1、電表的改裝與校正實驗目的1. 掌握數(shù)字萬用電表的使用方法；2. 掌握運用串并聯(lián)電路的歐姆定律將電表進行改裝的原理和方法；3. 學會用比較法對電表進行校正，并能夠進行級別判斷。實驗原理1. 將表頭改裝成多量程電流表：如圖 1 所示，在表頭的兩端并聯(lián)小電阻Rp 后串聯(lián)接入電路，根據(jù)串并聯(lián)電路I RRP的規(guī)律，有 U R U g，即I gRg (I I g)Rp圖1可推得RgRPIg(RgRP1)Ig由上式可見：如果 Rp 足夠小，則圖1 中虛線框整個部分可作為電流表來測量大電流。根據(jù)表頭的滿度電流 Ig 和內(nèi)阻 Rg ，按擴大電流量程的倍數(shù)來選用合適的小電阻與表頭并聯(lián)，現(xiàn)將表頭改裝成 In nIg

2、 ， Im mI g的兩量程電流表， n、 m為擴大倍數(shù)，且 n m。如圖 2 所示，據(jù)串并聯(lián)電路的歐姆定律，有：(1)開關(guān) K扳向 I n 時，與表頭并聯(lián)的總電阻為1Rp R1 R2Rgn1(2)開關(guān) K扳向 I m時， R2 成為表頭內(nèi)阻的一部分，則與表頭并聯(lián)的分流電阻為1R1(Rg R2 )m1由兩式可得n ， m n R1 Rg ， R2 Rg1 m(n 1) g 2 m(n 1) g2. 將表頭改裝成多量程電壓表如圖 3所示，若與表頭串聯(lián)大電阻 RS 后并聯(lián)接入電路， 根據(jù)串并聯(lián)電路的規(guī) 律，有 U Ig (Rg Rs)。由上式可見，對于同一表頭 Rg和 Ig，電阻 Rs越大，兩端承

3、受的電壓越大，于是可將此表盤重新標定并作為一個電壓表使用。根據(jù)表頭的滿度電流 I g和內(nèi)阻 Rg ，按照電壓量程倍數(shù)將表頭改裝成量程為 Un I gRn，Um I g Rm的兩量程電壓表，如圖 4所示，有：將雙擲開關(guān)扳向 U m 時，可得：RsRgIgS0圖 兩個量程的電壓表上式表明，電壓表內(nèi)阻與相應的量程之比等于表頭滿度電流的倒數(shù)，即常數(shù)S0（ / ），此常數(shù)稱為電壓靈敏度。若知道了 S0 和量程，就可以根據(jù)“內(nèi)阻量程S0”來計算電表各量程對應的內(nèi)阻了。則有對改裝量程為U m 的電表，其內(nèi)阻為RsRg r1r2RgU m S0對改裝量程為Un 的電表，其內(nèi)阻為 r1RgU nS0由上兩式可得

4、r1U nS0 Rg；r2 (U mU n )S0校正電流表的電路圖圖5圖 6 校正電壓表的電路圖 改裝表需經(jīng)校正后才能使用，所謂校正，就是將被校電表與標準電表同時測量一定的電流 看其指示值與標準表上的值相符合的程度。實驗電路如圖 5 和圖 6。將被校表的滿刻度分成 n 個等間隔的刻度值進行校正，設被校表的指示值為 I ， 便可獲得一組相應的數(shù)據(jù) I i 和 I 0i （ i 1, 2, n ） 。對每一個被校點，都可算出偏差 求出個 I i 中絕對值最大的 I imax ，便可求得被校表的精度 再根據(jù) E 的大小，按“就鄰近大檔”的原則確定被校表的準確度等級 實驗儀器 表頭（ 100A），毫

5、安表，電壓表，直流穩(wěn)壓電源，電阻箱（2 個） ，滑線變阻器，雙擲開關(guān)，導線若干操作要點或電壓）標準表的讀數(shù)為 I 0 ，IiI0iI i ，S。3. 用比較法校正電表并確定改裝表的級別：1用數(shù)字萬用表測得表頭內(nèi)阻Rg 。2將 Ig 100A的表頭改裝成 In 1mA ，Im 5mA 兩個量程的電流表算出并聯(lián)電阻 R1 、 R2 的值；按實驗線路圖接好電路，分別對I n檔和 I m檔進行校正，記錄數(shù)據(jù)。 n檔量程校正： K先接 n檔，使改裝表滿偏，讀出標準表對應值，得出改裝表滿刻度修正值II 0I 。 m檔量程的校正和準確度等級的確定：根據(jù)改裝表上的刻線，每隔15 滿刻度等間隔地使電流先“由小到

6、大”再“由大到小” ，讀取改裝表各點的指示值 i 及標準表兩次對應值 0i ，算出各組對應的平 均值 I0i ( i 1,2 5) ，定出改裝表該檔的級別，并作出校正曲線。3將表頭改裝為 U n 1V ，U m 5V 的兩量程電壓表：計算串聯(lián)電阻阻值 r1 和 r2按實驗圖連接好校準電路，分別對 Un 1V ，Um 5V 兩個量程進行校正，記錄數(shù)據(jù)。同電流表校正相同， 首先測量 Un 檔的滿刻度偏差， 然后對 Um檔進行校正并確定該檔級別， 并作出校正曲 線。 預習思考題的電阻；如果改1表頭量程 I g很小(內(nèi)阻為 Rg)，如果改裝電流表量程擴大n倍，應 聯(lián)的電阻。裝成量程為 Un 的電壓表，

7、應 聯(lián)答：并；n11Rg；串； UIgn Rgg2校正電流、 接，從 和 _答：分壓；電源；一固定端；滑動端；保護標準電流表和表頭 3對一個量程為 5A 的電流表各刻度進行校正時， 發(fā)現(xiàn)最大偏差為 A，則該表的準確度等級是 答： E 0.08 100% 1.6% ，所以等級 S5 數(shù)據(jù)處理電壓表電路中，滑線變阻器Rb采取 接法，其線路特點是兩固定端直接與接負載。其中，校正電流表電路中， 1K電阻的作用是 _。2.5級相連1用數(shù)字萬用表測得表頭內(nèi)阻Rg 2.86K 。2電流表的校正根據(jù)式算出并聯(lián)電阻 R1、 R2的值:nR1 m(n 1) Rg 50(1010 28601)63.6 ，R2mnm

8、(n1)R50 10 2860 254.250(10 1)分別對 In檔和 I m檔進行校正：a、 I n 1mA檔量程的校正：I 20.1 0.05 1.005( mA ) ；I01(mA)I00.005(mA )則此檔電流表精度為 E II100%0.005 100% 0.5%1判定級別 S=級5mA 檔量程的校正：d 、判斷 I m 5mA 檔 精度級別：I (mA)測量數(shù)據(jù)如下表所示由小大由大小c、作出校正曲線（ I m 5mA 檔）S=級103 7.14(K )， r2 (U m Un) S0 40(K )U 0 1(V) U U 0 U (V)則可判定等級 S=級E 量程 100%

9、 5 100% 0.95%則Im 5mA 檔改裝電流表級別為3電壓表的校正計算串聯(lián)電阻阻值 r1 和 r2 ：r1 U nS0 Rg 104 2.86分別對 U n和U m檔進行校正a、Un 1V 檔量程的校正：U 24.7 0.04 0.988（V） ；U 0.012E 100% 1.2%U n1b、Um 5V 檔量程的校正： （數(shù)據(jù)表格如下）由小大由大小d、對Um5V 檔進行級別判定：maxUm100%0.0625 100% 1.24%則Um5V 檔改裝電壓表級別為 S=級U (V)c、作出 U m 5V 檔的校正曲線誤差分析及討論1. 改裝表、標準電流表和電壓表、標準電阻箱及萬用表示數(shù)不

10、準所帶來的系統(tǒng)誤差。2. 測量時，由于個人因素所帶來的隨機誤差。課后思考題1若校準電流表處理數(shù)據(jù)時，發(fā)現(xiàn)被校表讀數(shù)總是大于標準表讀數(shù)，其原因何在校準電壓表出現(xiàn)此情 況呢答：校準電流表時，與式子 Rg (n 1)Rp 相比較可知：選定的 R p的值偏大， Rp 值偏大的原因由 Rg (n 1)Rp 可知在 于 Rg 的測量值偏大了。校準電壓表時，I (Rg Rs)IIgI g (Rg Rs ) 與式子 U I g (Rg Rs) 比較可知：選定的 Rs 的值偏小，Rs值偏小的原因由RsUmIgRg 可知還是在于 Rg 的測量值偏大。2現(xiàn)有量程分別為 5、 20、100、200 的標準毫安表，要對 5mA的改裝表進行校正，應選哪個（檔）毫安 表；如果校正改裝表滿該度時，標準表指針超過最大刻度，該怎樣處理。答：標準表選用 5mA檔；選用 20mA檔或調(diào)節(jié)滑線變阻器使標準表指針向左偏轉(zhuǎn)。3若用數(shù)字萬用表測得某電阻時屏上顯示“002”，請問應怎樣才能得到較準確的阻值。答：將萬用表電阻檔調(diào)至較小量程再進行測量。4設計電路圖將表頭改裝成兩個量程的電流表和兩個量程的電壓表。要求只用一個表頭和一個多檔轉(zhuǎn)換 開關(guān)，并計算所需串并聯(lián)電阻的阻