电表改装与校正.doc

山东理工大学物理实验报告
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实验名称：电表的改装与校正

姓名： 学号： 时间代码： 实验序号：
院系： 专业： 级.班： 教师签名：
仪器与用具：直流微安表（Ig=100μA,内阻Rg=1200Ω），直流毫安表，直流电压表各一只；滑线变阻器一只；
电阻箱两只；直流稳压电源一台；导线八根。
实验目的：（1）了解安培表和伏特表的构造原理。（2） 掌握将微安表改装成较大量程的电流
表和伏特表的原理和方法。（3）了解欧姆表的测量原理和刻度方法。（4） 学会校正电流表和电压表的方法。
实验报告内容（原理预习、操作步骤、数据处理、误差分析、思考题解答）
[实验原理]：
1.       将微安表改装成毫安表
实验中用于改装的微安表，习惯上称为“表头”。表针偏转到满刻度时所需要的电流强度Ig称为表头的量程，这个电流越小，表明表头的灵敏度越高。表头内线圈的电阻Rg称为表头内阻。表头能测量的电流是很小的，要将表头改装成能测量大电流的电表，就必须扩大它的量程。扩大量程的办法是在表头两端并联一个阻值较小的分流电阻Rs，这样就使被测量的电流大部分从分流电阻流过，而表头仍保持在原来允许通过的最大电流Ig范围之内。
+
-

I
Ig
Rg
设表头改装后的量程为I, 若I=nIg，由欧姆定律得

可见，当表头参量Ig和Rg确定后，根据微安表的量程扩大的倍数n，只需在微安表上并联一个阻值为Rg/(n—1)的分流电阻，就可以实现电流表的扩程。
表头上并联阻值不同的分流电阻，相应点引出抽头，便可制成多量程的电流表。
2.       将微安表改装成伏特表
由欧姆定律可知，微安表的电压量程位IgRg，虽然可以直接用来测量电压，显然由于量程太小不能满足实际需要。为了能够测量较高的电压，在微安表上串联一个阻值较大的电阻（也称分压电组）RH。这样就使得被测电压大部分落在串联的附加电阻上，而微安表上的电压降很小，仍保持原来的量值IgRg范围之内。
设微安表的量程为Ig,内阻为Rg,改装成量程为U的电压表，由欧姆定律得
当U=nIgRg时，有
Ig
RH
-
+

可见，要将量程为Ig、内阻为Rg的微安表改装成量程为U的电压表只需串联一个阻值为RH的附加电阻即可。
表头上串联阻值不同的分压电阻，便可制成多量程的电压表。
[实验内容与操作步骤]：
1.       电流表的改装和校正

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实验名称：电表的改装与校正 姓名： 时间代码：

（1）       根据实验室给定的表头（微安表）量限Ig内阻Rg以及要改装成的电流表量限I,用公式Rs==Rg/(n—1)算出所需并联的分流电阻Rg的阻值。
经计算，Rs=1.2欧姆
（2）       从实验室自备电阻箱上取相应的电阻值，与表头并联组成电流表。将改装的电流表按图2.2.7所示接好电路。
（3）       经老师检查电路正确后接通电源，调节滑线变阻器改变电路中的电流，使改装表读数从0增加到满刻度，然后再减到0，同时记下改装表与标准表相应电流的读数。
（4）       以改装表的读数I为横坐标，ΔI为纵坐标，在坐标纸上作出电流表的误差校正曲线。
2.       电压表的改装和校正
（！）根据表头的量限Ig和内阻Rg以及要改装成的电压表量限U,用公式RH==U/Ig-Rg，算出串联电阻RH的阻值。
经计算，Rh=28800欧姆
（2）从实验室预先准备的电阻箱上取相应的电阻值，将它与表头串联组成电压表。将改装的电压表与标准电压表按图2.2.8所示接好。
(3)接上电源，调节滑线变阻器的滑动头，使电压读数从0到满刻度，然后再减到0，同时记下改装表与标准表相应电压的读数，填入表格。
（4）以改装表的读数U为横坐标，ΔU为纵坐标，在坐标纸上作出电压表的误差校正曲线。

K
3V
+
-
+
+
__-
-
V
nbnmmmm
RH
28800Ω
K
3V
+
-
+
+
__-
-
mA
nbnmmmm
Rs
1.2Ω
25Ω
R

图2.2.7 图2.2.8

[实验数据及处理]：
（1）设计实验数据表，将实验数据填入表中。

电流表校正数据：(Ig=100μA，Rg=1200Ω，I=100mA，Rs=1.2Ω)
改装表
I/mA
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
标准表
IS/mA
0
9.7
19.0
28.8
38.2
47.6
57.6
66.2
76.0
85.7
95.2
绝对误差
ΔI=I-Is
0
0.3
1.0
1.2
1.8
2.4
2.4
3.8
4.0
4.3
4.8

物理实验中心

实验名称：电表的改装与校正 姓名： 时间代码：
电压表校正数据：(Ig=100μA，Rg=1200Ω，U=3V，RH=28800Ω)
改装表
U/V
0
0.6
1.2
1.8
2.4
3.0
标准表
Us/V
0
0.6
1.2
1.8
2.39
2.98
绝对误差
Δ= U- Us
0
0
0
0
0.01
0.02
（2）根据改正表的校正数据，分别求出毫安表和电压表的标称误差，并定出相应的精确度等级。
标称误差
改装的毫安表标称误差=；精确度等级约为5.0
改装的毫安表标称误差=；精确度等级约为0.7

[实验误差分析]：
产生误差的主要原因：
1． （1）电阻箱阻值误差，特别是1.2Ω阻值较小较小的阻值误差就会产生电流表的误差。电表本身的系统误差。
2．
3． （2）读数误差（估读）。

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