、改裝毫安表為歐姆表

用來(lái)測(cè)量電阻大小的電表稱為歐姆表。根據(jù)調(diào)零方式的不同，可分為串聯(lián)分壓式和并聯(lián)分流式兩種。其原理電路如圖5所示。

圖中E為電源，R3為限流電阻，RW為調(diào)“零〞電位器，Rx為被測(cè)電阻，Rg為等效表頭內(nèi)阻。圖（b）中，RG與RW一起組成分流電阻。

歐姆表使用前先要調(diào)“零〞點(diǎn)，即a、b兩點(diǎn)短路，（相當(dāng)于RX=0），調(diào)理

（a）串聯(lián)分壓式（b）并聯(lián)分流式圖5歐姆表原理圖

RW的阻值，使表頭指針正好偏轉(zhuǎn)到滿度。可見(jiàn)，歐姆表的零點(diǎn)是就在表頭標(biāo)度尺的滿刻度(即量限)處，與電流表和電壓表的零點(diǎn)正好相反。

在圖（a）中，當(dāng)a、b端接入被測(cè)電阻Rx后，電路中的電流為EI?③

Rg?RW?R3?RX

對(duì)于給定的表頭和線路來(lái)說(shuō)，Rg、RW、R3都是常量。由此可見(jiàn)，當(dāng)電源端電壓E保持不變時(shí)，被測(cè)電阻和電流值有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。即接入不同的電阻，表頭就會(huì)有不同的偏轉(zhuǎn)讀數(shù)，Rx越大，電流I越小。短路a、b兩端，即Rx=0時(shí)I??④Ig這時(shí)指針滿偏

當(dāng)Rx=Rg+RW+R3時(shí)

E1

?II?g⑤

Rg?RW?R3?RX2

這時(shí)指針在表頭的中間位置，對(duì)應(yīng)的阻值為中值電阻，顯然R中=Rg+RW+R3。

當(dāng)Rx=∞（相當(dāng)于a、b開路）時(shí)，I=0，即指針在表頭的機(jī)械零位。所以歐姆表的標(biāo)度尺為反向刻度，且刻度是不均勻的，電阻R越大，刻度間隔愈密。假使表頭的標(biāo)度尺預(yù)先按已知電阻值刻度，就可以用電流表來(lái)直接測(cè)量電阻了。

并聯(lián)分流式歐姆表利用對(duì)表頭分流來(lái)進(jìn)行調(diào)零的，具體參數(shù)可自行設(shè)計(jì)歐姆表在使用過(guò)程中電池的端電壓會(huì)有所改變，而表頭的內(nèi)阻Rg及限流電阻R3為常量，故要求RW要跟著E的變化而改變，以滿足調(diào)“零〞的要求，設(shè)計(jì)時(shí)用可調(diào)電源模擬電池電壓的變化，范圍取1.3~1.6V即可。

ERg?RW?R3三、試驗(yàn)儀器

1、DH4508型電表改裝與校準(zhǔn)試驗(yàn)儀1臺(tái)2、ZX21電阻箱（可選用）1臺(tái)

四、試驗(yàn)內(nèi)容

DH4508型電表改裝與校準(zhǔn)試驗(yàn)儀的使用參見(jiàn)附錄。儀器在進(jìn)行試驗(yàn)前應(yīng)對(duì)毫安表進(jìn)行機(jī)械調(diào)零。

1、用中值法或替代法測(cè)出表頭的內(nèi)阻，按圖1或圖2接線。Rg=Ω2、將一個(gè)量程為1mA的表頭改裝成5mA量程的電流表（1）、根據(jù)式①計(jì)算出分流電阻值，先將電源調(diào)到最小，RW調(diào)到中間位置，再按圖3接線。（2）、漸漸調(diào)理電源，升高電壓，使改裝表指到滿量程（可協(xié)同調(diào)理RW變阻器），這時(shí)記錄標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)。注意：RW作為限流電阻，阻值不要調(diào)至最小值。然后調(diào)小電源電壓，使改裝表每隔1mA（滿量程的1/5）逐步減小讀數(shù)直至零點(diǎn)；(將標(biāo)準(zhǔn)電流表選擇開關(guān)打在20mA檔量程)再調(diào)理電源電壓按原間隔逐步增大改裝表讀數(shù)到滿量程，每次記錄下來(lái)標(biāo)準(zhǔn)表相應(yīng)的讀數(shù)于下表。

表1標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)（mA）示值誤差ΔI改裝表讀數(shù)（mA）（mA）減小時(shí)增大時(shí)平均值12345（3）、以改裝表讀數(shù)為橫坐標(biāo)，標(biāo)準(zhǔn)表由大到小及由小到大調(diào)理時(shí)兩次讀數(shù)的平均值為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上作出電流表的校正曲線，并根據(jù)兩表最大誤差的數(shù)值定出改裝表的確鑿度級(jí)別。（4）、重復(fù)以上步驟，將1mA表頭改裝成10mA表頭，可按每隔2mA測(cè)量一次。（可選做）。（5）、將面板上的RG和表頭串聯(lián)，作為一個(gè)新的表頭，重新測(cè)量一組數(shù)據(jù)，并比較擴(kuò)流電阻有何異同（可選做）。

3、將一個(gè)量程為1mA的表頭改裝成1.5V量程的電壓表（1）、根據(jù)式②計(jì)算擴(kuò)程電阻RM的阻值，可用R1、R2進(jìn)行試驗(yàn)。（2）、按圖4連接校準(zhǔn)電路。用量程為2V的數(shù)顯電壓表作為標(biāo)準(zhǔn)表來(lái)校準(zhǔn)改裝的電壓表。（3）、調(diào)