电表的改装与校准实验报告16767.doc

大学物理实验报告
实验时间：2016年3月14日
实验名称：电表的改装与校准 成绩:
学号：6101215073
实验目的： 班级： 自动化153班
姓名:廖俊智
1、 测量微安表头的内电阻，量程
2、 掌握将100uA表头改装成10mA的电流表和5V电压表的方法;
图 3
3、 学会校准电流表和电压表的方法。
实验仪器：
用于改装的微安表头、数字多用表、电阻箱、滑动变阻器、直流稳压电流、导线等。
实验原理:
1. 微安表头的内电阻,量程的测定
测量内阻的方法很多,本实验采用替代法。如图1所示。当被改电流计（表头)接在电路中时,选择适当的电压和值使表头满偏，记下此时标准电流表的读数；不改变电压和的值，用电阻箱替代被测电流计，调节电阻箱的阻值使标准电流表的读数仍为，此时电阻箱的阻值即为被测电流计的内阻。
被改装电流计
+ –
mA
°
°

+ –
mA
°
°
°

1
2

E

°

１．将表头改装成大量程的电流表
图1
因为微安表头的满刻度电流(量程)很小，所以在使用表头测量较大的电流前，需要扩大它的电流量程。扩大量程的方法是，在表头两端并联一个阻值较小的电阻RP（如图1)使流过表头的电流只是总电流的一部分。表头和RP组成的整体就是电流表。RP称为分流电阻。选用不同阻值的RP可以得到不同量程的电流表.
在图1中，当表头满度时，通过电流表的总电流为I，通过表头的电流为Ig.
因为
故得 （1)
如果表头的内阻Rg已知，则按照所需的电流表量程I，由式(1)可算出分流电阻RP的阻值。
２．电压表的改装
根据欧姆定律U=IR,内阻为Rg的表头，若通以电流Ig，则表头两端电压降为Ug=IgRg，因此直流电流表可以对直流电压进行测量。通常Rg的数值不大，所以表头测电压的量程也很小。为了测量较高的电压，需在表头上串联一个阻值较大的电阻RS(如图2）,使超过表头电压量程的那部分电压降落在电阻RS上,RS称为扩程电阻。选用不同的扩程电阻，可以得到不同量程的电压表。
图2
在图2中,设改装后伏特计的总电压为U,当表头指针满刻度时，扩程电阻RS两端的
电压为，于是有
（2）
根据所需要的电压表量程U和表头内阻Rg，由式(2)可算出扩程电阻RS的阻值.式（2）中Ig和Ug分别为表头的满刻度电流和满刻度电压。
3．电表的校准
电表扩程后必须经过校准才能使用。所谓校准，就是将改装后的电表与标准表同时对同一个对象（如电流或电压)进行测量比较。
校准电表时,必须先调好零点，再校准量程（满刻度点).若量程不对，可调节RP或RS,使改装表的量程与标准表的指示数相一致。
校准刻度时，要同时记下待校表的读数Ix和标准表的读数IS.从而得到该刻度的修正值。将同一量程的各个刻度都校准一遍,可绘出的折线图,即校准曲线(图3)。在以后使用这个电表时，可以根据校准曲线对测量值做出修正，以获得较高的准确值。
作校准曲线，以为横坐标。
数据表格：
1、电流表扩程及校准数据记录
I标
0
0.74
1。41
2。15
2。96
3.64
4。38
I改（格数）
0
2
4
6
8
10
12
I改（mA）
0
0。8
1.6
2.4
3。2
4
4.8

0
0。06
0。19
0。25
0.24
0。36
0。42

I标
5。15
5.83
6。59
7。37
8.12
8。9
9.29
I改（格数）
14
16
18
20
22
24
25
I改（mA）
5。6
6。4
7。2
8
8.8
9.6
10

0。45
0.57
0。61
0.63
0。68
0。7
0.71
2、改装及校准数据电压表记录
U标
0
0。398
0.769
1。16
1。551
1。918
2.321
U改（格数）
0
2
4
6
8
10
12
U改（V）
0
0。4
0。8
1.2
1.6
2
2。4

0
0.002
0.011
0。04
0.009
0.082
0。079

U标
2.731
3.125
3.526
3。925
4。33
4。76
4。94
U改（格数）
14
16
18
20
22
24
25
U改（V）
2.8
3.2
3.6
4
4。4
4.8
5

0。069
0。075
0.074
0。075
0.07
0.04
0。06
实验步骤：
1．将量程为100µA的表头扩程至10mA。
（1)计算分流电阻RP理论值。
(2)按图4连接电路。
（3）校准量程，得到RP实际值。
（4）校准改装电流表刻度值.
（5)作校准曲线折线图。
2．将100µA的表头改装为5V的电压表.
（1）计算扩程电阻理论值.
（2)按图5连接电路。
（3）校准量程，得到实际值.
（4）校准改装电压表刻度值。
（5）作校准曲线折线图。
图 4 图 5
数据处理：
1、 两改装表的校准曲线
电流表改装校准曲线：
电压表改装校准曲线：
误差分析：
1．在调节接入电阻的实际值时,不能达到理想状态。
2．要正确进行读数和记录测量值的有效数字.估读时产生的误差.
3．电表本身存在的误差，仪器放久了发生不准确现象。