电表的改装与校准实验报告

实验名称 电表的改装与校准 实验时间 2006年11月 6日 姓 名 班 级 学 号 指导教师 报告批改教师 实验报告成绩 物理0511 【实验目的】

1、 掌握将微安表改装成较大量程电流表和电压表的原理和方法。

2、 学会校正电流表和电压表的方法。

【实验原理】

1、 微安表改装成电流表

微安表并联分流电阻Rp，使被测电流大部分从分流电阻

图1电流表改装

流过，表头仍保持原来允许通过的最大电流Ig。

并联分流电阻大小 RpIgIIR gg2、微安表改装成电压表 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 R图2电压表改装

sUUgIURg gIg3、 电表标称误差和校正 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%

【实验仪器】

稳压电源、微安表头（100A）、毫安表（0~7.5mA）、电压表(1~1.5V)、滑线变阻器(100Ω)、电阻箱(0~99999.9Ω).

【实验内容】

1、将量程为100μA的电流计扩程为5mA电流表

（1）记录电流计参数，计算分流电阻阻值，数据填入表1中。用电阻箱作RP，与待改装的电流计并联构成量程为5mA的电流表。 （2）连接电路，校正扩大量程后的电流表。应先调准零点，再校准量程(满刻度点)，然后校正标有标度值的点。

校正电流表的电路

校准量程时，若实际量程与设计量程有差异，可稍调RP。

校正刻度时，使电流单调上升和单调下降各一次，将标准表两次读数的平均值作为IS，计算各校正点校正值。

（3）以被校表的指示值Ixi为横坐标，以校正值ΔIi为纵坐标，在坐标纸上作出校正曲线。数据填入表2中。 （4）求出改装电流表的标称误差。

3、将量程为100μA的电流计改装为量程1V的电压表 （1）计算扩程电阻的阻值数据填入表3中。

（2）校正电压表。与校准电流表的方法相似。数据填入表4中。

【数据记录】

表1 电流表改装与校正仪器参数 （U0=1.08V） 满度电流Ig（A） 扩程电流I（mA） 电流计内阻Rg（） RP理论值 RP实际值 100 5 1896 38．7 37．7 表2 电流表校正数据记录(mA)： 被校表读数Ix 5.00 4.50 4.00 3.50 3.00 2.50 2.00 1.50 1.00 0.50 标准表读数Is 5.00 4.60 4.00 3.58 3.05 2.60 2.10 1.60 1.08 0.58 IxIsIx 0 0.10 0 0.08 0.05 0.10 0.10 0.10 0.08 0.08 表3 电压表改装与校准仪器参数（U0=2.58V）

满度电流Ig（A） 扩程电压U（V） 电流计内阻Rg（） Rs理论值 Rs实际值 100 1 1896 8104 8504 表4 电压表校正数据记录（V）： 被校表读数Ux 1.00 0.90 0.80 0.70 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 标准表读数Us 1.00 0.92 0.82 0.73 0.61 0.59 0.41 0.32 0.22 0.11 UxUsUx 0 0.02 0.02 0.03 0.01 0.09 0.01 0.02 0.01 0.01 【数据处理】

分别作出电流表和电压表的校正曲线。此后应用改装表进行测量时，根据校正曲线对测量的数值加以修

正，以得到准确的测量值。 ΔIi 改装电流表的标称误差=

0.1 5.0100%2% δ改装电压表的标称误差=

0.091.0100%9% 0 Ixi

校准曲线

【问题讨论】

1、标称误差的意义是什么？电表的校准有什么用途？

答：标称误差指的是电表的读数与准确值的差异，包括电表在构造上各种不完善因素引入的误差。为了确定标称误差，用改装电表和一个标准电表同时测量一定的电流或电压，从而得到一系列的对应值，这一工作称为电表的校准。电表校准的目的：一是要评定该表在改装后是否仍符合原表头准确度的等级；二是要绘制校准曲线，以便对改装后的电表能准确读数。

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，定义为该电表的标称误差。根据标定误差的大小，即可定出被校电表的准确度等级。如标定误差在0.2%至0.5%之间，则该表就定为0.5级。

通过校准，测量出电表各个指示值Ix和标准电表对应的指示值Is，从而得到电表刻度的修正值。作出校准曲线ΔIi~Ixi，ΔUi~Uxi。根据校准曲线可以修正电表的读数。

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RP和分压电阻RS?

答：改装电流表读数比标准表偏高，说明分流电阻RP不够小，应减小分流电阻RP；

改装电压表读数比标准表偏高，说明分压电阻Rs不够大，应增大分压电阻Rs。 3、如何用微安表改装欧姆表？

答：以串联分压式为例，其原理电路如图所示。

E为电源，R3为限流电阻，RW为调“零”电位器，Rx为被测电阻，Rg为等效表头内阻。RG与RW一起组成分流电阻。

欧姆表使用前先要调“零”点，即a、b两点短路，（相当于RX=0），调节RW的阻值，使表头指针正好偏转到满度。即：欧姆表的零点是就在表头标度尺的满刻度(即量限)处，与电流表和电压表的零点正好相反。

当a、b端接入被测电阻Rx后，电路中的电流为I++改装表E

RgRWR3Rx对于给定的表头和线路来说，Rg、RW、R3都是常量。由此可见，当电源端电压E保持不变时，被测电阻和电流值有一一对应的关系。即接入不同的电阻，表头就会有不同的偏转读数，Rx越大，电流I越小。短路a、b两端，即Rx=0时，IEIg，这时指针满偏。

RgRWR3当Rx=Rg+RW+R3时，I电阻，显然R中= Rg+RW+R3。

E1Ig，这时指针在表头的中间位置，对应的阻值为中值

RgRWR3RX2当Rx=∞（相当于a、b开路）时，I=0，即指针在表头的机械零位。

所以欧姆表的标度尺为反向刻度，且刻度是不均匀的，电阻R越大，刻度间隔愈密。如果表头的标度尺预先按已知电阻值刻度，就可以用电流表来直接测量电阻了。