电表的改装与校正实验报告
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实验四 电表的改装和校准
实验目的
1
•掌握电表扩大量程的原理和方法;
2
•能够对电表进行改装和校正;
3
•理解电表准确度等级的含义。
实验仪器:
微安表,滑线变阻器,电阻箱,直流稳压电源,毫安表,伏特 表,开
关等。
实验原理:
常用的直流电流表和直流电压表都有一个共同部分,即表头 表头通
常是磁电式微安表。根据分流和分压原理,将表头并联或 串联适当阻值
的电阻,即可改装成所需量程的电流表或电压表。
一将微安表改装成电流表
微安表的量程Ig很小,在实际应用中,若测量较大的电流,
就必须扩大量程。扩大量程的方法是在微安表的两端并联一分流
电阻RS。如图1所示,这样就使大部分被测电流从分流电阻上流 过,而通
过微安表的电流不超过原来的量程。
设微安表的量程为Ig,内阻为Rg,改装后的量程为I,由图1, 根据
欧姆定律可得,
(1 -1 g )
R S =1
g Rg
设 n = I /I g,则
RS =
1 g R
g
s.
RS =
R
g
n 1
.--pas f i aoe-w..on
1-1
二将微安表改装成电压表
我们知道,微安表虽然可以测量电压,但是它的量程为IgRg, 是很低
的。在实际应用中,为了能测量较高的电压,在微安表上 串联一个附加电
阻RH,如图2所示,这样就可使大部分电压降在 串联附加电阻上,而微
安表上的电压降很小,仍不超过原来的电 压量程IgRg。
设微安表的量程为lg,内阻为Rg,欲改装电压表的量程为U, 由图
2
,根据欧姆定律可得,
Ig(Rg+ RH) = U
RH = U Rg ( 2
)
1
g
三改装表的校准
改装后的电表必须经过校准方可使用。 改装后的电流表和电压 表的
校准电路分别如图3和图4所示。
首先调好表头的机械零点,再把待校的电流表(电压表)与标 准表
接入图3 (或图4)中。然后一一校准各个刻度,同时记下待
由上式可见,要想将微安表的量程扩大原来量程的
n
倍,那么只
须在表头上并联一个分流电阻,其电阻值为
R
g
校电流表(或电压表)的示值I (或U)和标准表的示值和Is (或 Us)。
以待校表的示值I (或U)为横坐标,示值I (或U)的校 准值
I= I S-I
(或 U= Us-U)为纵坐标,作校准曲线。作校准曲 线时,相邻两点一律
用直线连接,成为一个折线图,不能连成光
滑曲线。
实验步骤:
电流表的改装和校准
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on
改
粽
<
3
图
1•将量程为50卩A的微安表改装成量程为50mA
的毫安表。根据 式
(1)计算出Rs的理论值,用电阻箱作为Rs,将电阻箱调到理 论值并与
表头并联构成改装电流表;
2. 以实验室给出的毫安表为标准表,按图 3
连接好电路,然后校 准标准
表和改装表的机械零点,再校准改装表量程。
3.
校准量程:将滑线变阻器调至输出电压为零处,经老师检查无
误后合上开关S。再将输出电压缓慢增加,使改装表正好指向满刻 度,观
察标准表是否指在满刻度 50mA 处。若不是,则调节电阻 箱的阻值,并
调节滑线变阻器,使改装表和标准表同时满刻度, 这一过程称为校准改装
表的量程。校准量程后电阻箱的读数为分 流电阻的实际值。
4.
校准刻度:校准量程后,调节滑线变阻器,使电流逐渐从大到
小,然后再从小到大地变化到满刻度,改装表每改变 10mA,记下
对应的标准表的读数,填入表中。
5.
作校准曲线:根据校准表和改装表的对应值,算出它们的修正
值l = ls-|x。在坐标纸上画出以 I为纵坐标,|x为横坐标的校准曲 线。
6.
确定电表的准确度等级:找出校正结果中最大的绝对误差(即
Imax) ,
将它除以电表量程可以得到该电表的标准误差。根据标准 误差
的大小即可标定电表的准确度等级。
仪表精度等级有 0.1, 0.2, 0.5, 1.0, 1.5, 2.5,
5.0
二 电压表的改装和校准
1. 将量程为50卩A的微安表改装成量程为5V
的电压表。根据式
(2)计算出RH的理论值,用电阻箱作为 RH,将电阻箱调到理论 值并
与表头串联,即称为改装的电压表;
2. 以实验室给出的直流电压表为标准表,按图 4
连接好电路,然 后校准
标准表和改装表的机械零点,再校准改装表量程。
3.
校准量程:将滑线变阻器调至输出电压为零处,经老师检查无 误后合
上开关S。再将输出电压缓慢增加,同时调节电阻箱的阻值, 并调节滑线
变阻器,使改装表和标准表同时满刻度。校准量程后 电阻箱的读数为分压
电阻的实际值。
4.
校准刻度:校准量程后,调节滑线变阻器,使电压逐渐从大到
小,然后再从小到大地变化到满刻度,改装表每改变 1 V,记下对
应的标准表的读数,填入表中。
5.
作校准曲线:根据校准表和改装表的对应值,算出它们的修正
值 U=Us-Ux。在坐标纸上画出以 U为纵坐标,Ux为横坐标的校
ration prol strategioejescat s, gndrotuhpe h6e3a0
lt
准曲线
实验数据处理:
R g =3610
Q
1.
将微安表改装成电流表
R S 理论=3.7 Q; R S 实际=3.6
Q
表头刻度
/uA
0 10 20 30 40 50
改装表读数
Ix/mA
0 10 20 30 40 50
标准 表
读 数
Is/mA
由大
到小
0 12 23.5 33 42.5 50
由小
到大
0 12 23 33.5 41 50
平均
值
I
s
0 12 23.25 33.25 41.75 50
I =
Is-Ix)/mA
0 2 3.25 3.25 1.75 0
最大绝对误差
Imax =3.25mA
标准误差=Imax/量程 X100 =3.25/50 100 =6.5%
电表的准确度等级为 级
--pasFi .;“,jw_.on
(这组实验数据不太好,仪表精度等级大于 5.0%,说明改装表校
的不准。)
2.
将微安表改装成电压表
RH 理论=96390_Q: RH 实际=96370_
Q
表头刻度
/uA
0 10 20 30 40 50
改装表读数
Ux/V
0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00
标准 表
读 数
Us/V
由大
到小
0 1.05 2.20 3.00 4.10 5.00
由小
到大
0 1.10 2.00 3.00 4.05 4.90
平均
值
U
s
0 1.075 2.10 3.00 4.075 4.95
U =
Us-Ux)/V
0 0.075 0.1 0 0.075 -0.05
最大绝对误差
Umax=0.1V
标准误差=Umax/量程 X100 =0.1/5 100 =2.0%
电表的准确度等级为2.5级