電表的改裝——實驗報告

實驗報告

實驗名稱電表的改裝與校準實驗時間201*年11月6日姓名班級學(xué)號指導(dǎo)教師報告批改教師實驗報告成績物理0511【實驗?zāi)康摹?/p>

1、掌握將微安表改裝成較大量程電流表和電壓表的原理和方法。

2、學(xué)會校正電流表和電壓表的方法。

【實驗原理】

1、微安表改裝成電流表

微安表并聯(lián)分流電阻Rp，使被測電流大部分從分流電阻

圖1電流表改裝

流過，表頭仍保持原來允許通過的最大電流Ig。

并聯(lián)分流電阻大小RIgIRpIgg2、微安表改裝成電壓表微安表串聯(lián)分壓電阻Rs，使大部分電壓降落在串聯(lián)的分壓

電阻上，而微安表上的電壓降仍不超過原來的電壓量程IgRg。

串聯(lián)分壓電阻大小RUUgU圖2電壓表改裝

sIgIRgg3、電表標稱誤差和校正使被校電表與標準電表同時測量一定的電流（電壓），看其指示值與相應(yīng)的標準值相符的程度。校準的結(jié)果得到電表各個刻度的絕對誤差。選取其中最大的絕對誤差除以量程，即得該電表的標稱誤差。

標定誤差最大絕對誤差量程100%

【實驗儀器】

穩(wěn)壓電源、微安表頭（100A）、毫安表（0~7.5mA）、電壓表(1~1.5V)、滑線變阻器(100Ω)、電阻箱(0~99999.9Ω).

【實驗內(nèi)容】

1、將量程為100μA的電流計擴程為5mA電流表

（1）記錄電流計參數(shù)，計算分流電阻阻值，數(shù)據(jù)填入表1中。用電阻箱作RP，與待改裝的電流計并聯(lián)構(gòu)成量程為5mA的電流表。（2）連接電路，校正擴大量程后的電流表。應(yīng)先調(diào)準零點，再校準量程(滿刻度點)，然后校正標有標度值的點。

校正電流表的電路

校準量程時，若實際量程與設(shè)計量程有差異，可稍調(diào)RP。

校正刻度時，使電流單調(diào)上升和單調(diào)下降各一次，將標準表兩次讀數(shù)的平均值作為IS，計算各校正點校正值。

（3）以被校表的指示值Ixi為橫坐標，以校正值ΔIi為縱坐標，在坐標紙上作出校正曲線。數(shù)據(jù)填入表2中。（4）求出改裝電流表的標稱誤差。

3、將量程為100μA的電流計改裝為量程1V的電壓表（1）計算擴程電阻的阻值數(shù)據(jù)填入表3中。

（2）校正電壓表。與校準電流表的方法相似。數(shù)據(jù)填入表4中。

【數(shù)據(jù)記錄】

表1電流表改裝與校正儀器參數(shù)（U0=1.08V）滿度電流Ig（A）擴程電流I（mA）電流計內(nèi)阻Rg（）RP理論值RP實際值1005189638．737．7表2電流表校正數(shù)據(jù)記錄(mA)：被校表讀數(shù)Ix6.004.504.003.503.002.502.001.501.000.50標準表讀數(shù)Is6.004.604.003.583.052.602.101.601.080.58IxIsIx00.1000.080.050.100.100.100.080.08表3電壓表改裝與校準儀器參數(shù)（U0=2.58V）

滿度電流Ig（A）擴程電壓U（V）電流計內(nèi)阻Rg（）Rs理論值Rs實際值1001189681048504表4電壓表校正數(shù)據(jù)記錄（V）：被校表讀數(shù)Ux1.000.900.800.700.600.500.400.300.200.10標準表讀數(shù)Us1.000.920.820.730.610.590.410.320.220.11UxUsUx00.020.020.030.010.090.010.020.010.01【數(shù)據(jù)處理】

分別作出電流表和電壓表的校正曲線。此后應(yīng)用改裝表進行測量時，根據(jù)校正曲線對測量的數(shù)值加以修

正，以得到準確的測量值。ΔIi改裝電流表的標稱誤差=

0.15.0100%2%δ改裝電壓表的標稱誤差=

0.091.0100%9%0Ixi

校準曲線【問題討論】

1、標稱誤差的意義是什么？電表的校準有什么用途？

答：標稱誤差指的是電表的讀數(shù)與準確值的差異，包括電表在構(gòu)造上各種不完善因素引入的誤差。為了確定標稱誤差，用改裝電表和一個標準電表同時測量一定的電流或電壓，從而得到一系列的對應(yīng)值，這一工作稱為電表的校準。電表校準的目的：一是要評定該表在改裝后是否仍符合原表頭準確度的等級；二是要繪制校準曲線，以便對改裝后的電表能準確讀數(shù)。

校準的結(jié)果得到電表各個刻度的絕對誤差。選取其中最大的絕對誤差，除以量程，定義為該電表的標稱誤差。根據(jù)標定誤差的大小，即可定出被校電表的準確度等級。如標定誤差在0.2%至0.5%之間，則該表就定為0.5級。

通過校準，測量出電表各個指示值Ix和標準電表對應(yīng)的指示值Is，從而得到電表刻度的修正值。作出校準曲線ΔIi~Ixi，ΔUi~Uxi。根據(jù)校準曲線可以修正電表的讀數(shù)。

2、在校正電流表和電壓表時發(fā)現(xiàn)改裝表與標準表讀數(shù)相比各點均偏高，是什么原因？應(yīng)如何調(diào)節(jié)分流電阻RP和分壓電阻RS?

答：改裝電流表讀數(shù)比標準表偏高，說明分流電阻RP不夠小，應(yīng)減小分流電阻RP；

改裝電壓表讀數(shù)比標準表偏高，說明分壓電阻Rs不夠大，應(yīng)增大分壓電阻Rs。3、如何用微安表改裝歐姆表？

答：以串聯(lián)分壓式為例，其原理電路如圖所示。

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

歐姆表使用前先要調(diào)“零”點，即a、b兩點短路，（相當于RX=0），調(diào)節(jié)RW的阻值，使表頭指針正好偏轉(zhuǎn)到滿度。即：歐姆表的零點是就在表頭標度尺的滿刻度(即量限)處，與電流表和電壓表的零點正好相反。

當a、b端接入被測電阻Rx后，電路中的電流為I++改裝表E

RgRWR3Rx對于給定的表頭和線路來說，Rg、RW、R3都是常量。由此可見，當電源端電壓E保持不變時，被測電阻和電流值有一一對應(yīng)的關(guān)系。即接入不同的電阻，表頭就會有不同的偏轉(zhuǎn)讀數(shù)，Rx越大，電流I越小。短路a、b兩端，即Rx=0時，IEIg，這時指針滿偏。

RgRWR3當Rx=Rg+RW+R3時，I電阻，顯然R中=Rg+RW+R3。

E1Ig，這時指針在表頭的中間位置，對應(yīng)的阻值為中值

RgRWR3RX2當Rx=∞（相當于a、b開路）時，I=0，即指針在表頭的機械零位。

所以歐姆表的標度尺為反向刻度，且刻度是不均勻的，電阻R越大，刻度間隔愈密。如果表頭的標度尺預(yù)先按已知電阻值刻度，就可以用電流表來直接測量電阻了。

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得分教師簽名

深圳大學(xué)實驗報告

課程名稱：大學(xué)物理實驗（1）實驗名稱：電表改裝

學(xué)院：

專業(yè)：班級：

組號：指導(dǎo)教師：報告人：學(xué)號：

實驗時間：年月日星期

實驗地點

實驗報告提交時間：

批改日期

1

一、實驗?zāi)康牧私怆姳砀难b的原理和方法二、實驗原理：1、將量程為Ig=1mA,內(nèi)阻為Rg的毫安表的量程擴大為I＝10mA的電流表的原理圖及理論計算公式Rs=IgRgIIg=Rgn1n=I為電流擴大倍數(shù)，Rg可以在微安表上找到。其次校準分流Ig將標準表調(diào)到5.00mA，同時改裝表應(yīng)指向滿刻度（這時可能需要改變分流電阻），電阻Rs，記下實際分流電阻，最后校準改裝表的等級；分5段逐點校準，填入數(shù)據(jù)記錄表，“下行”指電表讀數(shù)由高到低逐點進行校準，“上行”則相反。2、將量程為Ig=1mA,內(nèi)阻為Rg的毫安表的量程擴大為V＝10V的電壓表的原理圖及理論計算公式先計算分壓電阻Rm：Rm=URg，IgU為改裝后電壓量程。再校準分壓電阻Rm：將標準表調(diào)到10.00V，同時改裝表則調(diào)到滿刻度（可改變分壓電阻Rm），同時記下實際分壓電阻；最后按照數(shù)據(jù)記錄表校準改裝表的等級。3、將1mA量程的待改裝電流表改裝為串連分壓式歐姆表的原理圖及理論敘述取U=1.5V，將Rx短路，調(diào)節(jié)Rw，使毫安表正好指向1mA，這時Rw+R3+Rx=1500。：當Rx=1500時，毫安表讀數(shù)為0.5mA，這一電阻成為“中值電阻”R中=Rw+R3+Rx=1500。然后按照數(shù)據(jù)記錄表定的Rx值標定表面刻度，從而可見，歐姆表的刻度是反向的：1mA處為0；0mA處為∞。以I為縱坐標，Rx為橫坐標作IRx圖并連成光滑曲線。三、實驗儀器：改裝電表集成箱（電流表頭，標準電流表，標準電壓表，電阻箱，電源，單刀雙擲開關(guān)，導(dǎo)線等四、實驗內(nèi)容和步驟：1、測定待改裝表的電阻Rg連線圖及步驟調(diào)節(jié)R1，Rw,電源電壓，當標準表的讀數(shù)為1mA且待改裝表讀數(shù)為0.5mA時，則Rg=R12、將量程為Ig=1mA,毫安表的量程擴大為I＝10mA的連線圖及實驗步驟計算分流電阻RS的理論值，校對量程，記錄分流電阻RS的實際值校對其他整刻度，讓改裝表的指針對準相應(yīng)刻度，從標準表讀數(shù)3、將量程為Ig=1mA毫安表的量程擴大為V＝10V的電壓表的連線圖及實驗步驟計算分壓電阻Rm的理論值，校對量程，記錄分流電阻Rm的實際值校對其他整刻度：讓改裝表指針對齊刻度，讀標準表的讀數(shù)4、將1mA量程的待改裝電流表改裝為串連分壓式歐姆表的連線圖及實驗步驟調(diào)節(jié)中值電阻，調(diào)節(jié)V=1.5v,表頭滿偏R3+Rw+Rg=1500歐標定歐姆表的刻度五、數(shù)據(jù)記錄：組號：；姓名1、待改裝表的電阻Rg=420Ω2、將量程為Ig=1mA,毫安表的量程擴大為I＝10mA的實驗數(shù)據(jù)原電流表量程：Ig=_1_mA改裝后量程：I=_10_mA=__49.00___Ω理論分流電阻：Rs=46.67Ω實際分流電阻：RS校對改裝電流的數(shù)據(jù)：改裝表理論讀數(shù)/mA標準表讀數(shù)/mA下行（讀數(shù)減少）上行（讀數(shù)增加）平均（3位小數(shù)）ΔI=(I-I理論)/mA2.0002.0202.0202.0200.0204.0004.0404.0204.0300.0306.0005.9605.9705.965-0.0358.0007.9607.9707.965-0.03510.00010.0009.9709.985-0.0153、將毫安表的擴大電壓表的數(shù)據(jù)：原電流表量程：Ig=_1__mA改裝后量程：U=10_V理論分壓電阻：Rm=9580__Ω實際分壓電阻：Rm=9490_Ω校對改裝電壓的數(shù)據(jù)：改裝表理論讀數(shù)/V標準表讀數(shù)/V下行（讀數(shù)減少）上行（讀數(shù)增加）平均（3位小數(shù)）ΔU=(U-U理論)/V2.0002.0202.0202.0200.0204.0004.0804.0404.0600.0606.0006.0006.0106.0050.0058.0008.0408.0608.0500.05010.00010.00010.0201*.0100.0104、改裝歐姆表的數(shù)據(jù)：中值電阻：1500；工作電壓：10V按下表給定的Rx值標定表面刻度：Rx/ΩI/mA0100201*0040050070010001500201*3000400070001.000.940.880.830.790.750.680.600.500.420.330.270.18六、數(shù)據(jù)處理：1將數(shù)據(jù)按要求處理后，用坐標紙或計算機畫出改裝電流表的校準曲線（ΔI－I圖），并按公式確定改裝表的等級；E=0.35為0.5級2、用坐標紙或計算機畫出ΔU－U校準曲線。并按公式確定改裝表的等級；T=0.60.所以為1級3、以I為縱坐標，Rx為橫坐標作I-Rx圖并連成光滑曲線。七、實驗結(jié)果與討論：基本符合原先設(shè)想，但實驗存在偏差八：問答題1．校準電流表時，若標準表的指針滿刻度而改裝表達不到，應(yīng)怎樣調(diào)節(jié)分流電阻使兩表同時滿刻度？電壓表呢？保持其中一樣不變，然后變化剩下的兩個量，可以同時調(diào)節(jié)分流電阻和電壓大小來同時滿偏2．如圖，在量程分別為I1,I2,I3的三量程毫安表中，哪檔量程電流最大？哪檔量程最小？mAI3最大，I1最小I1I2I3+3．如右圖，將內(nèi)阻為50Ω，最大量程刻度為50mV的磁電式電壓表竄聯(lián)兩個電阻R1,R2，使之變成量程分別為3V和5V的雙量程電壓表，求R1，R2的數(shù)值。.VR1R2R1=2950歐，R2=201*歐5V3V4．電流表中串聯(lián)適當?shù)碾娮杓纯捎米麟妷罕恚�試說明其理由。電流表和電壓表的原理都是利用電流計來測量，用電流表來測量已知阻值的電阻利用歐姆定律可以知道電壓大小指導(dǎo)教師批閱意見：成績評定：預(yù)習(xí)（20分）操作及記錄（40分）數(shù)據(jù)處理及思考題（40分）數(shù)據(jù)處理25分結(jié)果與討論5分思考題10分報告整體印象總分注：1、報告內(nèi)的項目或內(nèi)容設(shè)置，可根據(jù)實際情況加以調(diào)整和補充；2、教師批改學(xué)生實驗報告時間應(yīng)在學(xué)生提交實驗報告時間后10日內(nèi)；3、教師可根據(jù)實驗報告整體情況酌情扣分（10分）。

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