電表的改裝與校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)報告

實(shí)驗(yàn)報告

實(shí)驗(yàn)名稱電表的改裝與校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)時間201*年11月6日姓名班級學(xué)號指導(dǎo)教師報告批改教師實(shí)驗(yàn)報告成績物理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，使被測電流大部分從分流電阻

圖1電流表改裝

流過，表頭仍保持原來允許通過的最大電流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原來的電壓量程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)電表同時測量一定的電流（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)果得到電表各個刻度的絕對誤差。選取其中最大的絕對誤差除以量程，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，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，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)Ix5.004.504.003.503.002.502.001.501.000.50標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)Is5.004.604.003.583.052.602.101.601.080.58IxIsIx00.1000.080.050.100.100.100.080.08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)行測量時，根據(jù)校正曲線對測量的數(shù)值加以修

正，以得到準(zhǔn)確的測量值。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，用改裝電表和一個標(biāo)準(zhǔn)電表同時測量一定的電流或電壓，從而得到一系列的對應(yīng)值，這一工作稱為電表的校準(zhǔn)。電表校準(zhǔn)的目的：一是要評定該表在改裝后是否仍符合原表頭準(zhǔn)確度的等級；二是要繪制校準(zhǔn)曲線，以便對改裝后的電表能準(zhǔn)確讀數(shù)。

校準(zhǔn)的結(jié)果得到電表各個刻度的絕對誤差。選取其中最大的絕對誤差，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。如標(biāo)定誤差在0.2%至0.5%之間，則該表就定為0.5級。

通過校準(zhǔn)，測量出電表各個指示值Ix和標(biāo)準(zhǔn)電表對應(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端接入被測電阻Rx后，電路中的電流為I++改裝表E

RgRWR3Rx對于給定的表頭和線路來說，Rg、RW、R3都是常量。由此可見，當(dāng)電源端電壓E保持不變時，被測電阻和電流值有一一對應(yīng)的關(guān)系。即接入不同的電阻，表頭就會有不同的偏轉(zhuǎn)讀數(shù)，Rx越大，電流I越小。短路a、b兩端，即Rx=0時，IEIg，這時指針滿偏。

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

E1Ig，這時指針在表頭的中間位置，對應(yīng)的阻值為中值

RgRWR3RX2當(dāng)Rx=∞（相當(dāng)于a、b開路）時，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，就可以用電流表來直接測量電阻了。

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四川理工學(xué)院實(shí)驗(yàn)報告

成績學(xué)號：11101030233班級：網(wǎng)絡(luò)工程一班實(shí)驗(yàn)班編號：姓名：趙鴻平

實(shí)驗(yàn)名稱：

1.改裝與校準(zhǔn)

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

1.測量微安表頭的電阻測值Rg；

2.掌握100mA的電流表頭改裝成較大電流量程的電流表與電壓表的方法；3.掌握學(xué)會校準(zhǔn)電流表與電壓表的方法；

實(shí)驗(yàn)儀器：

1.FB308型電表改裝與校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)儀器；2.隨儀器配備的專用導(dǎo)線；

實(shí)驗(yàn)原理：

1.電流表內(nèi)阻的測定：

如附件圖1所示。當(dāng)被改電流計(jì)(表頭)接在電路中時，選擇適當(dāng)?shù)碾妷篍和

RW值使表頭滿偏，記下此時標(biāo)準(zhǔn)電流表的讀數(shù)Ia；不改變電壓E和RW的值，

用電阻箱R13替代被測電流計(jì)，調(diào)節(jié)電阻箱R13的阻值使標(biāo)準(zhǔn)電流表的讀數(shù)仍為

Ia，此時電阻箱的阻值即為被測電流計(jì)的內(nèi)阻Rg

2.毫安表改裝成電流表如附件圖2所示，微安表并聯(lián)分流電阻Rp，使被測電流大部分從分流電阻流過，表頭仍保持原來允許通過的最大電流Ig。并聯(lián)分流電阻大小RIgRpgIIg3、毫安表改裝成電壓表

如附件圖3所示，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原來的電壓量程

UUgUIgRg。串聯(lián)分壓電阻大小RsRg

IgIg

數(shù)據(jù)記錄：（要求在實(shí)驗(yàn)前畫出實(shí)驗(yàn)表格）

表6.21.1電流表改裝及校準(zhǔn)數(shù)據(jù)記錄

Rg(測)=2152.2ΩRp（計(jì)）=239.1ΩRp(實(shí))=240.2Ω改裝表標(biāo)準(zhǔn)表示數(shù)Is/MaI=I-Is(mA)示數(shù)減小時增大時平均值I/mA0.20780.19830.2031-0.00300.20.40.60.81.0

,0.4082,0.6114,0.38250.58720.80110.99810.39530.59930.80851.01370.00470.0007-0.0085-0.0137,0.8160,1.0293表6.21.2電壓表改裝及校準(zhǔn)數(shù)據(jù)記錄

Rg(測)=2152.2ΩRp（計(jì)）=12848.8ΩRp(實(shí))=12850.0Ω改裝表標(biāo)準(zhǔn)表示數(shù)Va/VV=V-V/(V)示數(shù)減小時增大時平均值V/V0.3020.2880.29500.00500.30.60.91.21.50.6080.9011.2040.5820.8911.1981.4980.59500.89601.201*1.50300.00500.0040-0.0010-0.00301.5實(shí)驗(yàn)步驟：

1.測定表頭電阻；（半偏法和替代法）

2.將100ua表頭改裝成1ma的電流表的量程

1)計(jì)算分流電阻的參考值并改裝2)連接電路并校正量程3)校正個個刻點(diǎn)

4)完成電流改造與校準(zhǔn)之后，將電流調(diào)至最小3.將100ua表頭改裝成1.5v的電壓表的量程

1)計(jì)算分壓電阻的參考值并改裝

2)連接電路并校準(zhǔn)來量程，確定分壓電阻的實(shí)驗(yàn)值3)校驗(yàn)個個刻度點(diǎn)4)將實(shí)驗(yàn)儀器整理還原

于matlab7.14（notebook）中對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理

x=[0.2078,0.4082,0.6114,0.8160,1.0293];y=[0.1983,0.38250.58720.80110.9981];k=(y+x)/2

k=0.20310.39530.59930.80851.0137i=[0.20.40.60.81.0];Di=k-iDi=i-k

Di=-0.00300.00470.0007-0.0085-0.0137v1=[0.3020.6080.9011.2041.508];v2=[0.2880.5820.8911.1981.498];vp=(v1+v2)/2

vp=0.29500.59500.89601.201*1.5030v=[0.30.60.91.21.5];Dv=v-vp

Dv=0.00500.00500.0040-0.0010-0.0030%電表基本誤差與校準(zhǔn)等級Imax=max(abs(Di))Imax=0.0137

kp=sprintf("%2.2f%%",Imax*100)%準(zhǔn)確度kp=1.37%

%電表準(zhǔn)確度為：1.37%

IM=sqrt(Imax^2+1*Imax^2)IM=0.0194

K=sprintf("%2.2f%%",IM*100)%準(zhǔn)確度K=1.94%

%電流表等級為2級；vmax=max(abs(Dv))

vp=sprintf("%2.2f%%",vmax*100)vmax=0.0050vp=0.50%VM=sqrt(vmax^2+(1.5*vmax)^2)VM=0.0090

Kv=sprintf("%2.2f%%",VM*100)Kv=0.90%

%電壓表為一級holdon

y=[00000];plot(i,y,"k")

plot(i,Di,"-o");xlabel("I")ylabel("DI")title("電流校準(zhǔn)曲線")holdoff

6420-2-4-6-8-10-12-140.20.30.40.50.6I0.70.80.91DI

x10-3電流校準(zhǔn)曲線

holdon

y=[00000];plot(v,y,"k")

plot(v,Dv,"-o");xlabel("v")ylabel("DV")

title("電壓校準(zhǔn)曲線")holdoff65432DVx10-3電壓校準(zhǔn)曲線10-1-2-3-40.20.40.60.8v11.21.41.6

誤差分析：

1.2.3.

連接個儀器的導(dǎo)線接觸不良會引起實(shí)驗(yàn)的誤差；被校準(zhǔn)的的實(shí)驗(yàn)儀器摩擦產(chǎn)生的誤差；實(shí)驗(yàn)室調(diào)節(jié)指針不到位造成的誤差；

體會建議：

1.連接導(dǎo)線時要注意儀器的正負(fù)連接；2.連接好后要檢查指針的偏轉(zhuǎn)是否正確；

3.標(biāo)準(zhǔn)表的估讀數(shù)值可以要求不要十分準(zhǔn)確顯示；

附件

+°°1°2R13被改裝電流+°°°E

RW圖1

圖2電流表改裝圖3電壓表改裝

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