大学物理实验教案-电表的改装与校准

大学物理实验教案

实验名称：电表的改装与校准 实验目的：

1、掌握测定微安表（表头）量程和内阻方法

2、熟悉电流表、电压表的构造原理，学会改装电流表、电压表的基本方法。

3、掌握校准电流表、电压表的基本方法。

4、将50μA 的表头改装成5mA 、50mA 、5V 和30V 电流电压两用表。

实验仪器：

表头 电流表 直流稳压电源 电压表 电阻箱

实验原理：

1、 表头的主要参数(量程和内阻)的测定

测量内阻g R 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W R 值使表头满偏，记下此时标准电流表的读数a I ；不改变电压E 和W R 的值，用电阻箱13R 替代被测电流计，调节电阻箱13R 的阻值使标准电流表的读数仍为a I ，此时电阻箱的阻值即为被测电流计的内阻g R 。

图1

2、 毫安表改装成电流表 微安表并联分流电阻p R ，使被测电流大部分从分流电阻流过，表头仍保持原来允许通过的最大电流g I 。

并联分流电阻大小 g

g

g p R

I I I R -= （1）

3、毫安表改装成电压表

微安表串联分压电阻s R ，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g g R I 。

串联分压电阻大小 g g

g

g

s R I U

I U U R -=-=

（2）

4、电表标称误差和校正

被改装电流计

+ –

G

°

° + – A μ

° °

°

13R

1 2 W R

E

°

图2电流表改装

图3电压表改装

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。

%100⨯=量程

最大绝对误差

标定误差

图6

实验内容

1、表头的主要参数(g R ,g I )的测定。

将电源电压E 调低，W R 调至最大，按图１连线，调节E 和W R （W R 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g I ，然后断开接在表头上的连线，转接到电阻箱13R 上，调节13R 使得标准电流表的读数仍为刚才记录电流值g I ，此时电阻箱13R 等于表头的内阻g R 。重复测量5次。

2、计算出改装表的电阻值。

3、按照图6接好线路。

4、按图4校准5mA 档。

5、按图5校准5V 档。

A E 2R W 标准表+

改装表++p R 图4 V 标准

表++改装表

+ 标准

电流

表表

图5

实验数据处理

1. 5mA电流表校正数据记录

改装电流表的标称误差=0.0625mA 2. 5V电压表校正数据记录

改装电压表的标称误差=0.0858V