多量程電流表的設(shè)計(jì)與制作

1、實(shí)驗(yàn)：電流表的改裝與校準(zhǔn)多量程電流表的設(shè)計(jì)與制作電流表的改裝與校準(zhǔn)教學(xué)目的與要求:通過本次課學(xué)習(xí)，加深理解分流電阻的概念。學(xué)會校準(zhǔn)電流表設(shè)計(jì)電路改裝電表為電流表、多量程電流表。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn):本節(jié)課教學(xué)重點(diǎn)：測定表頭內(nèi)阻。本節(jié)課教學(xué)難點(diǎn)：設(shè)計(jì)電路改裝電表為電流表、多量程電流表。教學(xué)方法及師生互動設(shè)計(jì):采用教師問，學(xué)生答形式。1.如何測定表頭內(nèi)阻?2.如何改裝成電流表、多量程電流表?課堂練習(xí)、作業(yè):【討論題】1 .將100g的表頭改裝成10mA的電流表，你有什么方法？2 .將100g的表頭改裝成多量程的250g,10mA,100mAM電流表，你有什么辦法？課題多量程電流表的設(shè)計(jì)與制作【思考題】(

2、1)如何用半篇法，替代法測量表頭的內(nèi)阻R?(2)如何擴(kuò)大微安表的量程，如何校準(zhǔn)電流表？(3)根據(jù)我國國標(biāo)(GB)規(guī)定，電表分哪7個等級？測量值的絕對誤差如何計(jì)算？(4)本實(shí)驗(yàn)中的滑線變阻器在連接上和作用上有何不同？(5)校正電流表時發(fā)現(xiàn)改裝表的讀數(shù)相對于標(biāo)準(zhǔn)表的讀數(shù)偏高，試問要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)表的數(shù)值，改裝表的分流電阻應(yīng)調(diào)大還是調(diào)??？本次課教學(xué)內(nèi)容小結(jié)：1.表頭內(nèi)組的測量。2.改裝成電流表的分流電阻。3.多量程電流表的設(shè)計(jì)與改裝1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.通過本次課學(xué)習(xí)，加深理解分流電阻的概念。2.學(xué)會校準(zhǔn)電流表3.設(shè)計(jì)電路改裝電表為電流表、多量程電流表。2.實(shí)驗(yàn)儀器微安表（量程100%）二個，毫安表（量程15

3、mA）,ZX21型旋轉(zhuǎn)式電阻箱，滑線變阻器（0100Q）,直流穩(wěn)壓電源（015V）,單刀雙擲開關(guān)各一個，導(dǎo)線若干。3 .實(shí)驗(yàn)原理在實(shí)驗(yàn)工作中，我們往往要用不同量程的電流表或電壓表來測量大t1cI小懸殊的電流或電壓。例如從幾微安,B到幾十安，從幾毫伏到幾千伏。但電白表廠一般只制造若干規(guī)格的微安表圖1和毫安表（通常稱為表頭），我們可以根據(jù)實(shí)際需要，用并聯(lián)分流電阻或串聯(lián)分壓電阻的方法，把它們改裝成不同量程的電流表和電壓表。（1）擴(kuò)大微安表的量程若要擴(kuò)大微安表（或毫安表）的量程，只要在微安表兩端并聯(lián)一個低電阻 Rs,Rs,（稱為分流電阻）即可，如圖1所示。由于并聯(lián)了分流電阻 R Rs,大部分電流將從

4、R Rs流過，這樣由分流電阻 R Rs和表頭組成的整體就可以測量較大的電流了。設(shè)微安表的量程 I Ig,內(nèi)阻為 R Rg,若要把它的量程擴(kuò)大為 I I0,分流電阻 R Rs應(yīng)當(dāng)多大?當(dāng) ABAB 間的電流為 I I0時，流過微安表的電流為 I Ig（這時微安表的指針剛好指到滿刻度），流過 R Rs的電流 I Is=I I0-I Ig,由于并聯(lián)電路兩端LR電壓相等，故（I。-Ig）Rs=IgRg.Rs（1）I0-Ig通常取 I I0=10I Ig,100I Ig，故分流電阻 R Rs一般為 R Rg/9,Rg/99,iR一即：要把表頭的量程擴(kuò)大 m m 倍，分流電阻應(yīng)取R=m-1（2）表頭內(nèi)阻的

5、測量（半偏法，替代法）由（1）式知，在改裝電表前，首先應(yīng)知道表頭的內(nèi)阻 R Rg。測量微安表內(nèi)阻 R Rg的方法很多，在實(shí)驗(yàn)課上已經(jīng)使用了半偏法測電表的內(nèi)阻，這里咱們主要用代替法測量表頭的內(nèi)阻，即將被測表M M 和另一微安表 N N 串聯(lián)起來，再在兩端加一定的電壓VAC,使 N N 的讀數(shù)等于某一定值 I In（I In一般為滿度的三分之二為宜），如圖2（左圖）所示。然后保持VAC不變，用電阻箱 R R 取代 M,M,如圖2（右圖）所示，使 N N 的讀數(shù)仍為 I In,此時 R R的阻值就等于微安表 M M 的內(nèi)阻 R Rg。4 .實(shí)驗(yàn)步驟（1）測量微安表 M M 的內(nèi)阻1）按圖3接好線路，

6、圖中E為穩(wěn)壓電源，K K1即電源開關(guān)，R R1為滑線變阻器，R R2為ZX21型電阻箱，K K2是單刀雙擲開關(guān)，M M 和 N N 是兩個同型號的微安表。請教師檢查后，再進(jìn)行下面的步驟。2)滑動滑線變阻器 R Ri的滑動觸頭，將 A A 與滑動觸頭間的電阻調(diào)至最小，單刀雙擲開關(guān) K K2扳向I,打開穩(wěn)壓電源E的開關(guān) K Ki,將E的輸出電壓調(diào)到2V。然后移動 R Ri的滑動觸頭，使微安表 N N 的讀數(shù)為60.0RA。以后不能再移動 R Ri的滑動觸頭，以保持電壓不變。3)因?yàn)槲脖?M M 的內(nèi)阻約為2000Q,故先將 R R2調(diào)到2000Q,再把 K K2扳向2,仔細(xì)調(diào)節(jié) R R2,使 N

7、 N 的讀數(shù)仍為60.0RA,此時 R R2的阻值就等于微安表 M M 的內(nèi)阻，記下 M M 的內(nèi)阻 R Rg。(2)把量程為100KA的微安表改裝成量程為10mA的毫安表1)I Ig=100RA,I I=10mA,根據(jù)(1)式計(jì)算出微安表 M M 的分流電阻2)按圖4接好電路。調(diào)節(jié)電阻箱間的電壓VAC,當(dāng)微安表 M M 的讀數(shù) I IR R2的阻值等于 R Rs。這樣虛線框內(nèi)由分流電阻 R Rs和表頭組成的整體就成為量程為10mA的毫安表了。 圖中的毫安表作為標(biāo)準(zhǔn)表，用來校準(zhǔn)改裝成的毫安表。3)打開K1， 將電源E的輸出電壓仍保持為2V,調(diào)節(jié) A A、C C 之W，分別為100.0NA,90

8、.0NA,，10.0RA,0.0RA(相當(dāng)于改裝毫安表的讀數(shù)IG分別為10.0mA,9.0mA,，1.0mA,0.0mA)時，記下標(biāo)準(zhǔn)毫安表對應(yīng)的讀數(shù)IB4)以IG為橫坐標(biāo)，I=(IBIG)為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上作出IIG校準(zhǔn)曲線(應(yīng)將各點(diǎn)連成折線，而不是光滑曲線)。以后使用改裝的毫安表時，可以根據(jù)校準(zhǔn)曲線修正毫安表的讀數(shù)。校準(zhǔn)曲線可參考圖5所示。(1)(1)測量微安表 M M 的內(nèi)阻 R Rg=Q(2)把量程為100%的微安表改裝成量程為10mA的毫安表R Rs=Q1W(閨0.010.020.030.040.050.060.070.080.090.0100.0%(mA)0.01.02.03.0

9、4.05.06.07.08.09.010.01B(mA)l=1B-%(mA)(3)(3)把量程為100%的微安表改裝成量程為250肉10mA,100mA的多量程電流表表頭參數(shù)：Ig=100微安Rg=2000歐姆要求改裝為多量程電表，其中多量程電流表的量程為250微安、1mA,10mA,電路如圖6所示。250小，1mA,10mA分別比100小A擴(kuò)旭Rg串Ri%氏圖610mA1mA25口*4ABCDABCD大了2.5倍、10倍和100倍。所以根據(jù)電流表量程的擴(kuò)展原則得:RR1=-r(Rg+R2+R3)(R1+R2)=(Rg+R3)J(R1+R2+R3)=Rg解方程可以得到:R1=33.3QR2=3

10、00QR3=1000Q5.常識介紹(1)電表的等級根據(jù)我國國標(biāo)(GB)規(guī)定，電表的等級分為以下7級：0.10.20.51.01.52.55.0如果用 A A 表示電表的量程，用 K K 表示電表的等級，那么當(dāng)電表的指針指示某測量值時，該測量值的最大絕對誤差A(yù)N=AKAK%例如量程15mA,等級為1.0級的毫安表， 那么當(dāng)電表的指針指示某一測量值時，該測量值的最大絕對誤差為AN=151.0%=0.15mA(2)電表標(biāo)度盤各種符號的意義此表為根據(jù)國家規(guī)定的電氣儀表的主要技術(shù)性能在電氣儀表面板上的標(biāo)記。使用電表時，應(yīng)先認(rèn)真看清有關(guān)標(biāo)記，正確使用。如本實(shí)驗(yàn)所用的伏特表在表盤右下角標(biāo)有“m m”標(biāo)記，表示該表應(yīng)水平放置，不能豎立起來讀數(shù)。常見電氣儀表面板上的標(biāo)記名稱符號名