实验七电表的改装与校准
目的
1、了解电表改装的基本原理和方法并学会校准电表的刻度；
2、了解电表内阻对测量的影响,掌握电表级别的定义；
3、掌握毫安计、伏特计和欧姆计的改装、校准和使用；
仪器和器材
TDKG-2型电表改装与校准实验仪
[主要仪器介绍]
1、TDKG-2实验仪我们这里主要介绍该实验仪各旋钮的作用，以及使用方法。它的面板如图7-1所示。
①
②
⑧
⑦
③
⑥
⑤
④
图7-1 TKDG-2型电表改装与校准实验面板图
①数字标准电压表②被改装电流计③可调直流稳压电源（0-2V）
④输出电压调节旋钮⑤可调电阻箱（0—999.9Ω/w）
⑥可调电阻及旋钮⑦固定电阻⑧数字校准电流表
实验原理
电表在电测量中得到广泛的应用，因此如何了解电表和使用电表就显得十分重要。磁电式电流计的表头的满度电流很小，一般只适用于测量毫安级以下的电流，用来测量电压，也只能在零点几伏以下。
电流计允许通过的最大电流称为电流计的量程，用I g表示，电流计的线圈有一定内阻，用R g表示，I g与R g是两个表示电流计特性的重要参数。若要测量较大的电流、电压、就需要扩大量程和改装电表做到多量程、多用途以适应需要。
1、电压表的改装
电流计改装成大量程的电压表，只要在表头上串联一分压电阻即可，如图
7-2所示。
图7-2 电压表改装图
设扩展的电压量程为U ，则R u 的阻值应为：
()g g u U I R R =+
u g g
U
R R I =
-
（7-1） 式中U/I g 表示扩程后的电压表的内阻。1/I g 则表示每伏电压量程应具有的内阻，称为“每伏欧姆数”，单位“Ω/V ）”，常标在电压表的表盘上。这是电压表的一个重要参数，知道这个参数，就可以计算各量程的内阻。易知，I g 越小，扩程后的电压表每伏欧姆数就越大，用来测电压时，对待测电阻的分流影响就越小。
制作多量程的电压表,可串接不同的降压电阻,联接的方式有两种，如图7-3(a)(b)所示。扩程后的电压表需要用标准表进行校准。所谓标准表是比扩程表
准确度高的电表。校准是利用上述两种表同时测量同一电压时的指示值进行比较(称“对比”
),然后求出标准表的指示值U 0和扩程表的指示值X U 的每一组差值U ∆,并以X U 为横座标, U ∆为纵座标,作出U ∆-X U 校正曲线。该曲线是各点逐次连接的折线
,以后在使用扩程表时,可用校正曲线修正它的读数,得到较为准确的结果。
图7-3 多量程电压表的改装线路图
2、电流表的改装
电流计改装成大量程的电直流电流表，只要在表头上并联一分流电阻即可，如图7-4所示。
图7-4 电流表改装图
设扩展的电流表量程为I ，则分流电阻i R 的阻值为： ()g g g i I R I I R =-
(
)g i g g
I R R I I =- (7-2)
制作多量程的电流表，可并联不同的R i 值。并联的方式原理上有两种，一种是开路转换，如图7-5(a)所示。此种转换虽然压降小，但其带电转换或转换开关K 接触不良时，易烧表头，一般不采用。另一种是闭路转换，如图7-5(b)所示。
图7-5 多量程电流表改装电路图
改装电流表的校准，亦采用与标准电流表“对比”方法，校正曲线作法亦同于电压表校准。
3、组装欧姆表
串联型欧姆表的电路原理如图7-6所示。若电压表量程E ，忽
图7-6
欧姆表原理图 略电源的内阻r ，电压表的示值为：
1/X g
E
U R R =
+ （7-3）
式中E 、R g 为常数，U 和R X 为一一对应关系。
将电压表的刻度值标定成相应的电阻的R X 值，电压表就成了欧姆表。由
（7-3）式可知，U 和R X 为非线性关系，这说明欧姆表的刻度是非均匀的。当R X =0时，U=E ，则0Ω标在刻度尺的右端满度点；R X =∞Ω时，U=0，∞Ω标在刻度尺在左端；R X =R g 时，U=E/2，表针正好指在刻度尺的中点，我们把电压表的内阻R g 称为欧姆表的“中值电阻”，这是欧姆表的一个重要参数。
从原理上讲，上述欧姆表制成后，就可以测量从0Ω到∞Ω之间的任何阻值，但还必须考虑如下两点：
（1）在欧姆中心附近的R X 值，读取的有效数字位数较多，测量相对准确，而远离欧姆中心的R X 值读取的有效数字位数少，从而测量不够准确。为扩展欧姆表的有效测量范围，可将欧姆表做成如图（7-7）所示的多挡形式。各挡的欧姆中心值分别为最低挡欧姆中心值R g1的X1、X10、X100、X1000等倍数。(7-3)式可以看出。当R g 和Rx 同时扩大10”倍时，由于分压比不变，表针指的位置也不变。于是得到欧姆表的读表规则为：
图7-7 多量程欧姆表电路图
被测电阻值=表盘读数×所用挡的扩展倍数10n (n ＝0，1，2，3，4) 测量电阻时，按1／5(2)欧姆表应设调零装置
上述谈及欧姆表原理时，视电池电动势正为常数。其实这是不可能的。在使用过程中，E 会逐渐降低，更何况—节新电池的电动势也不一定是准确的1.5V ，所以当R X =0时，表针并不指在0刻度，从而造成测量误差。为减小这种误差，欧姆表设立了调零装置。即图（7-6）中的电阻R 改用—固定电阻'R 和一可调电阻
''R 串联代替。当选好挡位测电阻时，应先将两测量表笔短接(即R X ＝0)，
调节调零电位器
''R 使表针指欧姆零点，而后再接上R X 进行测量。 由于调零时
''R 的变化以及电池内阻的忽略等原因，会或多或少地改变
了欧姆中心值，故使得这种欧姆表难做得十分精确。不过在要求测量精度不高的场合，却方便实用，仍不失为实验室常用的仪表之一。
殴姆表的校准可用电阻箱作为标准电阻。先将两测量端a 和b ，短接(R X =0)，调节只
''R 使表头满偏。然后将电阻箱接人
a 、
b 两端，比较电阻箱
