实验十 电表的扩程与校准

电表的改装与校准实验报告一、实验目的。

本实验旨在通过对电表的改装和校准实验，了解电表的工作原理，掌握电表的改装和校准方法，提高实验者的实际动手能力和实验操作技能。

二、实验仪器和设备。

1. 电表。

2. 电源。

3. 多用表。

4. 电阻箱。

5. 电流源。

6. 电压源。

7. 变压器。

8. 示波器。

9. 电阻、电容、电感等元件。

三、实验原理。

电表是一种用来测量电流、电压和功率的仪器。

其基本工作原理是利用电流产生的磁场力和电压产生的电场力来测量电流和电压的大小。

改装电表主要是对电表的内部电路进行调整和优化，以提高其测量精度和稳定性。

校准电表则是通过对电表进行标准电流、电压和功率的输入，对电表的测量结果进行校准和修正，以确保其测量结果的准确性和可靠性。

四、实验步骤。

1. 拆卸电表外壳，观察电表内部结构和电路连接。

2. 根据电表的工作原理，对电表的内部电路进行改装，优化电路连接和元件选用。

3. 连接电源、多用表、电阻箱、电流源、电压源等设备，对改装后的电表进行校准实验。

4. 调节电流源和电压源的输出，对电表进行标准电流、电压和功率的输入，记录电表的测量结果。

5. 根据实验数据，对电表的测量结果进行分析和校准，修正电表的测量误差。

6. 对校准后的电表进行再次测量，验证校准效果。

五、实验结果与分析。

经过改装和校准实验，我们成功地提高了电表的测量精度和稳定性。

改装后的电表在测量标准电流、电压和功率时，测量结果与标准值的偏差较小，测量误差得到了有效的修正。

校准后的电表具有更高的测量准确性和可靠性，可以满足实际工程中对电流、电压和功率测量的要求。

六、实验总结。

通过本次实验，我们深入了解了电表的工作原理，掌握了电表的改装和校准方法。

在实验中，我们通过动手操作和实际测量，提高了实验者的实际动手能力和实验操作技能。

同时，我们也意识到了电表在实际应用中的重要性，以及对电表测量结果准确性和可靠性的要求。

在今后的工作和学习中，我们将进一步加强对电表相关知识的学习和掌握，不断提高自己的实验能力和实际操作技能。

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I g ，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R g ，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R s ，如图7-1所示，图中虚线框内的μA 表和R s 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I g ，所以I －Ig 的电流必须从分流电阻Rs 上流过。

由欧姆定律知I g R g = (I －Ig)R s式中，Rg 是μA 表的内阻，分流电阻g g g s R I I I R -=，令n I I g =称为量程的扩大倍数，则分流电阻为g s R n R 11-= （7—1） 当确定μA 表的参量I g 和R g 后，根据所要扩大量程的倍数n ，就可算出需要并联的分流电阻R s ，实现电表的扩程。

多量程电表的设计与校准在直流电路的测量中，通常使用磁电系电表，这种磁电系电表的用途很广。

它既可以测直流电流又可以测直流电压和电阻，若附加上整流元件还可测交流电。

但是由于磁电系电表测量机构所允许通过的电流往往是很小的，一般都在几十微安到几毫安之间，如果把它直接用作电压表测电压，那么它的最大量程仅有g g R I （g I 、g R 分别为表头的满度电流和内阻）。

由于g I 很小，g R 又很有限，所以它能直接测量的电压是很低的。

因此必须对原表头进行改装。

实际上，在生产和实验中所使用的安培计和伏特计都是由小量程的磁电系表头改装而成的。

【实验目的】1. 了解电表的改装与校准的基本原理和方法；2. 掌握表头内阻的测量；3. 作出改装表的校准曲线。

【实验仪器】待改装表头一只，标准电流表一只，标准电压表一只，电阻箱一个，滑线变阻器一个，直流稳压电源一台，单刀双掷开关两个，导线若干。

【实验原理】1、电流表的扩程用电流表测电流时，应将电流表串联在待测电路中，使待测电流流过电流表。

如果表头图1 改装后的电流表电路图的满度电流为g I ，则所测最大电流不得超过g I 。

使表头的指针偏转到满刻度所需通入的电流越小，说明表头的测量机构越灵敏（即g I 的大小反映了测量机构的灵敏程度），因此称为表头灵敏度。

如果想测n 倍于g I 的电流I （n >1），那么就必须用一个合适的电阻p R 与表头并联。

这样p R 就起到了分流作用，使流经表头的电流仍然不超过g I 。

根据欧姆定律则有：p g g g R I I R I )(-=1-=-=n R R I I I R g g gg p （1）从上式可知，若要将满度电流为g I 、内阻为g R 的表头量程扩大n 倍，只需在表头两端并联一个阻值为1-n R g的分流电阻，并在其表盘上重新刻上相应的电流值即可。

图1是改装后的电流表电路图。

2、改装成较大量程的电压表图2 改装后的电压表电路图在测量电压时，应将电压表并联在待测电路的两端。

电表的改装与校准实验总结电表的改装与校准实验是一项重要的实验技术，它涉及到电表的基本原理、误差分析以及校准方法等多个方面。

以下是对这个实验的详细总结。

一、实验目的1.深入理解电表的基本原理和构造。

2.学习并掌握电表的校准方法。

3.分析实验数据，理解误差的来源和传播。

4.培养实验操作和数据分析能力。

二、实验原理电表的基本原理是利用电流、电压等电学量通过一定的转换关系，转换成指针的偏转角度或数字显示。

电表的改装主要通过改变电表内部的线路连接，以实现对不同物理量的测量。

而电表的校准则是通过一定的方法，将测得的数据与标准值进行比较，以确定电表的准确度。

三、实验步骤1.准备实验器材：标准电表、待校准电表、稳压电源、电阻箱、电容箱等。

2.设定待校准电表的量程和测量范围。

3.将待校准电表和标准电表串联或并联连接，记录标准电表和待校准电表的读数。

4.通过改变电阻箱和电容箱的值，改变输入信号，重复步骤3。

5.根据实验数据，绘制校准曲线，分析误差。

6.根据误差分析结果，调整待校准电表的参数，进行再次校准。

7.重复步骤6，直到达到满意的准确度为止。

四、实验结果与分析通过实验，我们得到了一系列的数据，以下是部分数据的分析结果：1.标准电表和待校准电表的读数差异较大，说明实验过程中存在一定的误差。

通过分析误差的来源，我们发现主要是由于测量设备的灵敏度和信号干扰等因素导致的。

2.在改变电阻箱和电容箱的值时，我们观察到输入信号的变化会影响标准电表和待校准电表的读数，这表明待校准电表对输入信号的变化具有一定的灵敏度。

3.通过绘制校准曲线，我们发现待校准电表的读数与标准电表的读数存在线性关系，这为后续的误差分析和校准提供了基础。

4.根据误差分析结果，我们发现待校准电表的准确度较低，主要是由于测量设备的误差、信号干扰和温度效应等因素导致的。

为了提高准确度，我们需要对实验设备进行改进和优化。

五、实验总结通过本次实验，我们深入了解了电表的基本原理和构造，掌握了电表的校准方法，学会了分析实验数据和误差来源，培养了实验操作能力和数据分析能力。