电表的改装与校正标准报告.pdf
.电表的改装与校正电表的改装与校正实验目的实验目的1.掌握数字万用电表的使用方法；2.掌握运用串并联电路的欧姆定律将电表进行改装的原理和方法；3.学会用比较法对电表进行校正，并能够进行级别判断。实验原理实验原理1.将表头改装成多量程电流表：如图 1 所示，在表头的两端并联小电阻Rp后串联接入电路，根据IGIg+IRRP图 1串并联电路的规律，有URUg，即IgRg(I Ig)Rp可推得I Rg RPRPIg(RgRP1)Ig由上式可见：如果Rp足够小，则图 1 中虚线框整个部分可作为电流表来测量大电流。根据表头的满度电流Ig和内阻Rg，按扩大电流量程的倍数来选用合适的小电阻与表头并联，现将表头改装成In nIg，Im mIg的两量程电流表，n、m为扩大倍数，且nm。如图 2 所示，据串并联电路的欧姆定律，有：（1）开关K扳向In时，与表头并联的总电阻为GIgRgRPR1ImR2InK图 2两个量程的电流表Rp R1 R21Rgn 1（2）开关K扳向Im时，R2成为表头内阻的一部分，则与表头并联的分流电阻为1(Rg R2)m 1由两式可得R1R1nmnRg，R2Rgm(n1)m(n1)2.将表头改装成多量程电压表如图 3 所示，若与表头串联大电阻RS后并联接入电路，根据串并联电路的规IgRg律，有U Ig(Rg Rs)。由上式可见，对于同一表头Rg和Ig，电阻Rs越大，两端承受的电压越大，于是可将此表盘重新标定并作为一个电压表使用。GRS图 3.下载可编辑.根据表头的满度电流Ig和内阻Rg，按照电压量程倍数将表头改装成量程为Un IgRn，Um IgRm的两量程电压表，如图 4 所示，有：将双掷开关扳向Um时，可得：Rs RgUm1 S0IgIgRgRSG r1r2UnUmK图 两个量程的电压表上式表明，电压表内阻与相应的量程之比等于表头满度电流的倒数，即常数S0（/），此常数称为电压灵敏度。若知道了S0和量程，就可以根据“内阻量程S0”来计算电表各量程对应的内阻了。则有对改装量程为Um的电表，其内阻为Rs Rg r1 r2 RgUmS0对改装量程为Un的电表，其内阻为r1 RgUnS0由上两式可得r1UnS0 Rg；r2(UmUn)S03.用比较法校正电表并确定改装表的级别：标准表mAERbKbGIgRgRPR1R2ImKIn改装表1KERbKbIgRgRS改装表G r1r2UnUmK标准表图 6校正电压表的电路图图 5校正电流表的电路图改装表需经校正后才能使用，所谓校正，就是将被校电表与标准电表同时测量一定的电流（或电压），看其指示值与标准表上的值相符合的程度。实验电路如图 5 和图 6。将被校表的满刻度分成n个等间隔的刻度值进行校正，设被校表的指示值为I，标准表的读数为I0，便可获得一组相应的数据Ii和I0i(i1,2,n)。对每一个被校点，都可算出偏差IiI0iIi，求出个Ii中绝对值最大的Iimax，便可求得被校表的精度E Iimax量程100%再根据E的大小，按“就邻近大档”的原则确定被校表的准确度等级S。实验仪器实验仪器表头（100A），毫安表，电压表，直流稳压电源，电阻箱(2 个)，滑线变阻器，双掷开关，导线若干操作要点操作要点1用数字万用表测得表头内阻Rg。2将I Ig g 100100AA的表头改装成I In n 1 1mAmA，I Im m 5 5mAmA两个量程的电流表算出并联电阻R1、R2的值；.下载可编辑.按实验线路图接好电路，分别对In档和Im档进行校正，记录数据。n档量程校正：K先接n档，使改装表满偏，读出标准表对应值，得出改装表满刻度修正值II0I。m档量程的校正和准确度等级的确定：根据改装表上的刻线，每隔15 满刻度等间隔地使电流先“由小到大”再“由大到小”，读取改装表各点的指示值i及标准表两次对应值0i，算出各组对应的平均值I0i(i1,25)，定出改装表该档的级别，并作出校正曲线。3将表头改装为Un1V，Um 5V的两量程电压表：计算串联电阻阻值r1和r2按实验图连接好校准电路，分别对U Un n 1 1V V，U Um m 5 5V V两个量程进行校正，记录数据。同电流表校正相同，首先测量Un档的满刻度偏差，然后对Um档进行校正并确定该档级别，并作出校正曲线。预习思考题预习思考题1表头量程Ig很小（内阻为Rg），如果改装电流表量程扩大 n 倍，应_联_的电阻；如果改装成量程为Un的电压表，应_联_的电阻。答：并；U1Rg；串；n Rgn 1Ig2校正电流、电压表电路中，滑线变阻器Rb采取_接法，其线路特点是两固定端直接与_相连接，从_和_接负载。其中，校正电流表电路中，1K电阻的作用是_。答：分压；电源；一固定端；滑动端；保护标准电流表和表头3对一个量程为 5A的电流表各刻度进行校正时，发现最大偏差为 0.08A，则该表的准确度等级是_。答：E 0.08100%1.6%，所以等级S 2.5级5数据处理数据处理1用数字万用表测得表头内阻Rg 2.86K。2电流表的校正根据式算出并联电阻R1、R2的值:R1n10mn5010Rg2860 63.6，R2Rg2860 254.2m(n1)50(101)m(n1)50(101)分别对In档和Im档进行校正：a、In1mA档量程的校正：I I 2020.1 1 0 0.0505 1 1.005005(mAmA)；I I0 0 1 1(mAmA)I I I I0 0 I I 0 0.005005(mAmA).下载可编辑.则此档电流表精度为E E I II I 100100%0 0.0050051 1 100100%0 0.5 5%判定级别 S=0.5 级 b、I Im m 5 5mAmA档量程的校正：测量数据如下表所示Ii(mA)I0i(mA)由小大由大小1.0001.0001.0101.0101.0201.0201.0151.0150.0150.0152.0002.0002.0252.0252.0302.0302.02752.02750.02750.02753.0003.0003.0303.0303.0353.0353.03253.03250.03250.03254.0004.0004.0454.0454.0504.0504.04754.04750.04750.04755.0005.0005.0405.0405.0455.0455.04255.04250.04250.0425I0i(mA)Ii(mA)c、作出校正曲线（I Im m 5 5mAmA档）I(mA)0.0500.0400.0300.0200.01001.000 2.000 3.000 4.000 5.000I(mA)d、判断I Im m 5 5mAmA档级别：精度E Iimax量程100%0.0475100%0.95%5则I Im m 5 5mAmA档改装电流表级别为 S=1.0 级3电压表的校正计算串联电阻阻值r1和r2：r1UnS0 Rg1042.86103 7.14(K)，r2(UmUn)S0 40(K)分别对Un和Um档进行校正a、Un1V档量程的校正：U 24.70.04 0.988(V)；U01(V)U U0U-0.012(V).下载可编辑.E UUn0.012100%1.2%则可判定等级 S=1.5 级1b、Um 5V档量程的校正：（数据表格如下）Ui(V)U0i(V)由小大由大小1.0001.0000.9640.9641.1041.1041.0341.0340.0340.0342.0002.0001.9561.9561.9761.9761.9661.966-0.034-0.0343.0003.0002.9242.9242.9522.9522.9382.938-0.062-0.0624.0004.0003.9403.9403.9483.9483.9443.944-0.056-0.0565.0005.0004.9444.9444.9484.9484.9464.946-0.054-0.054U0i(V)Ui(V)c、作出Um 5V档的校正曲线U(V)0.0400.0300.0200.0100-0.010-0.020-0.030-0.040-0.050-0.0601.000 2.000 3.000 4.000 5.000U(V)d、对Um 5V档进行级别判定：精度E UmaxUm100%0.0625100%1.24%则Um 5V档改装电压表级别为 S=1.5 级误差分析及讨论误差分析及讨论1.改装表、标准电流表和电压表、标准电阻箱及万用表示数不准所带来的系统误差。2.测量时，由于个人因素所带来的随机误差。课后思考题课后思考题1若校准电流表处理数据时，发现被校表读数总是大于标准表读数，其原因何在？校准电压表出现此情况呢？答：校准电流表时，.下载可编辑.nI改 I改 Ip(n1)I改 Ip(n1)UpRgUpRp Rg(n1)Rp与式子Rg(n 1)Rp相比较可知：选定的Rp的值偏大，Rp值偏大的原因由Rg(n 1)Rp可知在于Rg的测量值偏大了。校准电压表时，I(Rg Rs)IU U Ig(Rg Rs)与式子U Ig(Rg Rs)比较可知：选定的Rs的值偏小，IgRs值偏小的原因由RsUm Rg可知还是在于Rg的测量值偏大。Ig2现有量程分别为 5、20、100、200 的标准毫安表，要对 5mA的改装表进行校正，应选哪个（档）毫安表；如果校正改装表满该度时，标准表指针超过最大刻度，该怎样处理。答：标准表选用 5mA档；选用 20mA档或调节滑线变阻器使标准表指针向左偏转。3若用数字万用表测得某电阻时屏上显示“002”，请问应怎样才能得到较准确的阻值。答：将万用表电阻档调至较小量程再进行测量。4设计电路图将表头改装成两个量程的电流表和两个量程的电压表。要求只用一个表头和一个多档转换开关，并计算所需串并联电阻的阻值（提示，设计线路时要考虑接入的标准表对改装表的影响最小）。AABCDAEFGR3R4mAR1R2ImInUnUm公共端R1nRgm(n1)R2m nRgm(n 1)改装电压表时，除外部分整体相当于量程即Ig nIg的电流表，则11RgRgS0nIgnIgUnRg可得R3nIgn评分标准评分标准(30(30 分分)R4UmUnnIg1.实验文字部分（10）：实验目的、实验原理、实验仪器、实验内容、回答预习思考题。2.数据处理部分（15）：数据表格、计算、结果表达式3.分析讨论部分（5）：误差原因分析、课后思考题.下载可编辑.
