电表的改装与校正实验报告

实验四电表的改装和校准

实验目的

1 •掌握电表扩大量程的原理和方法;

2 •能够对电表进行改装和校正；

3•理解电表准确度等级的含义。

实验仪器：

微安表，滑线变阻器，电阻箱，直流稳压电源，毫安表，伏特表，开关等。

实验原理：

常用的直流电流表和直流电压表都有一个共同部分，即表头表头通常是磁电式微安表。根据分流和分压原理，将表头并联或串联适当阻值的电阻，即可改装成所需量程的电流表或电压表。

一将微安表改装成电流表

微安表的量程I g很小，在实际应用中，若测量较大的电流，

就必须扩大量程。扩大量程的方法是在微安表的两端并联一分流

电阻R S。如图1所示，这样就使大部分被测电流从分流电阻上流过，而通过微安表的电流不超过原来的量程。

设微安表的量程为I g，内阻为R g，改装后的量程为I，由图1, 根据欧姆定律可得，

(1 -1 g ) R S =1 g R g

设n = I /I g,则R S =

1 g R g

s. R S =

R g

n 1

.--pas f i

aoe-w..on

1-1

二将微安表改装成电压表

我们知道，微安表虽然可以测量电压，但是它的量程为I g R g ， 是很低的。在实际应用中，为了能测量较高的电压，在微安表上 串联一个附加电阻R H ，如图2所示，这样就可使大部分电压降在 串联附加电阻上，而微安表上的电压降很小，仍不超过原来的电 压量程I g R g 。

设微安表的量程为l g ，内阻为R g ，欲改装电压表的量程为U ， 由图

2,根据欧姆定律可得，

I g （R g + R H ） = U R H = U R g

（ 2）

1 g

三改装表的校准

改装后的电表必须经过校准方可使用。 改装后的电流表和电压 表的校准电路分别如图3和图4所示。

首先调好表头的机械零点，再把待校的电流表（电压表）与标 准表接入图3 （或图4）中。然后一一校准各个刻度，同时记下待

由上式可见，要想将微安表的量程扩大原来量程的 n 倍，那么只

须在表头上并联一个分流电阻，其电阻值为

R g

校电流表（或电压表）的示值I （或U ）和标准表的示值和I s （或 U s ）。以待校表的示值I （或U ）为横坐标，示值I （或U ）的校 准值I= I S -I （或 U= U s -U ）为纵坐标，作校准曲线。作校准曲 线时，相邻两点一律用直线连接，成为一个折线图，不能连成光 滑曲线。

实验步骤:

电流表的改装和校准

~-訓 p i .*r., ad ： w_.

on

改粽

<

3

图

1•将量程为50卩A的微安表改装成量程为50mA的毫安表。根据式

（1）计算出R s的理论值，用电阻箱作为R s，将电阻箱调到理论值并与

表头并联构成改装电流表；

2. 以实验室给出的毫安表为标准表，按图3 连接好电路，然后校准标准表和改装表的机械零点，再校准改装表量程。

3. 校准量程：将滑线变阻器调至输出电压为零处，经老师检查无

误后合上开关S。再将输出电压缓慢增加，使改装表正好指向满刻度，观察标准表是否指在满刻度50mA 处。若不是，则调节电阻箱的阻值，并调节滑线变阻器，使改装表和标准表同时满刻度，这一过程称为校准改装表的量程。校准量程后电阻箱的读数为分流电阻的实际值。

4. 校准刻度：校准量程后，调节滑线变阻器，使电流逐渐从大到

小，然后再从小到大地变化到满刻度，改装表每改变10mA，记下对应的标准表的读数，填入表中。

5. 作校准曲线：根据校准表和改装表的对应值，算出它们的修正

值l = l s-|x。在坐标纸上画出以I为纵坐标，|x为横坐标的校准曲线。

6. 确定电表的准确度等级：找出校正结果中最大的绝对误差（即

I max）,将它除以电表量程可以得到该电表的标准误差。根据标准误差的大小即可标定电表的准确度等级。

仪表精度等级有0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，5.0

二电压表的改装和校准

1. 将量程为50卩A的微安表改装成量程为5V的电压表。根据式

（2）计算出R H的理论值，用电阻箱作为R H，将电阻箱调到理论值并与表头串联，即称为改装的电压表；

2. 以实验室给出的直流电压表为标准表，按图4 连接好电路，然后校准标准表和改装表的机械零点，再校准改装表量程。

3. 校准量程：将滑线变阻器调至输出电压为零处，经老师检查无误后合上开关S。再将输出电压缓慢增加，同时调节电阻箱的阻值，并调节滑线变阻器，使改装表和标准表同时满刻度。校准量程后电阻箱的读数为分压电阻的实际值。

4. 校准刻度：校准量程后，调节滑线变阻器，使电压逐渐从大到

小，然后再从小到大地变化到满刻度，改装表每改变 1 V，记下对应的标准表的读数，填入表中。

5. 作校准曲线：根据校准表和改装表的对应值，算出它们的修正

值U=U s-U x。在坐标纸上画出以U为纵坐标，U x为横坐标的校

ation pr ol strategi o e je s c a t s, g nd ro t u h p e h6e3a0lt

r

准曲线

实验数据处理：

R g =3610Q

1.将微安表改装成电流表 R S 理论=3.7 Q;

R S 实际=3.6 Q

表头刻度/uA 0 10 20 30 40 50 改装表读数

I x /mA

0 10 20 30 40 50 标准 表

读 数

I s /mA

由大 到小 0 12 23.5 33 42.5 50 由小

到大

12

23

33.5

41

50

平均

值

I s

0 12 23.25 33.25 41.75 50

I = I s -I x )/mA

0 2 3.25 3.25 1.75 0

最大绝对误差 I max =3.25mA

标准误差=I max /量程 X100 =3.25/50 100 =6.5% 电表的准确度等级为

级