電表的改裝與校正標(biāo)準(zhǔn)報(bào)告

1、電表的改裝與校正實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握數(shù)字萬(wàn)用電表的使用方法；2. 掌握運(yùn)用串并聯(lián)電路的歐姆定律將電表進(jìn)行改裝的原理和方法；3. 學(xué)會(huì)用比較法對(duì)電表進(jìn)行校正，并能夠進(jìn)行級(jí)別判斷。實(shí)驗(yàn)原理1. 將表頭改裝成多量程電流表：如圖 1 所示，在表頭的兩端并聯(lián)小電阻Rp 后串聯(lián)接入電路，根據(jù)串并聯(lián)電路I RRP的規(guī)律，有 U R U g，即I gRg (I I g)Rp圖1可推得RgRPIg(RgRP1)Ig由上式可見：如果 Rp 足夠小，則圖1 中虛線框整個(gè)部分可作為電流表來(lái)測(cè)量大電流。根據(jù)表頭的滿度電流 Ig 和內(nèi)阻 Rg ，按擴(kuò)大電流量程的倍數(shù)來(lái)選用合適的小電阻與表頭并聯(lián)，現(xiàn)將表頭改裝成 In nIg

2、 ， Im mI g的兩量程電流表， n、 m為擴(kuò)大倍數(shù)，且 n m。如圖 2 所示，據(jù)串并聯(lián)電路的歐姆定律，有：(1)開關(guān) K扳向 I n 時(shí)，與表頭并聯(lián)的總電阻為1Rp R1 R2Rgn1(2)開關(guān) K扳向 I m時(shí)， R2 成為表頭內(nèi)阻的一部分，則與表頭并聯(lián)的分流電阻為1R1(Rg R2 )m1由兩式可得n ， m n R1 Rg ， R2 Rg1 m(n 1) g 2 m(n 1) g2. 將表頭改裝成多量程電壓表如圖 3所示，若與表頭串聯(lián)大電阻 RS 后并聯(lián)接入電路， 根據(jù)串并聯(lián)電路的規(guī) 律，有 U Ig (Rg Rs)。由上式可見，對(duì)于同一表頭 Rg和 Ig，電阻 Rs越大，兩端承

3、受的電壓越大，于是可將此表盤重新標(biāo)定并作為一個(gè)電壓表使用。根據(jù)表頭的滿度電流 I g和內(nèi)阻 Rg ，按照電壓量程倍數(shù)將表頭改裝成量程為 Un I gRn，Um I g Rm的兩量程電壓表，如圖 4所示，有：將雙擲開關(guān)扳向 U m 時(shí)，可得：RsRgIgS0圖 兩個(gè)量程的電壓表上式表明，電壓表內(nèi)阻與相應(yīng)的量程之比等于表頭滿度電流的倒數(shù)，即常數(shù)S0（ / ），此常數(shù)稱為電壓靈敏度。若知道了 S0 和量程，就可以根據(jù)“內(nèi)阻量程S0”來(lái)計(jì)算電表各量程對(duì)應(yīng)的內(nèi)阻了。則有對(duì)改裝量程為U m 的電表，其內(nèi)阻為RsRg r1r2RgU m S0對(duì)改裝量程為Un 的電表，其內(nèi)阻為 r1RgU nS0由上兩式可得

4、r1U nS0 Rg；r2 (U mU n )S0校正電流表的電路圖圖5圖 6 校正電壓表的電路圖 改裝表需經(jīng)校正后才能使用，所謂校正，就是將被校電表與標(biāo)準(zhǔn)電表同時(shí)測(cè)量一定的電流 看其指示值與標(biāo)準(zhǔn)表上的值相符合的程度。實(shí)驗(yàn)電路如圖 5 和圖 6。將被校表的滿刻度分成 n 個(gè)等間隔的刻度值進(jìn)行校正，設(shè)被校表的指示值為 I ， 便可獲得一組相應(yīng)的數(shù)據(jù) I i 和 I 0i （ i 1, 2, n ） 。對(duì)每一個(gè)被校點(diǎn)，都可算出偏差 求出個(gè) I i 中絕對(duì)值最大的 I imax ，便可求得被校表的精度 再根據(jù) E 的大小，按“就鄰近大檔”的原則確定被校表的準(zhǔn)確度等級(jí) 實(shí)驗(yàn)儀器 表頭（ 100A），毫

5、安表，電壓表，直流穩(wěn)壓電源，電阻箱（2 個(gè)） ，滑線變阻器，雙擲開關(guān)，導(dǎo)線若干操作要點(diǎn)或電壓）標(biāo)準(zhǔn)表的讀數(shù)為 I 0 ，IiI0iI i ，S。3. 用比較法校正電表并確定改裝表的級(jí)別：1用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)得表頭內(nèi)阻Rg 。2將 Ig 100A的表頭改裝成 In 1mA ，Im 5mA 兩個(gè)量程的電流表算出并聯(lián)電阻 R1 、 R2 的值；按實(shí)驗(yàn)線路圖接好電路，分別對(duì)I n檔和 I m檔進(jìn)行校正，記錄數(shù)據(jù)。 n檔量程校正： K先接 n檔，使改裝表滿偏，讀出標(biāo)準(zhǔn)表對(duì)應(yīng)值，得出改裝表滿刻度修正值II 0I 。 m檔量程的校正和準(zhǔn)確度等級(jí)的確定：根據(jù)改裝表上的刻線，每隔15 滿刻度等間隔地使電流先“由小到

6、大”再“由大到小” ，讀取改裝表各點(diǎn)的指示值 i 及標(biāo)準(zhǔn)表兩次對(duì)應(yīng)值 0i ，算出各組對(duì)應(yīng)的平 均值 I0i ( i 1,2 5) ，定出改裝表該檔的級(jí)別，并作出校正曲線。3將表頭改裝為 U n 1V ，U m 5V 的兩量程電壓表：計(jì)算串聯(lián)電阻阻值 r1 和 r2按實(shí)驗(yàn)圖連接好校準(zhǔn)電路，分別對(duì) Un 1V ，Um 5V 兩個(gè)量程進(jìn)行校正，記錄數(shù)據(jù)。同電流表校正相同， 首先測(cè)量 Un 檔的滿刻度偏差， 然后對(duì) Um檔進(jìn)行校正并確定該檔級(jí)別， 并作出校正曲 線。 預(yù)習(xí)思考題的電阻；如果改1表頭量程 I g很小(內(nèi)阻為 Rg)，如果改裝電流表量程擴(kuò)大n倍，應(yīng) 聯(lián)的電阻。裝成量程為 Un 的電壓表，

7、應(yīng) 聯(lián)答：并；n11Rg；串； UIgn Rgg2校正電流、 接，從 和 _答：分壓；電源；一固定端；滑動(dòng)端；保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)電流表和表頭 3對(duì)一個(gè)量程為 5A 的電流表各刻度進(jìn)行校正時(shí)， 發(fā)現(xiàn)最大偏差為 A，則該表的準(zhǔn)確度等級(jí)是 答： E 0.08 100% 1.6% ，所以等級(jí) S5 數(shù)據(jù)處理電壓表電路中，滑線變阻器Rb采取 接法，其線路特點(diǎn)是兩固定端直接與接負(fù)載。其中，校正電流表電路中， 1K電阻的作用是 _。2.5級(jí)相連1用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)得表頭內(nèi)阻Rg 2.86K 。2電流表的校正根據(jù)式算出并聯(lián)電阻 R1、 R2的值:nR1 m(n 1) Rg 50(1010 28601)63.6 ，R2mnm

8、(n1)R50 10 2860 254.250(10 1)分別對(duì) In檔和 I m檔進(jìn)行校正：a、 I n 1mA檔量程的校正：I 20.1 0.05 1.005( mA ) ；I01(mA)I00.005(mA )則此檔電流表精度為 E II100%0.005 100% 0.5%1判定級(jí)別 S=級(jí)5mA 檔量程的校正：d 、判斷 I m 5mA 檔 精度級(jí)別：I (mA)測(cè)量數(shù)據(jù)如下表所示由小大由大小c、作出校正曲線（ I m 5mA 檔）S=級(jí)103 7.14(K )， r2 (U m Un) S0 40(K )U 0 1(V) U U 0 U (V)則可判定等級(jí) S=級(jí)E 量程 100%

9、 5 100% 0.95%則Im 5mA 檔改裝電流表級(jí)別為3電壓表的校正計(jì)算串聯(lián)電阻阻值 r1 和 r2 ：r1 U nS0 Rg 104 2.86分別對(duì) U n和U m檔進(jìn)行校正a、Un 1V 檔量程的校正：U 24.7 0.04 0.988（V） ；U 0.012E 100% 1.2%U n1b、Um 5V 檔量程的校正： （數(shù)據(jù)表格如下）由小大由大小d、對(duì)Um5V 檔進(jìn)行級(jí)別判定：maxUm100%0.0625 100% 1.24%則Um5V 檔改裝電壓表級(jí)別為 S=級(jí)U (V)c、作出 U m 5V 檔的校正曲線誤差分析及討論1. 改裝表、標(biāo)準(zhǔn)電流表和電壓表、標(biāo)準(zhǔn)電阻箱及萬(wàn)用表示數(shù)不

10、準(zhǔn)所帶來(lái)的系統(tǒng)誤差。2. 測(cè)量時(shí)，由于個(gè)人因素所帶來(lái)的隨機(jī)誤差。課后思考題1若校準(zhǔn)電流表處理數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)被校表讀數(shù)總是大于標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)，其原因何在校準(zhǔn)電壓表出現(xiàn)此情 況呢答：校準(zhǔn)電流表時(shí)，與式子 Rg (n 1)Rp 相比較可知：選定的 R p的值偏大， Rp 值偏大的原因由 Rg (n 1)Rp 可知在 于 Rg 的測(cè)量值偏大了。校準(zhǔn)電壓表時(shí)，I (Rg Rs)IIgI g (Rg Rs ) 與式子 U I g (Rg Rs) 比較可知：選定的 Rs 的值偏小，Rs值偏小的原因由RsUmIgRg 可知還是在于 Rg 的測(cè)量值偏大。2現(xiàn)有量程分別為 5、 20、100、200 的標(biāo)準(zhǔn)毫安表，要對(duì) 5mA的改裝表進(jìn)行校正，應(yīng)選哪個(gè)（檔）毫安 表；如果校正改裝表滿該度時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)表指針超過(guò)最大刻度，該怎樣處理。答：標(biāo)準(zhǔn)表選用 5mA檔；選用 20mA檔或調(diào)節(jié)滑線變阻器使標(biāo)準(zhǔn)表指針向左偏轉(zhuǎn)。3若用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)得某電阻時(shí)屏上顯示“002”，請(qǐng)問(wèn)應(yīng)怎樣才能得到較準(zhǔn)確的阻值。答：將萬(wàn)用表電阻檔調(diào)至較小量程再進(jìn)行測(cè)量。4設(shè)計(jì)電路圖將表頭改裝成兩個(gè)量程的電流表和兩個(gè)量程的電壓表。要求只用一個(gè)表頭和一個(gè)多檔轉(zhuǎn)換 開關(guān)，并計(jì)算所需串并聯(lián)電阻的阻