电表的改装与校正标准报告.doc

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1、电表的改装与校正标准报告电表的改装与校正标准报告电表的改装与校正实验目的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(IIg)Rp可推得IRgRPRPIg(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

2、装成InnIg，ImmIg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RpR1R21Rgn1（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(RgR2)m1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律，有UIg(RgRs)。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

3、电压表使用。IgRgGRS图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UnIgRn，UmIgRm的两量程电压表，如图4所示，有：将双掷开关扳向Um时，可得：RsRgUm1S0IgIgRgRSGr1r2UnUmK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RsRgr1r2RgUmS0对改装量程为Un的电表，其内阻为r1RgUnS0由上两式可得r1UnS0Rg；r2(UmUn)S03.用比

4、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Gr1r2UnUmK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EIimax量程

5、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1用数字万用表测得表头内阻Rg。2将Ig100A的表头改装成In1mA，Im5mA两个量程的电流表算出并联电阻R1、R2的值；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

6、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，Um5V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Un1V，Um5V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；nRgIgn12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

7、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：E0.08100%1.6%，所以等级S2.5级5数据处理1用数字万用表测得表头内阻Rg2.86K。2电流表的校正根据式算出并联电阻R1、R2的值:R1n10mn5010Rg286063.6，R2Rg2860254.2m(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：I20.10.051.005(mA)；I01(mA)II0I

8、0.005(mA)则此档电流表精度为EII100%0.0051100%0.5%判定级别S=0.5级b、Im5mA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1.0001.0101.0201.0150.0152.0002.0252.0302.02750.02753.0003.0303.0353.03250.03254.0004.0454.0504.04750.04755.0005.0405.0455.04250.0425I0i(mA)Ii(mA)c、作出校正曲线（Im5mA档）I(mA)0.0500.0400.0300.0200.01001.0002.0003.0004

9、.0005.000I(mA)d、判断Im5mA档级别：精度EIimax量程100%0.0475100%0.95%5则Im5mA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：r1UnS0Rg1042.861037.14(K)，r2(UmUn)S040(K)分别对Un和Um档进行校正a、Un1V档量程的校正：U24.70.040.988(V)；U01(V)UU0U-0.012(V)EUUn0.012100%1.2%则可判定等级S=1.5级1b、Um5V档量程的校正：（数据表格如下）Ui(V)U0i(V)由小大由大小1.0000.9641.1041.0340.0342.00

10、01.9561.9761.966-0.0343.0002.9242.9522.938-0.0624.0003.9403.9483.944-0.0565.0004.9444.9484.946-0.054U0i(V)Ui(V)c、作出Um5V档的校正曲线U(V)0.0400.0300.0200.0100-0.010-0.020-0.030-0.040-0.050-0.0601.0002.0003.0004.0005.000U(V)d、对Um5V档进行级别判定：精度EUmaxUm100%0.0625100%1.24%则Um5V档改装电压表级别为S=1.5级误差分析及讨论1.改装表、标准电流表和电压表

11、、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，nI改I改Ip(n1)I改Ip(n1)UpRgUpRpRg(n1)Rp与式子Rg(n1)Rp相比较可知：选定的Rp的值偏大，Rp值偏大的原因由Rg(n1)Rp可知在于Rg的测量值偏大了。校准电压表时，I(RgRs)IUUIg(RgRs)与式子UIg(RgRs)比较可知：选定的Rs的值偏小，IgUmRg可知还是在于Rg的测量值偏大。IgRs值偏小的原因由Rs2现有量程分别为5、20、10

12、0、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）。AABCDAR3R4EFGR1R2mAImInUnUm公共端R1nRgm(n1)R2mn

13、Rgm(n1)改装电压表时，除外部分整体相当于量程即IgnIg的电流表，则11RgS0RgnIgnIgUnRg可得R3nIgnR4UmUnnIg评分标准(30分)1.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、课后思考题扩展阅读：电表的改装与校准实验报告样本实验报告实验名称电表的改装与校准实验时间2021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

14、1.5V的电压表，学会校准电压表基本方法4、设计一个R中=1500的欧姆表，要求E在1.31.6V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Rg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RW值使表头满偏，记下此时标准电流表的读数Ia；不改变电压E和RW的值，用电阻箱R13替代被测电流计，调节电阻箱R13的阻值使标准电流表的读数仍为Ia，此时电阻箱的阻值即为被测电流计的内阻Rg。+mA被改装电流计1+2mAR13ERW图12、毫安表改装成电流表微安表并联分流电阻Rp，使被测电流大部分从分流电阻流过，表头仍

15、保持原来允许通过的最大电流Ig。并联分流电阻大小RIgRpIIg图2电流表改装g（1）3、毫安表改装成电压表微安表串联分压电阻Rs，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IgRg。串联分压电阻大小RUUgsIUIRggg（2）图3电压表改装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Rx后，电路中的电流为IERRRgW3Rx对于给定的表头和线路，Rg、RW、R3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Rx0时，适当调节RW的值可使表头指

16、针满偏，此时IERRRIg；gW3当RxREgRWR3时，IRRR1Ig，这时指针在表gW3Rx2头的中间位置，对应的阻值称为中值电阻，显然R中RgRWR3。当Rx时，I0，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。标定误差最大绝对误差量程100%+改+【实验仪器】改装表装+表标DH4508型电表改装实验仪1台AR+RV标表准准RWR2p标准表表表电流【实验内容】+E1、表头的主要参数(Rg,Ig)的测

17、定。图5图6将电源电压E调低，RW调至最大，按图连线，调节E和RW（RW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IgmA，然后断开接在表头上的连线，转接到电阻箱R13上，调节R13使得标准电流表的读数仍为刚才记录电流值Ig，此时电阻箱R13等于表头的内阻Rg=。2、将量程为1mA的表头(电流计)扩程为5mA电流表（1）根据式计算出分流电阻的理论值Rp理=。（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Rp理。按图5接线，检查接线正确后，调节E和RW，当标准电流表显示的电流为5mA时，微调电阻箱Rp的电阻值，使表头指到满量程，记录此时分流电阻的实际值

18、Rp实=。于是量程为5mA的电流表就改装好了。(注意：RW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。（4）以改装表读数Ixi为横坐标，以Ixi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）根据式算出扩程电阻理论值Rs理=。（2）按图6连接电路，标准电压表选择开关打在2V

19、挡量程，调节电阻箱的值为RS理，（RS理的阻值，可用电阻箱R13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R13的阻值，使表头满偏，记录此时扩程电阻的实际值RS实=，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0.3V逐步减小改装表读数直至零点，再按原间隔0.3V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Usi为横坐标，以Uxi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

20、欧姆表及标定表面刻度（选做）(1)取电源电压E1.5V，根据表头参数Ig和Rg，计算出中值电阻的理论值R中理=(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Rx0），调RW使表头指针满偏，此时表头指示电阻值为零。(3)将电阻箱R1、R2(此时作为被测电阻Rx)接于欧姆表的a、b端，调节R1、R2，使表头指针在的中间位置，记录中值电阻的实际值R中实=。(4)取电阻箱的电阻为一组特定的数值Rxi=15R,14R13,1中中,R中2R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

21、读数Rxi、di绘制出改装欧姆表的标度盘。【数据记录】表1电流表改装与校正仪器参数满度电流Ig（mA）扩程电流I（mA）电流计内阻Rg（）Rp理论值（）Rp实际值（）表2电流表校正数据记录(mA)被校表头读数Ixi5.00mA4.00mA3.00mA2.00mA1.00mA电压减小时标准表读数Is1电压增加时标准表读数Is2I(IxiS1IS2)2Ixi表3电压表改装与校准仪器参数满度电流Ig（mA）扩程电压U（V）电流计内阻Rg（）RS理论值（）RS实际值（）表4电压表校正数据记录（V）被校表读数Usi1.50V1.20V0.90V0.60V0.30V电压减少时标准表读数Us1电压增加时标准

22、表读数Us2U(UxiS1US2)2Uxi表5欧姆表（选做）E=V，R中理=，R中实=。R1111xi()5R中4R中3R中2R中R中2R中3R中4R中5R中偏转格数(di)数据处理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Rp,RS皆有此电阻箱R13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R13的范围0-11111.0.(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。)第 11 页 共 11 页