电表的改装与校准

设计性实验 电表的改装

一、教学目标

•学会测定微安表（表头）的内阻；

•熟悉电流表、电压表的构造原理，学会改装电流表、电压表的基本方法。

•掌握校准电流表、电压表的基本方法。

二、重点与难点

•重点：测定表头的内阻；改装电流表、电压表的基本方法。

•难点：校准电流表、电压表的基本方法。

三、实验内容

•测定表头的内阻；

•改装和校准电流表；

•改装和校准电压表；

•根据上述测量内容绘制数据表；作△I-Ix校准曲线和△U-Ux校准曲线。

•初步定出改装电流表、电压表的等级。

四、教学方法

•采用讨论式、提案式教学方法

五、教学过程设计

（一）可选用的仪表

1.待改装的微安表：量程为1000μA，等级为1.0级

2.标准毫安表、标准电压表：各1个，等级为0.5级

3.电阻箱：1个，量程为99999.9Ω，等级为0.1级

4.滑线变阻器：2个 5.直流稳压电源：输出电压约为1.5V

6.单刀或双刀开关，导线若干条。

（二）内容

1．实验要求

将量程为1000μA、精度等级为1.0级的表头改装成量程为10mA的电流表和量程为1V的电压表，要求改装后电表的精度等级不低于1.5级。

2．如何测量微安表（表头）的内阻？

测定表头内阻有许多方法，本实验采用代替法测表头的内阻。

按图1所示接线。G1为待测的微安表头，标准表G2的精度等级要比表头G1高，其量程与表头G1 的量程相接近。

开关K1合上，K2打向1，调节变阻器R，使标准表G2的偏转值为n整数格（注意不能超出G1表量程）。

再把K2打向2，调节电阻箱Rn（Rn代替表头G1），使G2的偏转值仍为n格，此时Rn的示值就等于待测表头G1的内阻Rg 。

注：Rg一定要测量精确（Rg：120～180Ω），否则将会直接影响改装表的等级。

3．如何扩大微安表的量程（即改装成毫安表或安培表）？

在表头两端并联一个阻值较小的分流电阻RP（如图2），使流过表头的电流只是总电流的一部分。

1 项目六 电表改装及校准

I、项目简介

电表是常用的电学测量仪器。按用途可分为直流电流表、交流电流表、直流电压表、交

流电压表、欧姆表、万用表等，这些电表都是由微安表头配以不同的电路和元件后组装而成

的。任何一种仪器（尤其是自行组装的仪器）在使用前都应进行校准，因此校准是实验技术

中一项非常重要的技术。本项目对加强学生的设计能力、创新能力、动手能力都有一定的帮

助,培养学生查阅资料、设计简单电路、选择元器件的能力，初步掌握焊接技术，得到物化

电路图的训练。

项目目的： 1．掌握电表的基本原理和设计方法。

2．学习电表的改装和校准。

3．学会标定电表的准确度等级。

项目内容： 1．改装微安表为电流表、电压表及欧姆表。

2．学会标定电表的准确度等级。

3．改装微安表为简易万用表。

项目对象：本实验可面向理、工、农、林等各专业。

项目成果：实验小论文及测试报告的形式结题（注：论文中需包含检测所得数据等）。

PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 2II、实验讲义

一、项目任务

1、掌握电表改装的原理和方法，并将其校准。

2、了解常用电表和一些电学仪器的使用方法。

3、了解欧姆表的测量原理和刻度方法。

二、实验仪器

直流微安表表头（表头灵敏度

gI与内阻

gR需自行测

量）、直流毫安表、直流微安表、直流电压表、电阻箱、滑

线变阻器、直流稳压电源等。

三、实验原理

图1是常见的磁电式电流计的构造，它的主要部分是

放在永久磁场中的由细漆包线绕制成的可以转动的线圈﹑用来产生机械反力矩的游丝﹑指

示用的指针和永久磁铁所组成。当电流通过线圈时，载流线圈在磁场中就产生一磁力矩M

磁，

使线圈转动，由于线圈的转动就扭转与线圈转动轴连接的上下游丝，使游丝发生形变产生

机械反力矩M

机，线圈满刻度偏转过程中的磁力矩M

磁只与电流强度有关与偏转角度无关，

而游丝因形变产生机械反力矩M

机与偏转角度成正比。因此当接通电流后线圈在M

电表的改装与校准

[实验目的]

1．学会测定表头的内阻和满度电流；

2．熟悉电流表、电压表、欧姆表的构造原理，学会改装并校准电流表、电压表的基本方法。

[实验仪器]

DH4508型电表改装实验仪1台（使用说明见附录），ZX21a电阻箱（可选用）。

[实验原理]

常见的磁电式电流计主要由放在永久磁场中的由细漆包线绕制的可以转动的线圈、用来产生机械反力矩的游丝、指示用的指针和永久磁铁所组成。当电流通过线圈时，载流线圈在磁场中就产生一磁力矩磁M，使线圈转动，从而带动指针偏转。线圈偏转角度的大小与通过的电流大小成正比，所以可由指针的偏转直接指示出电流值。

1．表头的主要参数的测定

表头的主要参数：量程和内阻。量程是指针偏转满刻度时可测的最大电流值gI，也称表头的满偏电流。表头的内阻gR是偏转线圈的直流电阻。电表的内阻是电表两端的电阻。测量内阻gR的方法很多，这里介绍常用的两种方法：

（1）半偏法也称中值法

测量电路如图1-a所示，（请问：为什么这里用限流接法？）将2K断开，1K闭合，接通电路，调节WR使表头满偏，记下此时标准表的读数gI，然后接通2K，在保持标准表的读数仍为gI的情况下，调节电阻箱2R的值使表头恰好为满刻度值的一半（这时若标准表的读数不为gI，则应调节WR使标准表回复到原读数gI，并再调节电阻箱2R使表头恰好为满刻度值的一半处，如此反复），则2RRg。

（2）替代法

测量电路如1-b所示，将2K置于1处，调节WR使表头满偏（或在某一较大示值处），记下此时标准表的读数gI；将2K置于2处，调节2R使标准表的读数仍为gI，则2RRg。

替代法是一种运用很广的测量方法，具有较高的测量准确度。（请问：如何确定表头的量程？）

2．将表头改装成大量程的电流表

在表头两端并联一个阻值较小的分流电阻pR（如图2），使流过表头的电流只是总电流的一部分。

表头G和pR组成的整体就是电流表。选用不同阻值的pR能得到不同量程的电流表。

1 电表的改装与校准

电流计表头一般只能测量很小的电流和电压，若要用它来测量较大的电流和电压，就必须对其进行改装来扩大其量程。改装成电阻表或者交流电表等，都是由表头加一些元件组合而成的。各种多量程表（包括多用途的万用表）就是用这种办法制作的。

[实验目的］

1.掌握扩大电表量程的原理和方法。

2.学会用实验方法测定电流计表头的内阻。

3.学会对改装表进行校正和测绘校正曲线，并能理解电表准确度等级的含义。

[实验仪器］

微安表头，电阻箱，滑线变阻器，稳压电源（或电池），标准电压表，标准电流表等。

[实验原理]

电流计表头，也叫微安表，它的工作原理在前面《电磁学实验》中已讲过，请参看《磁电式电表原理》一段的讲述。它有两个重要的参数，一个是量程Ig，一般为几十微安到几百微安，是指针偏满度的最大测量电流值；另一个是内阻Rg，它是U形磁铁的极掌的圆洞形磁场中可转动线圈的电阻阻值，该阻值大小一般为几百欧到几千欧，该线圈的转轴上装有表针，可指示转角大小。所以μA表只能测很小的电流和电压，要想测较大的电流、电压、电阻或者其它量，就必须加一些元件进行改装、校准和刻度，而变成一个新量程和新功能的电表。为了说明它的精确度，还要进行测量和计算，按国家颁布布的七个等级标准确认新改装表的等级。

1.电流表的扩大量程

如欲用μA表测量超过其量程的电流表，就必须扩大其量程。扩大量程的方法是在电表两端并联一个分流电阻Rs，如图7-1所示，图中虚线框内的μA表和Rs组成了一个新的电流表，设新表量程为I，则当流入电流为I时，由于流入原μA表的最大电流只能为Ig，所以I－Ig的电流必须从分流电阻Rs上流过。由欧姆定律知

IgRg = (I－Ig)Rs

式中，Rg是μA表的内阻，分流电阻gggsRIIIR，令nIIg称为量程的扩大倍数，则分流电阻为

gsRnR11 （7—1）