电表的改装与校准实验报告样本55823
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实 验 报 告
实验名称 电表的改装与校准
实验时间 2009年 月 日
第 周 第 次 学院 班 级
学 号
姓 名
指导教师 实验报告成绩
【实验目的】
1、测量表头内阻及满度电流
2、将1mA 表头改将成5mA 的电流表,学会校准电流表基本方法
3、将1mA 表头改将成1.5V 的电压表,学会校准电压表基本方法
4、设计一个R 中=1500Ω的欧姆表,要求E 在1.3~1.6V 范围内使用能调零(选做) 【实验原理】
1、 表头的主要参数(量程和内阻)的测定
测量内阻g R 的方法很多,本实验采用替代法。如图1所示。当被改电流计(表头)接在电路中时,选择适当的电压E 和W R 值使表头满偏,记下此时标准电流表的读数a I ;不改变电压E 和W R 的值,用电阻箱13R 替代被测电流计,调节电阻箱13R 的阻值使标准电流表的读数仍为a I ,此时电阻箱的阻值即为被测电流计的内阻g R 。
图1
2、 毫安表改装成电流表 微安表并联分流电阻p R ,使被测电流大部分从分流电阻流过,表头仍保持原来允许通过的最大电流g I 。
并联分流电阻大小 g
g
g p R
I I I R -= (1)
3、毫安表改装成电压表
微安表串联分压电阻s R ,使大部分电压降落在串联的分压电阻上,而微安表上的电压降仍不超过原来的电压量程g g R I 。
串联分压电阻大小 g g
g
g
s R I U
I U U R -=-=
(2)
4、毫安表改装成欧姆表(选做)
在图4中,当a 、b 端接入被测电阻x R 后,电路中的电流为 3g W x
E
I R R R R =
+++
对于给定的表头和线路,g R 、W R 、3R 都是常量,由此可见,当电源端电压E 保持不变时,被测电阻和电流一一对应。因此,只要在表头的电流刻度上侧标上相应的电阻刻度,就可以用来测量电阻了。
当0x R =时,适当调节W R 的值可使表头指针满偏,此时3
g g W E
I I R R R =
=++;
当3x g W R R R R =++时,31
2
g g W x E I I R R R R =
=+++,这时指针在表
头的中间位置,对应的阻值称为中值电阻,显然3g W R R R R =++中。 当x R =∞时,0I =,即指针在表头的机械零位。
5、电表标称误差和校正 图4欧姆表改装
使被校电表与标准电表同时测量一定的电流(电压),看其指示值与相应的标准值相符的程度。校准的结果得到电表各个刻度的绝对误差。选取其中最大的绝对误差除以量程,即得该电表的标称误差。
%100⨯=量程最大绝对误差标定误差 【实验仪器】 DH4508型电表改装实验仪1台
【实验内容】 1、表头的主要参数(g R ,g I )的测定。
将电源电压E 调低,W R 调至最大,按图1连线,调节和W (W 值适当调小)使表头满偏,记下此时标准电流表的读数,即为表头的满度电流g I = mA ,然后断开接在表头上的连线,转接到电阻箱13R 上,调节13R 使得标准电流表的读数仍为刚才记录电流值g I ,此时电阻箱13R 等于表头的内阻g R = Ω。
2、将量程为1mA 的表头(电流计)扩程为5mA 电流表 (1)根据式①计算出分流电阻的理论值R p 理= Ω。
(2)将标准电流表的量程置于20mA ,电源E 调低,电阻箱阻值调为R p 理。按图5接线,检查接线正确后,调节E
和W R ,当标准电流表显示的电流为5mA 时,微调电阻箱p R 的电阻值,使表头指到满量程,记录此时分流电阻的实际值R p 实= Ω。于是量程为5mA 的电流表就改装好了。(注意:W R 作为限流电阻,阻值不要调至最小值。) (3)用量程为20mA 的数显电流表作为标准表来校准改装的电流表。调小电源电压,使改装表每隔1mA (满量程的
1/5)逐步减小读数至零点;再调节电源电压按原间隔1mA 逐步增大改装表的读数到满量程5mA ,每次记下标准电流表相应的读数填于表2。
被改装电流计
+ –
mA
° ° + – mA
° °
°
1 2
E
°
图2电流表改装
图3电压表改装
A E
R 2R W 标准表+改装表++图5 V 标准表++改
装
表
+标
准电流
表
表
图6
(4)以改装表读数xi I 为横坐标,以xi I ∆为纵坐标,在报告上画出电流表的校正曲线。并根据两表最大误差的数值定出改装表的准确度级别。
3、将量程为1mA 的电流计改装为量程1.5V 的电压表 (1)根据②式算出扩程电阻理论值R s 理= Ω。
(2)按图6连接电路,标准电压表选择开关打在2V 挡量程,调节电阻箱的值为R S 理,(R S 理的阻值,可用电阻箱13R 进行实验),调电源E ,当标准电压表显示的电压值为1.5V ,微调电阻箱13R 的阻值,使表头满偏,记录此时扩程电阻的实际值R S 实= Ω,于是1.5V 的电压表就改装好了。
(3)用量程为2V 的数显电压表作为标准表来校准改装的电压表。调节电源电压,使改装表指针指到满量程(1.5V ),记下标准表读数。然后每隔0.3 V 逐步减小改装表读数直至零点,再按原间隔0.3 V 逐步增大到满量程,记下每次标准表相应的读数于下表;
(4)以改装表读数si U 为横坐标,以xi U ∆为纵坐标,在报告上画出电压表的校正曲线。并根据两表最大误差的数值定出改装表的准确度级别。 4、改装欧姆表及标定表面刻度(选做)
(1) 取电源电压E =1.5V ,根据表头参数g I 和g R ,计算出中值电阻的理论值R 中理= Ω
(2) 首先欧姆表的调零:按图4(a)进行连线,调节电源E =1.5V ,用导线连接a 、b (短路a 、b 两点,相当于0x R =),调W R 使表头指针满偏,此时表头指示电阻值为零。
(3)将电阻箱R 1、R 2 (此时作为被测电阻Rx)接于欧姆表的a 、b 端,调节R 1、R 2,使表头指针在的中间位置,记录中值电阻的实际值R 中实= Ω。 (4) 取电阻箱的电阻为一组特定的数值xi R =
15R 中,14R 中,13R 中,1
2
R 中,R 中,2R 中,3R 中,5R 中,4R 中读出指针相应的偏转格数di (格数从左到右读数0-50格)。利用所得读数xi R 、i d 绘制出改装欧姆表的标度盘。 【数据记录】
表3 电压表改装与校准仪器参数
表
4 电压表校正数据记录(V )
表5 欧姆表(选做) E = V ,
R 中理= Ω, R 中实= Ω。 1、填写实验数据列表。
2、分别作出电流表和电压表的校正曲线。
3、计算改装电表的标称误差
4、绘制出改装欧姆表的标度盘(选做) [思考题]
1、标称误差的意义是什么?电表的校准有什么用途?
2、在校正电流表和电压表时发现改装表与标准表读数相比各点均偏高,是什么原因?应如何调节分流电阻和分压电阻? 【注意事项】
1) 线路接好,并确保表头指针不会超过满偏后,才能接通电源;
2) 为确保表头指针不会超过满偏,可先将电源电压调小,保护电阻调大; 3) 拆除线路时,应先将电源关闭。
4) 在实验过程中,直流电压源的电压输出调至2V 档位既可。
5) 实验中所需的电阻p R ,S R 皆有此电阻箱13R 提供,由于接线柱2引起的误差过大,因此实验时只接接线柱
1和3,输出电阻值13R 的范围 0-11111.0Ω.
(注:此文为实验报告参考样本,不可直接打印充当实验报告,课前需参看此实验报告格式,手写一份实验报告,上课时把测量数据记录在手写实验报告上,课后把处理的实验数据和思考题答案写于手写实验报告,下周及时上交实验报告。)