改装电表实验报告.doc

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深 圳 大 学 实 验 报 告
课程名称：大学物理实验(一）
实验名称： 改装电表
学 院:医学院
指导教师：
报告人:组号：
学号 实验地点
实验时间:
提交时间：
一、 实验目的:
1.了解电表改装、校准的原理和方法.
2。学会工程技术应用中理论值与实际值的联系。
3.学会标定电表等级。
4。学习电学实验的基本要点：
(1）开机前电压输出调小,限流电阻调大。
(2）如何理解实验连线图,快速漂亮的连好线路.
(3)如何将电流或电压快速调整到你想要的值。

二、 实验原理:
1、 将量程为Ig =1mA，内阻为Rg的电流表的量程扩大为I＝10mA的电流表
（1） 改装表头
由于原表头最大只能允许Ig=1mA的电流通过，改装后最大要测电流I=10mA，就需要并联一个分流电阻Rs，如下图所示，虚线内部分代表改装好的新表头。原表头和分流电阻Rs是并联关系，故有IgRg=（I—Ig）Rs，所以分流电阻计算方法如下
（6—1)
将各参数代入式(6—1)可得分流电阻的值为
由此可知，必须先测量表头内阻Rg.Rg的测量可以采用半偏法或伏安法等方法。
按式（6-1）计算出的阻值叫做分流电阻的理论值。因Rg的测量会有误差，所以分流电阻也有误差,也就是说改装表指针指向满刻度时,可能电流并不是10。00mA，这就是需要进一步校准量程（校准分流电阻）。
（2） 校对量程（校对分流电阻)
将改装的电流表和测量精度较高的标准电流表串联，并接入如下图所示电路,将分流电阻Rs调节到计算好的理论值,调节电源或限流电阻Rs的大小，使校准表显示10.00mA，同时改装表应指向满刻度，如果改装表不是指向满刻度，则调整分流电阻的值，直到改装表和标准表都显示10。00mA为止,记下实际分流电阻的值，这个值叫分流电阻的实际值.至此，表头才算改装完成。
（3） 校准改装表的等级
表头改装好后，还需要给改装表评定等级。评定方法如下：
逐点校准改装表的整刻度，方法是把改装表指向整刻度，然后读校准表的读数。找出校准电流表和改装电流表的读数差I标准-I改装的最大值，按式（6—2）计算准确度等级，即
（6-2)
电表分七个准确度等级：0.1、0。2、0。5、1。0、1。5、2.5、5。0,如果E介于其间取其大，例如，E=0。39介于0。2和0。5之间，那么改装表的级别是0。5级.
（4） 画校准曲线
为进一步提高改装表的测量精度，一般需要画校准曲线。以改装表的各整刻度的值为横轴，以标准表和改装表的读数差为纵轴作校准曲线,注意点与点之间的连线为“折线”。如下图所示为改装电流表的校准曲线。校准曲线可以用来修正改装表的测量数据，测量值按校准曲线修正后，可以认为测量结果接近标准表测电流时的精度，比原来的精度有所提高。
2、 将量程为Ig =1mA，内阻为Rg的电流表改装成量程为U＝10V的电压表,与改装电流表类似
（1）改装表头
由于原表头最大只能流过Ig的电流,所以原表头能承担的最大电压为IgRg，把它改装成量程为U的电压表头，需要串联分压电阻Rm,如下图所示，图中虚线内部分代表改装好的新电压表头。其中分压电阻Rm的计算方法为
(6—3)
（2)校对量程（校对分压电阻）
将改装电压表和测量精度较高的标准电压表并联，并接入如下图所示电路，将分压电阻Rm调节到计算好的理论值，调节电源或限流电阻Rw的大小，使校准表显示10。00V，同时改装表应指向满刻度,如果改装表不是指向满刻度，则调整分压电阻的值，直到改装表和标准表都显示10。00V为止，记下实际分压电阻的值，这个值叫分压电阻的实际值.
（3）标定改装表的等级
逐点校准改装表的整刻度，方法是把改装表指向整刻度，然后读校准表的读数。找出校准电压表和改装电压表的读数差U标准—U改装的最大值，按式（6—4）计算等级,即
（6—4）
根据T的值给出改装电压表的准确度等级。
（4） 画校准曲线
以改装电压表的各整刻度的值为横轴,以标准表和改装表的读数差为纵轴作校准曲线,注意点与点之间的连线为“折线”。
3、 将量程为Ig =1mA，内阻为Rg的电流表改装成1500Ω的串联分压式欧姆表
（1）改装表头
下图中虚线内部分就是改装好的欧姆表头.取U=1。5V，将Rx短路，调节Rw，使毫安表正好指向1mA,这时Rw+R3+Rx=1500Ω，当Rx =1500Ω时，毫安表读数为0。5mA，这一电阻被称为“中值电阻”，即R中= Rw + R3 + R x =1500Ω,“中值电阻”实际上就是欧姆表的表头内阻。
（2） 标定刻度
在下图中，当电压U=1。5V保持不变时，Rx和电流是一一对应关系,但某一电流代表多大电阻,这就需要标定刻度。
（3）做刻度曲线 由于电阻Rx和电流I不是线性关系，需要以Rx为横轴，电流I为纵轴，作出刻度曲线。

三、 实验仪器：
改装电表集成箱（电流表头,标准电流表，标准电压表，电阻箱，电源,单刀双掷开关，导线等。

四、实验内容和步骤:。1、半偏法测量原电流表的表头内阻Rg
（1)Rg连在电路里可以，不连也可以。
（2）调节R1，Rw, 电源电压，当标准表的读数为1mA且待改装表读数为0。5mA时,则Rg=R1
(3）读数的时候，应垂直往下看
2、将量程为Ig =1mA的电流表扩大为量程为I＝10mA的电流表
(1）记录原电流表量程和改装后量程.
（2）计算理论分流电阻Rs并做记录。
(3）校准量程，记录实际分流电阻Rs’。
（4）校准整刻度，给改装电流表定级.要求分“下行"和“上行”对整刻度进行校准，并做记录，然后求平均。“下行”是指读数由大变小，“上行"是指读数由小变大.根据所测数据确定改装电流表的准确度等级。
（5)根据所测数据作出校准曲线。
3、将量程为Ig =1mA的电流表改装为量程为V＝10V的电压表
(1）记录原电流表量程和改装后量程。
（2）计算理论分压电阻值Rm并做记录.
（3）校准量程，记录实际分压电阻Rm'.
（4)校准整刻度，给改装电压表定级。要求分“下行”和“上行”对整刻度进行校准，并做记录,然后求平均.根据所测数据确定改装电压表的准确度等级。
（5）根据所测数据作出校准曲线。
4、将量程为1mA的电流表改装成中值电阻为R3+RW+Rg =1500Ω的欧姆表
调节中值电阻：调节到V =1。5V,表头满偏。R3+Rw+Rg=1500Ω
（1） 记录原电流表量程、改装欧姆表的中值电阻和工作电压。
（2） 给欧姆表标定刻度。
（3） 以Rx为横轴，电流I为纵轴作出刻度曲线。
五、电表改装数据记录：
组号： ；姓名
1、待改装表的电阻Rg =
2、将量程为Ig =1mA,毫安表的量程扩大为I＝10mA的实验数据
原电流表量程：Ig =___ _ mA 改装后量程：I =____ mA
理论分流电阻:Rs=__ ___Ω 实际分流电阻：=_____Ω
改装表理论读数/mA
2。00
4。00
6。00
8。00
10.00
标准表读数/mA
下行(读数减少)

上行(读数增加）

平均（3位小数)

ΔI=(I-I理论）/mA

校对改装电流的数据：
3、将毫安表的扩大电压表的数据:
原电流表量程：Ig =___ _ mA 改装后量程： U =___ _ V
理论分压电阻: Rm=___ __Ω 实际分压电阻：=_____Ω
校对改装电压的数据：
改装表理论读数/V
2。00
4。00
6.00
8。00
10。00
标准表读数/V
下行(读数减少）

上行(读数增加）

平均（3位小数）

ΔU=（U—U理论)/V

4、改装欧姆表的数据：
中值电阻：;工作电压
按下表给定的Rx值标定表面刻度：
Rx/Ω
0
100
200
300
400
500
700
1000
1500
2000
3000
4000
7000
I/mA

六、数据处理:
1.将数据按要求处理后,用坐标纸或计算机画出改装电流表的校准曲线(ΔI－I图)，并按公式确定改装表的等级;
2.用坐标纸或计算机画出ΔU－U校准曲线。并按公式确定改装表的等级；
3.以I为纵坐标，Rx为横坐标作I—Rx图并连成光滑曲线。

七、 思考题
1． 校准电流表时,若标准表的指针满刻度而改装表达不到，应怎样调节分流电阻使两表同时满刻度？电压表呢？
2．如2题图，在量程分别为I1,I2，I3的三量程毫安表中，哪档量程电流最大？哪档量程最小？
3．如3题图,将内阻为50Ω,最大量程刻度为50mV的磁电式电压表窜联两个电阻R1,R2，使之变成量程分别为3V和5V的双量程电压表，求R1,R2的数值.。
4。 为什么校正电表时需要把电流（或电压）从小到大做一遍，又从大到小做一遍？两者完全一致说明了什么？不一致说明了什么？
R2
V
3V
R1
5V

2题图 3题图
答：
1.校准电流表时，若标准表的指针满刻度而改装表达不到,说明分流电阻分走的电流过大，因而应该调大分流电阻；校准电压表时，若标准表的指针满刻度而改装表达不到，说明分压电阻分走的电压过大，因而应该调小分压电阻.
2。设毫安表内阻为Rg,且R1、 R2 、R3均不为零，
，由此，
，由此，
,由此,
可见，当R1、 R2 、R3均不为零时，成立321III>>，即I1量程最大,I3最小.
3. 由于,
,
,因此,；
，因此，。
4。校准电表时需要把电流从小到大做一遍又反向做一遍是为了校验电流表是否有迟滞误差。
如果正行程与逆行程一至说明电流表没有迟滞误差,不一致说明电流表存在迟滞误差.

八、实验结果与讨论：

指导教师批阅意见:
成绩评定：
预习
（20分)
操作及记录
（40分)
数据处理与结果陈述30分
思考题
10分
报告整体
印 象
总分

指导教师签字：
年 月 日
备注：

注:1、报告内的项目或内容设置,可根据实际情况加以调整和补充。
2、教师批改学生实验报告时间应在学生提交实验报告时间后10日内。
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