电表的改装与校正标准报告.doc

电表的改装与校正
实验目的
1. 掌握数字万用电表的使用方法;
2. 掌握运用串并联电路的欧姆定律将电表进行改装的原理和方法;
3. 学会用比较法对电表进行校正，并能够进行级别判断。
实验原理
1. 将表头改装成多量程电流表：
图1
如图1所示,在表头的两端并联小电阻后串联接入电路，根据串并联电路的规律，有Ig + －
IR RP
G
I
,
即
可推得
由上式可见：如果足够小，则图1中虚线框整个部分可作为电流表来测量大电流。
根据表头的满度电流和内阻，按扩大电流量程的倍数来选用合适的小电阻与表头并联,现将表头改装成 ，的两量程电流表，、为扩大倍数，且＜.
如图2所示，据串并联电路的欧姆定律，有:
G
＋ －
Ig Rg
R1 Im R2 I n
RP
K
图2 两个量程的电流表
（1)开关K扳向I n时,与表头并联的总电阻为
①
（2）开关K扳向I m 时，R2 成为表头内阻的一部分，则与表头并联的分流电阻为

②
由①②两式可得
， ③
2. 将表头改装成多量程电压表
G
RS
Ig Rg
图3
如图3所示，若与表头串联大电阻RS 后并联接入电路，根据串并联电路的规律,有 。
由上式可见，对于同一表头和，电阻越大，两端承受的电压越大,于是可将此表盘重新标定并作为一个电压表使用。
G
Ig R g R S
＋ － r1 r2
Un Um
K
图４ 两个量程的电压表
根据表头的满度电流Ig和内阻，按照电压量程倍数将表头改装成量程为,的两量程电压表，如图4所示，有：
将双掷开关扳向时，可得：
上式表明，电压表内阻与相应的量程之比等于表头满度电流的倒数,即常数S0(Ω/Ｖ)，此常数称为电压灵敏度。若知道了S0和量程，就可以根据“内阻＝量程×S0”来计算电表各量程对应的内阻了。则有
对改装量程为的电表,其内阻为 ④
对改装量程为的电表，其内阻为 ⑤
由上两式可得 ； ⑥
3. 用比较法校正电表并确定改装表的级别：
图5 校正电流表的电路图
G
＋ －
Ig Rg
R1 R2
Im K In
RP
改装表
1KΩ
标准表
mA
E
Rb
Kb
图6 校正电压表的电路图
改装表
E
Rb
Kb
G
Ig R g R S
＋ － r1 r2
Un Um
K
Ｖ
标准表

改装表需经校正后才能使用，所谓校正，就是将被校电表与标准电表同时测量一定的电流(或电压），看其指示值与标准表上的值相符合的程度。
实验电路如图5和图6。
将被校表的满刻度分成n个等间隔的刻度值进行校正，设被校表的指示值为I ,标准表的读数为I0 ，便可获得一组相应的数据Ii 和I0i （ i＝1， 2,……n ) 。对每一个被校点,都可算出偏差ΔIi＝I0i－Ii　，求出ｎ个ΔIi 中绝对值最大的|ΔIi｜max ，便可求得被校表的精度
再根据E的大小，按“就邻近大档”的原则确定被校表的准确度等级S.
实验仪器
表头（100μA）,毫安表，电压表,直流稳压电源，电阻箱(2个），滑线变阻器，双掷开关，导线若干
操作要点
1．用数字万用表测得表头内阻.
2．将的表头改装成，两个量程的电流表
⑴算出并联电阻、的值;
⑵按实验线路图接好电路，分别对档和档进行校正，记录数据。
①Ｉn档量程校正：K先接Ｉn档，使改装表满偏，读出标准表对应值，得出改装表满刻度修正值ΔI＝I0－I .
②Ｉm档量程的校正和准确度等级的确定:根据改装表上的刻线，每隔1／5满刻度等间隔地使电流先“由小到大”再“由大到小",读取改装表各点的指示值Ｉi 及标准表两次对应值Ｉ0i ，算出各组对应的平均值（ i＝1，2……5），定出改装表该档的级别，并作出校正曲线。
3．将表头改装为，的两量程电压表：
⑴计算串联电阻阻值和
⑵按实验图连接好校准电路，分别对，两个量程进行校正，记录数据。
同电流表校正相同,首先测量Un档的满刻度偏差，然后对Um档进行校正并确定该档级别,并作出校正曲线。
预习思考题
1．表头量程Ig很小（内阻为Rg），如果改装电流表量程扩大n倍，应____联_____Ω的电阻;如果改装成量程为Un的电压表，应____联_____Ω的电阻。
答：并；；串；
2．校正电流、电压表电路中，滑线变阻器Rb采取____接法,其线路特点是两固定端直接与____相连接，从____和____接负载.其中，校正电流表电路中,1KΩ电阻的作用是___。
答:分压；电源；一固定端；滑动端；保护标准电流表和表头
3．对一个量程为5A的电流表各刻度进行校正时，发现最大偏差为0.08 A，则该表的准确度等级是______。
答：,所以等级级
数据处理
1．用数字万用表测得表头内阻.
2．电流表的校正
⑴根据③式算出并联电阻、的值：
，
⑵分别对档和档进行校正:
a、档量程的校正：
；
则此档电流表精度为 判定级别S=0。5级
b、档量程的校正：
测量数据如下表所示

1。000
2。000
3.000
4。000
5。000

由小→大
1。010
2。025
3.030
4.045
5。040
由大→小
1。020
2。030
3.035
4.050
5.045

1.015
2。0275
3.0325
4。0475
5.0425

0。015
0。0275
0.0325
0。0475
0。0425
c、作出校正曲线（档）
ΔI(mA)
0
0.010
0.020
0.030
0.040
0.050
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
I (mA)

d、判断档级别:
精度
则档改装电流表级别为S=1。0级
3．电压表的校正
⑴计算串联电阻阻值和：
,
⑵分别对和档进行校正
a、档量程的校正：
； —0.012 （V）
则可判定等级S=1。5级
b、档量程的校正：（数据表格如下）

1.000
2。000
3。000
4.000
5.000

由小→大
0。964
1.956
2.924
3.940
4.944
由大→小
1.104
1.976
2。952
3.948
4。948

1.034
1.966
2.938
3。944
4.946

0。034
-0.034
-0.062
-0.056
—0.054
c、作出档的校正曲线
ΔU(V)
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
U (V)
0
0.010
0.020
0.030
0.040
-0.050
-0.010
-0.020
-0.030
-0.040
-0.060

d、对档进行级别判定：
精度
则档改装电压表级别为S=1.5级
误差分析及讨论
1. 改装表、标准电流表和电压表、标准电阻箱及万用表示数不准所带来的系统误差.
2. 测量时，由于个人因素所带来的随机误差。
课后思考题
1．若校准电流表处理数据时,发现被校表读数总是大于标准表读数，其原因何在？校准电压表出现此情况呢？
答:校准电流表时,
与式子相比较可知：选定的的值偏大，值偏大的原因由可知在于的测量值偏大了。
校准电压表时，
与式子比较可知：选定的的值偏小，值偏小的原因由可知还是在于的测量值偏大。
2．现有量程分别为5、20、100、200的标准毫安表,要对5mA的改装表进行校正，应选哪个(档）毫安表;如果校正改装表满该度时，标准表指针超过最大刻度，该怎样处理。
答：①标准表选用5mA档；②选用20mA档或调节滑线变阻器使标准表指针向左偏转。
3．若用数字万用表测得某电阻时屏上显示“002”,请问应怎样才能得到较准确的阻值.
答:将万用表电阻档调至较小量程再进行测量。
mA
μA
A B C D
E F G
Im In Un Um
公共端
R3 R4
R1 R2
μA
4．设计电路图将表头改装成两个量程的电流表和两个量程的电压表。要求只用一个表头和一个多档转换开关，并计算所需串并联电阻的阻值（提示，设计线路时要考虑接入的标准表对改装表的影响最小）。
改装电压表时,除外部分整体相当于量程即的电流表，则
可得
评分标准（30分)
1。 实验文字部分(10)：实验目的、实验原理、实验仪器、实验内容、回答预习思考题。
2。 数据处理部分（15）：数据表格、计算、结果表达式
3。 分析讨论部分(5）:误差原因分析、课后思考题