电表的改装与校准

实验39 电表的改装与校准教学目标

重点与难点

实验内容

教学方法

教学过程设计

一．讨论

1．微安表（表头）有什么主要参数？

表头的主要参数：量程和内阻。

量程是指针偏转满刻度时可测的最大电流值I g，也称表头的满偏电流。

表头的内阻R g是偏转线圈的直流电阻。

电表的内阻是电表两端的电阻。

2．如何测量微安表（表头）的量程和内阻？

测定表头内阻有许多方法，本实验

使用代替法表头的内阻和量程。

按图1所示接线。G1为待测的微安表

头，标准表G2的准确度等级要比表头G1

高2级，其量程与表头G1 的量程相接近。

开关K1合上，K2打向1，调节变阻器R，使标准表G2的偏转值为n整数格（注意不能超出G1表量程）。

再把K2打向2，调节电阻箱R n（R n代替表头G1），使G2的偏转值仍为n格，此时R n的示值就等于待测表头G1的内阻R g 。

把K2打向1，调节滑线变阻器R使G1刚好满偏，此时G2的电流值就是G1的量程I g。

3．如何扩大微安表的量程（即改装成毫安表或安培表）？

阻R P（如图2），使流过表头的电流只

是总电流的一部分。

图3 改装成电压表的结构

表头G和R P组成的整体就是电流表。选用不同阻值的R P能得到不同量程的电流表。

图2中，当表头满偏时，通过电流表的总量程为I，通过表头的电流为I g，根据欧姆定律有

图2 改装成电流表的结构

I g R g=（I－I g）R P

故得

（1）

若表头的量程要扩大

倍，则

。

测出表头的量程I g和内阻R g，按所需的电流表量程I，可算出分流电阻R P 。

4．内阻为R g、量程为I g的表头两端能测量的电压量程是多少？

根据欧姆定律，若表头作为直流电压表，其量程为U g= I g R g 。

5．如何将微安表改装成电压表？

通常I g和R g的数值不大，U g = I g R g

很小。为了测量较高的电压，将表头改

装成电压表的办法是，

在表头上串联一个阻值较大的分压电阻R S（如图3），使超过表头电压量程的那部分电压降落在电阻R S上。 R S亦称为扩程电阻。

表头和R S组成的整体就是电压表。选用不同阻值的R S可以得到不同量程的电压表。

在图3中，当表头满偏时，通过表头的电流为I g，设改装后电压表总量程为U，因为U = I g（R g + R S），则

R S =

-R g（2）

根据所需要的电压表量程U和表头量程I g、内阻R g，可算出分压电阻R S。

6．电表改装后，如何校准电表？

所谓校准，就是将改装后的电表与标准表，同时对同一个对象（如电流或电压）测量，进行比较。

校准电表时，必须先调好零点，再校准量程（满刻度点）。若量程不对，可调节R P或R S，使量程与标准表指示数一致。

校准刻度时，要同时记下待校表和标准表的读数，分别记为I x

修正值△I =I S -I x（或△U = U S -U x）。

将改装表的同一量程的各个刻度都校准

一遍，可绘出△I -I x（或△U -U x）的

折线图，即校准曲线，如图4所示。

7．扩大微安表的量程时，分流电阻R P的大小对改装电流表的量程有何影响？

分流电阻R P越小，改装的电流表量程I越大。因为U g= I g R g=I P R P ，R P越小，则I P越大，量程 I越大。

8．在校准电流表时，若发现改装表的读数均相对于标准表的读数都偏高，应如何调节分流电阻R P？

这种情况是由于改装表的量程不够大而所引起的，所以，改装表的分流电阻R P应调小。

二．课后思考题

1．分压电阻R S的大小对改装电压表的量程有何影响？校准电压表时，如果发现改装表的读数均相对于标准表的读数都偏高，若要达到标准表的数值，此时改装表的分压电阻R S应调大还是调小？为什么？

2．改装表的量程校准后，在校准刻度的过程中，为什么分流电阻R P或分压电阻R S不能变？

3．能否把量程为100μA、内阻为900Ω的表头改装为50μA的微安表或0.1V 电压表？为什么？

4．试将量程为100μA、内阻为1000Ω的表头设计为一个多量程的电流表（如1、10mA、100 mA）和电压表（如1、10V、100V），画出设计电路图，计算出各

分流电阻、分压电阻的阻值。