电表的改装与校准

电表的改装与校准主讲人张彦纯基础物理实验教学中心2009.9一、实验简介二、实验目的三、实验仪器四、实验原理五、实验内容及步骤六、注意事项目录用于改装的电流计通常称为表头，一般只能测μA级电流和mV级电压。若用其测量较大电流和电压，就必须进行改装来扩大量程。磁电式系列多量程表都是经过改装的。电表的改装在实验中应用非常广泛。本实验改装的是5mA的电流表。实验简介1.掌握替代法测量电流表头内阻的方法。2.学会将毫安表改装成量程较大的电流表和电压表。实验目的量程为5mA的磁电式电流表、标准电流表(200μA，2mA，20mA)、标准电压表（200mV，2V，20V，200V）。滑线变阻器、电阻箱、稳压电源、开关（单刀单掷和双掷）和导线等。实验仪器使表针偏转到满刻度所需的电流Ig称为表头（电流）的量程，Ig越小表头的灵敏度越高。表头内线圈的电阻Rg一般很小，欲用表头测量超过其量程的电流，就必须扩大它的量程。实验原理1.电流表扩大量程实验原理扩大量程的方法是在表头上并联一个分流电阻Rs，如下图所示。图中虚线框内由表头和分流电阻Rs组成的整体就是改装后的电流表。设改装后的电流表量程为I，则有实验原理gggsggsgIIRIRRIRII--若I=nIg，则有Rs=Rg/(n-1)。当表头的量程Ig和Rg确定后，根据所需扩大量程的倍数n，就可以计算出所需并联的分流电阻Rs。毫安表的电压量程为IgRg，虽可直接测量电压，但量程很小。为测量较高电压，须扩大它的电压量程。方法是在表头上串联一个分压电阻RH。实验原理2.毫安表改装伏特表要将量程为Ig的表头改装成量程为V的电压表，需在表头上串联一个阻值为RH的分压电阻。同一表头，串联不同的分压电阻可得到不同量程的电压表。实验原理ggHggRIVRVRRIH-设表头的量程为Ig，内阻为Rg，欲改成的电压量程为V，则实验内容及步骤1.测量表头内阻（替代法）测量时先合上S1，再将S2扳向“1”端，调节R1和R2使标准表A示值为一整数值I0(如2mA)；然后保持VBC（C端）和R2不变，将S2扳向“2”端（以R3代替Rg）。这时调节R3，使标准电流表mA示值仍为I0(2mA)。这时表头示值正好等于电阻箱R3的读数，实验按下表格要求测量3次。测量表头内阻数据表I/mARg/ΩRg/Ω实验内容及步骤2.将5mA的表头改装成量程为10mA的电流表实验内容及步骤a)根据测出的表头内组Rg，求出分流电阻Rs（计算值）。将电阻箱调到Rs后，图中的虚线框即为改装后的10mA电流表。b)校正电流表量程：先调好表头零点（机械零点），然后调节R1和R2使标准表A示值为10mA。这时改装表示值为满刻度值。若有偏离，可反复调节R1、R2和Rs，直到标准表和改装表均满刻度为止，这时改装表量程就符合要求。此时Rs值才是实验值。实验内容及步骤c)校正改装表：保持Rs不变，调节R1、R2使改装表示值IX按表要求由10.00mA，8.00mA，…直到4.00mA，2.00mA变化，即表头示值由5mA，4mA,…直减到1mA，记下标准表A的相应示值IS。d)以改装表示值IX为横坐标，以修正值△IX=Is-IX为纵坐标，相邻两点间用直线连接，画出折线状的校正曲线△IX~IX。实验内容及步骤△IX/mA电流表校正曲线0.100.050-0.05-0.102.004.006.008.0010.00IX/mA实验内容及步骤电流表校正数据表格单位mA分流电阻RS:计算值Ω实验值ΩIXIS△IX=IS-IX实验内容及步骤2.将5mA的电流表改装成量程为10V的电压表（选作）实验内容及步骤1.为防止表头过载，使用电源电压不宜过高，本实验1V左右。2.用滑动变阻器分压，两个底脚接线柱接电源。滑动端和一个底脚接线与电路连接。绝对不可把滑动端接到电源上。3.用电阻箱调节电阻时要注意使阻值均匀变化。注意事项