电表的改装与校准实验报告记录
电表的改装与校准实验报告记录
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：
大学物理实验报告
实验时间：2016年3月14日
实验名称：电表的改装与校准 成绩：
学号：6101215073
实验目的： 班级： 自动化
153
班
姓名：廖俊智
1、测量微安表头的内电阻g R ，量程g I
2、掌握将100uA 表头改装成10mA 的电流表和5V 电压表的方法；
3、学会校准电流表和电压表的方法。
实验仪器：
用于改装的微安表头、数字多用表、电阻箱、滑动变阻器、直流稳压电流、导线等。
实验原理：
1.微安表头的内电阻g R ，量程g I 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 。
１．将A μ表头改装成大量程的电流表
因为微安表头的满刻度电流(量程)很小，所以在使用表头测量较大的电流前，需要扩大它的电流量程。扩大量程的方法是，在表头两端并联一个阻值较小的电阻R P （如图1）使流过表头的电流只是总电流的一部分。表头和R P 组成的整体就是电流表。R P
被改装电流计
+ – ° °
+ –
°
°
°
13
R
1
2 W
R
E
° I
I g R g
R P
I-I g
A
μ图1
图 3
称为分流电阻。选用不同阻值的R P 可以得到不同量程的电流表。
在图1中，当表头满度时，通过电流表的总电流为I ，通过表头的电流为I g 。 因为
()g g g g P U I R I I R ==-
故得 (
)g p g g
I R R I I =- （1）
如果表头的内阻R g 已知，则按照所需的电流表量程I ，由式(1)可算出分流电阻R P 的阻值。
２．电压表的改装
根据欧姆定律U=IR ，内阻为R g 的表头，若通以电流I g ，则
表头两端电压降为U g =I g R g ,因此直流电流表可以对直流电压进行测量。通常R g 的数值不大，所以表头测电压的量程也很小。为了测量较高的电压，需在表头上串联一个阻值较大的电阻R S (如图2)，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 称为扩程电阻。选用不同的扩程电阻，可以得到不同量程的电压表。
在图2中,设改装后伏特计的总电压为U ,当表头指针满刻度时,扩程电阻R S 两端的
电压为S g s g U I R U U ==-,于是有
g s g g g
U U U R R I I -==- （2）
根据所需要的电压表量程U 和表头内阻R g ,由式(2)可算出扩程电阻R S 的阻值。
式(2)中I g 和U g 分别为表头的满刻度电流和满刻度电压。
3．电表的校准
电表扩程后必须经过校准才能使用。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)进行测量比较。
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 ,使改装表的量程与标准表的指示数相一致。
校准刻度时,要同时记下待校表的读数I x 和标准表的读数I S 。从而得到该刻度的修正值x s x I I I ?=-。将同一量程的各个刻度都校准一遍,可绘出x x I I ?-的折线图,即校准曲线(图3)。在以后使用这个电表时,可以根据校准曲线对测量值做出修正,以获得较高的准确值。
作校准曲线()x x x s x U U U U U ?-?=-,以x U 为横坐标。
数据表格：
1、电流表扩程及校准数据记录
I 标 0 0.74 1.41 2.15 2.96 3.64 4.38 I 改（格数） 0
2 4 6 8 10 12 I 改（mA ）
0.8
1.6
2.4
3.2
4
4.8
U g U S I g
R g
R S U .A
B
A μx
I ?x
I 0图2
0 0.06 0.19 0.25 0.24 0.36 0.42
I 标 5.15 5.83 6.59 7.37 8.12 8.9 9.29 I 改（格数） 14
16 18 20 22 24 25 I 改（mA ） 5.6 6.4 7.2 8 8.8 9.6 10
0.45
0.57
0.61
0.63
0.68
0.7
0.71
2、改装及校准数据电压表记录
U 标 0 0.398 0.769 1.16 1.551 1.918 2.321 U 改（格数） 0
2 4 6 8 10 12 U 改（V ）
0.4
0.8
1.2
1.6
2
2.4
0 0.002 0.011 0.04 0.009 0.082 0.079
U 标 2.731 3.125 3.526 3.925 4.33 4.76 4.94 U 改（格数） 14
16 18 20 22 24 25 U 改（V ）
2.8
3.2
3.6
4
4.4
4.8
5
0.069 0.075 0.074 0.075 0.07 0.04 0.06
实验步骤：
1．将量程为100μA 的表头扩程至10mA 。 （1）计算分流电阻R P 理论值。 （2）按图4连接电路。
（3）校准量程，得到R P 实际值。 （4）校准改装电流表刻度值。 （5）作校准曲线x x I I ?-折线图。
2．将100μA 的表头改装为5V 的电压表。 （1）计算扩程电阻S R 理论值。
（2）按图5连接电路。
（3）校准量程，得到S R 实际值。 （4）校准改装电压表刻度值。 （5）作校准曲线x x U U ?-折线图。
mA
+_
A
μ.
E
K
R
R 1
R p
A
B
C
V
+
_
+
_
R S
E
K
A
μ
图 4 图 5
数据处理：
1、两改装表的校准曲线
电流表改装校准曲线：
电压表改装校准曲线：
误差分析：
1．在调节接入电阻的实际值时，不能达到理想状态。
2．要正确进行读数和记录测量值的有效数字。估读时产生的误差。3．电表本身存在的误差，仪器放久了发生不准确现象。