電表的改裝——實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)名稱電表的改裝與校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)時(shí)間201*年11月6日姓名班級(jí)學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師報(bào)告批改教師實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)物理0511【實(shí)驗(yàn)?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(huì)校正電流表和電壓表的方法。

【實(shí)驗(yàn)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(cè)電流大部分從分流電阻

圖1電流表改裝

流過(guò)，表頭仍保持原來(lái)允許通過(guò)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(guò)原來(lái)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(biāo)稱誤差和校正使被校電表與標(biāo)準(zhǔn)電表同時(shí)測(cè)量一定的電流（電壓），看其指示值與相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值相符的程度。校準(zhǔn)的結(jié)果得到電表各個(gè)刻度的絕對(duì)誤差。選取其中最大的絕對(duì)誤差除以量程，即得該電表的標(biāo)稱誤差。

標(biāo)定誤差最大絕對(duì)誤差量程100%

【實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容】

1、將量程為100μA的電流計(jì)擴(kuò)程為5mA電流表

（1）記錄電流計(jì)參數(shù)，計(jì)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(jì)并聯(lián)構(gòu)成量程為5mA的電流表。（2）連接電路，校正擴(kuò)大量程后的電流表。應(yīng)先調(diào)準(zhǔn)零點(diǎn)，再校準(zhǔn)量程(滿刻度點(diǎn))，然后校正標(biāo)有標(biāo)度值的點(diǎn)。

校正電流表的電路

校準(zhǔn)量程時(shí)，若實(shí)際量程與設(shè)計(jì)量程有差異，可稍調(diào)RP。

校正刻度時(shí)，使電流單調(diào)上升和單調(diào)下降各一次，將標(biāo)準(zhǔn)表兩次讀數(shù)的平均值作為IS，計(jì)算各校正點(diǎn)校正值。

（3）以被校表的指示值Ixi為橫坐標(biāo)，以校正值ΔIi為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)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(biāo)稱誤差。

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

（2）校正電壓表。與校準(zhǔn)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(kuò)程電流I（mA）電流計(jì)內(nèi)阻Rg（）RP理論值RP實(shí)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(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)儀器參數(shù)（U0=2.58V）

滿度電流Ig（A）擴(kuò)程電壓U（V）電流計(jì)內(nèi)阻Rg（）Rs理論值Rs實(shí)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(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行測(cè)量時(shí)，根據(jù)校正曲線對(duì)測(cè)量的數(shù)值加以修

正，以得到準(zhǔn)確的測(cè)量值。ΔIi改裝電流表的標(biāo)稱誤差=

0.15.0100%2%δ改裝電壓表的標(biāo)稱誤差=

0.091.0100%9%0Ixi

校準(zhǔn)曲線【問(wèn)題討論】

1、標(biāo)稱誤差的意義是什么？電表的校準(zhǔn)有什么用途？

答：標(biāo)稱誤差指的是電表的讀數(shù)與準(zhǔn)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(biāo)稱誤差，用改裝電表和一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電表同時(shí)測(cè)量一定的電流或電壓，從而得到一系列的對(duì)應(yīng)值，這一工作稱為電表的校準(zhǔn)。電表校準(zhǔn)的目的：一是要評(píng)定該表在改裝后是否仍符合原表頭準(zhǔn)確度的等級(jí)；二是要繪制校準(zhǔn)曲線，以便對(duì)改裝后的電表能準(zhǔn)確讀數(shù)。

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

通過(guò)校準(zhǔn)，測(cè)量出電表各個(gè)指示值Ix和標(biāo)準(zhǔn)電表對(duì)應(yīng)的指示值Is，從而得到電表刻度的修正值。作出校準(zhǔn)曲線ΔIi~Ixi，ΔUi~Uxi。根據(jù)校準(zhǔn)曲線可以修正電表的讀數(shù)。

2、在校正電流表和電壓表時(shí)發(fā)現(xiàn)改裝表與標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)相比各點(diǎn)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(biāo)準(zhǔn)表偏高，說(shuō)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(biāo)準(zhǔn)表偏高，說(shuō)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(cè)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(diǎn)，即a、b兩點(diǎn)短路，（相當(dāng)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(diǎn)是就在表頭標(biāo)度尺的滿刻度(即量限)處，與電流表和電壓表的零點(diǎn)正好相反。

當(dāng)a、b端接入被測(cè)電阻Rx后，電路中的電流為I++改裝表E

RgRWR3Rx對(duì)于給定的表頭和線路來(lái)說(shuō)，Rg、RW、R3都是常量。由此可見(jiàn)，當(dāng)電源端電壓E保持不變時(shí)，被測(cè)電阻和電流值有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。即接入不同的電阻，表頭就會(huì)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(shí)，IEIg，這時(shí)指針滿偏。

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

E1Ig，這時(shí)指針在表頭的中間位置，對(duì)應(yīng)的阻值為中值

RgRWR3RX2當(dāng)Rx=∞（相當(dāng)于a、b開(kāi)路）時(shí)，I=0，即指針在表頭的機(jī)械零位。

所以歐姆表的標(biāo)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(biāo)度尺預(yù)先按已知電阻值刻度，就可以用電流表來(lái)直接測(cè)量電阻了。

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深圳大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

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一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私怆姳砀难b的原理和方法二、實(shí)驗(yàn)原理：1、將量程為Ig=1mA,內(nèi)阻為Rg的毫安表的量程擴(kuò)大為I＝10mA的電流表的原理圖及理論計(jì)算公式Rs=IgRgIIg=Rgn1n=I為電流擴(kuò)大倍數(shù)，Rg可以在微安表上找到。其次校準(zhǔn)分流Ig將標(biāo)準(zhǔn)表調(diào)到5.00mA，同時(shí)改裝表應(yīng)指向滿刻度（這時(shí)可能需要改變分流電阻），電阻Rs，記下實(shí)際分流電阻，最后校準(zhǔn)改裝表的等級(jí)；分5段逐點(diǎn)校準(zhǔn)，填入數(shù)據(jù)記錄表，“下行”指電表讀數(shù)由高到低逐點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn)，“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(kuò)大為V＝10V的電壓表的原理圖及理論計(jì)算公式先計(jì)算分壓電阻Rm：Rm=URg，IgU為改裝后電壓量程。再校準(zhǔn)分壓電阻Rm：將標(biāo)準(zhǔn)表調(diào)到10.00V，同時(shí)改裝表則調(diào)到滿刻度（可改變分壓電阻Rm），同時(shí)記下實(shí)際分壓電阻；最后按照數(shù)據(jù)記錄表校準(zhǔn)改裝表的等級(jí)。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(shí)Rw+R3+Rx=1500。：當(dāng)Rx=1500時(shí)，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(biāo)定表面刻度，從而可見(jiàn)，歐姆表的刻度是反向的：1mA處為0；0mA處為∞。以I為縱坐標(biāo)，Rx為橫坐標(biāo)作IRx圖并連成光滑曲線。三、實(shí)驗(yàn)儀器：改裝電表集成箱（電流表頭，標(biāo)準(zhǔn)電流表，標(biāo)準(zhǔn)電壓表，電阻箱，電源，單刀雙擲開(kāi)關(guān)，導(dǎo)線等四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟：1、測(cè)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(dāng)標(biāo)準(zhǔn)表的讀數(shù)為1mA且待改裝表讀數(shù)為0.5mA時(shí)，則Rg=R12、將量程為Ig=1mA,毫安表的量程擴(kuò)大為I＝10mA的連線圖及實(shí)驗(yàn)步驟計(jì)算分流電阻RS的理論值，校對(duì)量程，記錄分流電阻RS的實(shí)際值校對(duì)其他整刻度，讓改裝表的指針對(duì)準(zhǔn)相應(yīng)刻度，從標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)3、將量程為Ig=1mA毫安表的量程擴(kuò)大為V＝10V的電壓表的連線圖及實(shí)驗(yàn)步驟計(jì)算分壓電阻Rm的理論值，校對(duì)量程，記錄分流電阻Rm的實(shí)際值校對(duì)其他整刻度：讓改裝表指針對(duì)齊刻度，讀標(biāo)準(zhǔn)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(shí)驗(yàn)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(biāo)定歐姆表的刻度五、數(shù)據(jù)記錄：組號(hào)：；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(kuò)大為I＝10mA的實(shí)驗(yàn)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(shí)際分流電阻：RS校對(duì)改裝電流的數(shù)據(jù)：改裝表理論讀數(shù)/mA標(biāo)準(zhǔn)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(kuò)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(shí)際分壓電阻：Rm=9490_Ω校對(duì)改裝電壓的數(shù)據(jù)：改裝表理論讀數(shù)/V標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)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(biāo)紙或計(jì)算機(jī)畫(huà)出改裝電流表的校準(zhǔn)曲線（ΔI－I圖），并按公式確定改裝表的等級(jí)；E=0.35為0.5級(jí)2、用坐標(biāo)紙或計(jì)算機(jī)畫(huà)出ΔU－U校準(zhǔn)曲線。并按公式確定改裝表的等級(jí)；T=0.60.所以為1級(jí)3、以I為縱坐標(biāo)，Rx為橫坐標(biāo)作I-Rx圖并連成光滑曲線。七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論：基本符合原先設(shè)想，但實(shí)驗(yàn)存在偏差八：?jiǎn)柎痤}1．校準(zhǔn)電流表時(shí)，若標(biāo)準(zhǔn)表的指針滿刻度而改裝表達(dá)不到，應(yīng)怎樣調(diào)節(jié)分流電阻使兩表同時(shí)滿刻度？電壓表呢？保持其中一樣不變，然后變化剩下的兩個(gè)量，可以同時(shí)調(diào)節(jié)分流電阻和電壓大小來(lái)同時(shí)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��？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(gè)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(dāng)?shù)碾娮杓纯捎米麟妷罕�，試說(shuō)明其理由。電流表和電壓表的原理都是利用電流計(jì)來(lái)測(cè)量，用電流表來(lái)測(cè)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(jiàn)：成績(jī)?cè)u(píng)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(bào)告整體印象總分注：1、報(bào)告內(nèi)的項(xiàng)目或內(nèi)容設(shè)置，可根據(jù)實(shí)際情況加以調(diào)整和補(bǔ)充；2、教師批改學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)間應(yīng)在學(xué)生提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)間后10日內(nèi)；3、教師可根據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告整體情況酌情扣分（10分）。

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