南昌大學(xué)_電表改裝

1、南昌大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告 課程名稱： 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)名稱： 電表改裝 學(xué)院： xx學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： xxxxxxxxx 學(xué)生姓名： XXX 學(xué)號(hào)： xxxxxxxxx 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)： 513 座位號(hào)： xx號(hào) 實(shí)驗(yàn)時(shí)間： 第x周 星期二 下午4點(diǎn)開始 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?. 測量微安表頭的電阻測值；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(huì)校準(zhǔn)電流表與電壓表的方法二、實(shí)驗(yàn)原理： 常用的直流電流表和直流電壓表都有一個(gè)共同部分，即表頭。表頭通常是磁電式微安表。根據(jù)分流和分壓原理，將表頭并聯(lián)或串聯(lián)適當(dāng)阻值的電阻，即可改裝成所需量程的電流表或電壓表。一 、將微安表改

2、裝成電流表微安表的量程I很小，在實(shí)際應(yīng)用中，若測量較大的電流，就必須擴(kuò)大量程。擴(kuò)大量程的方法是在微安表的兩端并聯(lián)一分流電阻R。如圖1 所示，這樣就使大部分被測電流從分流電阻上流過，而通過微安表的電流不超過原來的量程。設(shè)微安表的量程為I，內(nèi)阻為R，改裝后的量程為I，由圖1，根據(jù)歐姆定律可得， （I - I）R= IR R=設(shè)n = I /I, 則 R= (1) 圖1 圖2 由上式可見，要想將微安表的量程擴(kuò)大原來量程的n倍，那么只須在表頭上并聯(lián)一個(gè)分流電阻，其電阻值為R= 。二 將微安表改裝成電壓表我們知道，微安表雖然可以測量電壓，但是它的量程為IR，是很低的。在實(shí)際應(yīng)用中，為了能測量較高的電壓，

3、在微安表上串聯(lián)一個(gè)附加電阻R，如圖2所示，這樣就可使大部分電壓降在串聯(lián)附加電阻上，而微安表上的電壓降很小，仍不超過原來的電壓量程IR。設(shè)微安表的量程為I，內(nèi)阻為R，欲改裝電壓表的量程為U，由圖2，根據(jù)歐姆定律可得，I(R+ R)=U R = R （2） 三 改裝表的校準(zhǔn)改裝后的電表必須經(jīng)過校準(zhǔn)方可使用。改裝后的電流表和電壓表的校準(zhǔn)電路分別如圖3和圖4所示。首先調(diào)好表頭的機(jī)械零點(diǎn)，再把待校的電流表（電壓表）與標(biāo)準(zhǔn)表接入圖3（或圖4）中。然后一一校準(zhǔn)各個(gè)刻度，同時(shí)記下待校電流表（或電壓表）的示值I（或U）和標(biāo)準(zhǔn)表的示值和I（或U）。以待校表的示值I（或U）為橫坐標(biāo)，示值I（或U）的校準(zhǔn)值I= I-

4、I（或U= U-U）為縱坐標(biāo)，作校準(zhǔn)曲線。作校準(zhǔn)曲線時(shí)，相鄰兩點(diǎn)一律用直線連接，成為一個(gè)折線圖，不能連成光滑曲線。 圖3 圖43、 實(shí)驗(yàn)儀器：微安表、滑線變阻器、電阻箱、直流穩(wěn)壓電源、歐姆表、開關(guān)等。4、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟：一 電流表的改裝和校準(zhǔn)1. 將量程為100的微安表改裝成量程為10mA的毫安表。根據(jù)式（1）計(jì)算出的理論值，用電阻箱作為，將電阻箱調(diào)到理論值并與表頭并聯(lián)構(gòu)成改裝電流表；2. 以實(shí)驗(yàn)室給出的毫安表為標(biāo)準(zhǔn)表，按圖3連接好電路，然后校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)表和改裝表的機(jī)械零點(diǎn)，再校準(zhǔn)改裝表量程。3. 校準(zhǔn)量程：將滑線變阻器調(diào)至輸出電壓為零處，經(jīng)檢查無誤后合上開關(guān)S。再將輸出電壓緩慢增加，使改裝表正

5、好指向滿刻度，觀察標(biāo)準(zhǔn)表是否指在滿刻度100處。若不是，則調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，并調(diào)節(jié)滑線變阻器，使改裝表和標(biāo)準(zhǔn)表同時(shí)滿刻度，這一過程稱為校準(zhǔn)改裝表的量程。校準(zhǔn)量程后電阻箱的讀數(shù)為分流電阻的實(shí)際值。4. 校準(zhǔn)刻度：校準(zhǔn)量程后，調(diào)節(jié)滑線變阻器，使電流逐漸從大到小，然后再從小到大地變化到滿刻度，改裝表每改變0.40.8mA，記下對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)表的讀數(shù)，填入表中。5. 作校準(zhǔn)曲線：根據(jù)校準(zhǔn)表和改裝表的對應(yīng)值，算出它們的修正值I=Is-Ix。在坐標(biāo)紙上畫出以I為縱坐標(biāo)，Ix為橫坐標(biāo)的校準(zhǔn)曲線。6. 確定電表的準(zhǔn)確度等級(jí)：找出校正結(jié)果中最大的絕對誤差（即Imax）,將它除以電表量程可以得到該電表的標(biāo)準(zhǔn)誤差。根據(jù)

6、標(biāo)準(zhǔn)誤差的大小即可標(biāo)定電表的準(zhǔn)確度等級(jí)。儀表精度等級(jí)有0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，5.0二 電壓表的改裝和校準(zhǔn)1. 將量程為100的微安表改裝成量程為5V的電壓表。根據(jù)式（2）計(jì)算出的理論值，用電阻箱作為，將電阻箱調(diào)到理論值并與表頭串聯(lián)，即稱為改裝的電壓表；2. 以實(shí)驗(yàn)室給出的直流電壓表為標(biāo)準(zhǔn)表，按圖4連接好電路，然后校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)表和改裝表的機(jī)械零點(diǎn)，再校準(zhǔn)改裝表量程。3. 校準(zhǔn)量程：將滑線變阻器調(diào)至輸出電壓為零處，經(jīng)老師檢查無誤后合上開關(guān)S。再將輸出電壓緩慢增加，同時(shí)調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，并調(diào)節(jié)滑線變阻器，使改裝表和標(biāo)準(zhǔn)表同時(shí)滿刻度。校準(zhǔn)量程后電阻箱的讀數(shù)為分壓電阻的實(shí)際值。4.

7、 校準(zhǔn)刻度：校準(zhǔn)量程后，調(diào)節(jié)滑線變阻器，使電壓逐漸從大到小，然后再從小到大地變化到滿刻度，改裝表每改變0.20.6 V，記下對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)表的讀數(shù)，填入表中。5. 作校準(zhǔn)曲線：根據(jù)校準(zhǔn)表和改裝表的對應(yīng)值，算出它們的修正值U=Us-Ux。在坐標(biāo)紙上畫出以U為縱坐標(biāo)，Ux為橫坐標(biāo)的校準(zhǔn)曲線。5、 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與處理： 1.實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù) 用萬用表測得表頭內(nèi)阻1.307k 測得表頭滿偏電流99.6A 電流表改裝的目標(biāo)量程10mA 算得13.1512345678910(mA)021.019.016.014.010.08.06.04.02.0(mA)24.9521.0419.1415.7313.9310.268.

8、066.084.072.05(mA)0.05-0.04-0.140.270.07-0.26-0.06-0.08-0.07-0.05 電壓表改裝的目標(biāo)量程5V 算得48192.8 12345678910(V)5.04.44.03.63.02.42.01.61.00.4(V)5.024.374.013.632.992.441.981.620.980.39(V)-0.020.03-0.01-0.030.01-0.040.02-0.020.020.01 2.改裝電流表和電壓表的校準(zhǔn)曲線 6、 誤差分析： 產(chǎn)生誤差的主要原因：  1. 電阻箱阻值誤差，特別是1.2阻值較小較小的阻值誤差就會(huì)產(chǎn)生

9、電流表的誤差。電表本身的系統(tǒng)誤差。     2. 讀數(shù)誤差（估讀）。七、思考題：1標(biāo)稱電表滿刻度時(shí)，改裝的電表未滿刻度或超過滿刻度，這兩種情況倍增電阻是大還是小？ 對于改裝的電流表，未滿刻度時(shí)，倍增電阻小，因其分流大。                   超過滿刻度，倍增電阻大，因其分流小。 對于改裝的電壓表，未滿刻度時(shí)，倍增電阻大，因其分壓大。                   超過滿刻度，倍增電阻小，因其分壓小。 2 校正后的電表使用時(shí)，它的測量誤差是否可以比標(biāo)準(zhǔn)的誤差小些？試取任意刻度值加以比較。 本實(shí)驗(yàn)不可以，因校正后的改裝表的精度5.0（或0.7）低于標(biāo)準(zhǔn)表（