电表的改装及校正标准报告.docx

电表的改装与校正实验目的1 .掌握数字万用电表的使用方法；2 .掌握运用串并联电路的欧姆定律将电表进行改装的原理和方法；3 .学会用比较法对电表进行校正，并能够进行级别判断实验原理I串并联电路1.将表头改装成多量程电流表：如图1所示，在表头的两端并联小电阻Rp后串联接入电路，根据的规律，有U R Ug,即igRg (I ig)Rp可推得 i RR1 i)ig鼻Rp由上式可见：如果Rp足够小，则图1中虚线框整个部分可作为电流表来测量大电流根据表头的满度电流Ig和内阻Rg ,按扩大电流量程的倍数来选用合适的小电阻与表头并联，现将表头改装成I n nig , Im mig的两量程电流表，n、m为扩大倍数，且nvm如图2所示，据串并联电路的欧姆定律，有:(1)开关K扳向1n时，与表头并联的总电阻为RpR1R2Rg①(2)开关K扳向Im时，R成为表头内阻的一部分，则与表头并联的分流 电阻为1_R1 --(RgR2)②m 1由①②两式可得nm n公R1 Rg，R2 Rg ③m(n 1)m(n 1)2.将表头改装成多量程电压表图2两个量程的电流表如图3所示，若与表头串联大电阻 RS后并联接入电路，根据串并联电路的规律，有 U Ig(Rg Rs)。

由上式可见，对于同一表头 Rg和Ig ,电阻Rs越大，两端承受的电压越大，于是可将此表盘重新标定并作为一个电压表使用Ig R g R s图4两个量程的电压表将双掷开关扳向Um时，可得：Rs RgUm根据表头的满度电流1cl和内阻Rq ,按照电压量程倍数将表头改装成量 gg如图 4所示，有:程为Un IgRn, Um I gRm的两量程电压表,上式表明，电压表内阻与相应的量程之比等于表头满度电流的倒数，即常数S0 ( ◎/V),此常数称为电压灵敏度若知道了 &和量程，就可以根据“内阻=量程XSo”来计算电表各量程对应的内阻了则有对改装量程为Um的电表，其内阻为Rs Rg ri 「2 Rg UmS0④对改装量程为Un的电表，其内阻为 「1 Rg UnSo⑤由上两式可得「1 UnSo Rg ；「2 (Um Un)So⑥3.用比较法校正电表并确定改装表的级别：改装表需经校正后才能使用，所谓校正，就是将被校电表与标准电表同时测量一定的电流(或电压)，看其指示值与标准表上的值相符合的程度实验电路如图5和图6将被校表的满刻度分成 n个等间隔的刻度值进行校正，设被校表的指示值为I ,标准表的读数为I便可获得一组相应的数据Ii和Ioi(i=1,2,……n )。

对每一个被校点，都可算出偏差AIi=Ioi-Ii,求出n个△Ii中绝对值最大的|AIi | max,便可求得被校表的精度LE100%里桂再根据E的大小，按“就邻近大档”的原则确定被校表的准确度等级So实验仪器表头(100g),毫安表，电压表，直流稳压电源，电阻箱 (2个)，滑线变阻器，双掷开关，导线若1操作要点1 .用数字万用表测得表头内阻Rqg2 .将Ig 100pA的表头改装成In 1mA, I m 5mA两个量程的电流表⑴算出并联电阻R1、R2的值;⑵按实验线路图接好电路，分别对In档和Im档进行校正，记录数据①In档量程校正：K先接In档，使改装表满偏，读出标准表对应值，得出改装表满刻度修正值A =Io-Io②Im档量程的校正和准确度等级的确定：根据改装表上的刻线，每隔1/5满刻度等间隔地使电流先“由小到大”再“由大到小”，读取改装表各点的指示值 I i及标准表两次对应值 I 0i ,算出各组对应的平均值I7( i= 1,2……5),定出改装表该档的级别，并作出校正曲线3 .将表头改装为Un 1V, Um 5V的两量程电压表:⑴计算串联电阻阻值ri和「2⑵按实验图连接好校准电路，分别对Un 1V , Um 5V两个量程进行校正，记录数据。

同电流表校正相同，首先测量 Un档的满刻度偏差，然后对 Um档进行校正并确定该档级别，并作出校正 曲线预习思考题n倍，应 联◎的电阻；如果改1 .表头量程Ig很小(内阻为 Rg),如果改装电流表量程扩大 装成量程为Un的电压表，应—联◎的电阻答：并；-n申 Un串；—Rg2 .校正电流、电压表电路中，滑线变阻器Rb采取 接法，其线路特点是两固定端直接与 相连接，从 和—接负载其中，校正电流表电路中，1KQ电阻的彳^用是 一答：分压；电源；一固定端；滑动端；保护标准电流表和表头3 .对一个量程为 5A的电流表各刻度进行校正时，发现最大偏差为0.08A,则该表的准确度等级是答：E 008 100% 1.6%,所以等级S 2.5级5数据处理1 .用数字万用表测得表头内阻Rg 2.86Kg2 .电流表的校正nR1 Rgm(n 1)102860 63.650(10 1)⑴根据③式算出并联电阻 R、R2的值:m n 50 10R2Rg 2860 254.2m(n 1)50(10 1)⑵分别对1n档和Im档进行校正:a、1n 1mA档量程的校正:I 20.1 0.05 1.005(mA); I0 1(mA) I I0 I 0.005(mA)I0.005则此档电流表精度为 E —— 100%100%0.5% 判定级别S=0.5级I1I (mA)b、Im 5mA档量程的校正:测量数据如下表所示Ii (mA)1.0002.0003.0004.0005.00010i (mA)由小一大1.0102.0253.0304.0455.040由人一小1.0202.0303.0354.0505.045Ioi(mA)1.0152.02753.03254.04755.0425I i(mA)0.0150.02750.03250.04750.0425c、作出校正曲线(Im 5mA档)d、判断Im 5mA档级别：精度 e「〔max 100% 0.0475 100% 0.95%重程5则I m 5mA档改装电流表级别为 S=1.0级3 .电压表的校正⑴计算串联电阻阻值 r1和r2 : _43「1 UnS0 Rg 102.86 107.14(K ), 上(Um Un) So 40(K )⑵分别对U n和Um档进行校正a、U1V档量程的校正:U 24.7 0.04 0.988(V) ； U0 1(V) U U0 U -0.012 (V)U 0.012E —— 100% 1.2%则可判定等级S=1.5级Un 1b、Um 5V档量程的校正：（数据表格如下）Ui(V)1.0002.0003.0004.0005.000U0i(V)由小一大0.9641.9562.9243.9404.944由人一小1.1041.9762.9523.9484.948UT(V)1.0341.9662.9383.9444.946Ui(V)0.034-0.034-0.062-0.056-0.054c、作出Um 5V档的校正曲线A U(V)0.040，0.030 ■-0.010 ,0.020 f 0.010 0-0.040 .-0.050 ,-0.060 ■-0.020 ■-0.030 ■1.000.000 3.000 4.000 5.000 U (V)d、对Um 5V档进行级别判定：…UmaxI 0.062精度 E ——100% 100% 1.24%Um5则Um5V档改装电压表级别为 S=1.5级误差分析及讨论1 .改装表、标准电流表和电压表、标准电阻箱及万用表示数不准所带来的系统误差。

2 .测量时，由于个人因素所带来的随机误差课后思考题1 .若校准电流表处理数据时，发现被校表读数总是大于标准表读数，其原因何在？校准电压表出现此 情况呢？答：校准电流表时，Up UpnI 改 I改 Ip (n 1)I 改 Ip (n 1)? -pRg (n 1)RpRgRp与式子Rg (n 1)Rp相比较可知：选定的 Rp的值偏大，Rp值偏大的原因由Rg (n 1)Rp可知在 于Rg的测量值偏大了校准电压表时，I (Rg Rs) — U UIg(Rg Rs)与式子U Ig(Rg Rs)比较可知：选定的 Rs的值偏小，I g,-Um -―-…Rs值偏小的原因由Rs — Rg可知还是在于Rg的测量值偏大I g2 .现有量程分别为 5、20、10R 200的标准毫安表，要对 5mA的改装表进行校正，应选哪个(档)毫安 表；如果校正改装表满该度时，标准表指针超过最大刻度，该怎样处理答：①标准表选用 5mA档；②选用20mA档或调节滑线变阻器使标准表指针向左偏转3 .若用数字万用表测得某电阻时屏上显示“002”，请问应怎样才能得到较准确的阻值答：将万用表电阻档调至较小量程再进行测量4 .设计电路图将表头改装成两个量程的电流表和两个量程的电压表。

要求只用一个表头和一个多档转换 开关，并计算所需串并联电阻的阻值(提示，设计线路时要考虑接入的标准表对改装表的影响最小)nR1Rgm(n 1)R2m(n 1)Rg改装电压表时，除外部分整体相当于量程即Iq Ng的电流表，则 ggS可得nIgR3UnnIg0R4nUmUnnIg1 .实验文字部分(2 .数据处理部分(10):实验目的、15):数据表格、评分标准(30分)实验原理、实验仪器、实验内容、回答预习思考题 计算、结果表达式3. 分析讨论部分（ 5） ：误差原因分析、课后思考题。