电表的改装与校正标准报告.pdf

电表的改装与校正电表的改装与校正实验目的实验目的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实验原理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IGIg+－IRRP图 1串并联电路的规律，有URUg，即IgRg (I  Ig)Rp可推得I Rg RPRPIg (RgRP1)Ig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In nIg，Im mIg的两量程电流表，n、m为扩大倍数，且n＜m如图 2 所示，据串并联电路的欧姆定律，有：（1）开关K扳向In时，与表头并联的总电阻为＋－GIgRgRPR1ImR2InK图 2两个量程的电流表Rp R1 R21Rg①n 1（2）开关K扳向Im时，R2成为表头内阻的一部分，则与表头并联的分流电阻为1(Rg R2)m 1由①②两式可得R1R1②nmn③Rg，R2Rgm(n1)m(n1)2. 将表头改装成多量程电压表如图 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IgRg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GRS图 3..下载可编辑....根据表头的满度电流Ig和内阻Rg，按照电压量程倍数将表头改装成量程为Un IgRn，Um IgRm的两量程电压表，如图 4 所示，有：将双掷开关扳向Um时，可得：Rs RgUm1 S0IgIgRgRSG＋－ r1r2UnUmK图４ 两个量程的电压表上式表明，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（Ω/Ｖ） ，此常数称为电压灵敏度若知道了S0和量程，就可以根据“内阻＝量程×S0”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 r1 r2 RgUmS0④对改装量程为Un的电表，其内阻为r1 RgUnS0⑤由上两式可得r1UnS0 Rg；r2 (UmUn)S0⑥3. 用比较法校正电表并确定改装表的级别：标准表mAERbKb＋－GIgRgRPR1R2ImKIn改装表1KΩERbKbIgRgRS改装表G＋－ r1r2UnUmKＶ标准表图 6校正电压表的电路图图 5校正电流表的电路图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I0，便可获得一组相应的数据Ii和I0i (i＝1, 2,……n ) 对每一个被校点，都可算出偏差ΔIi＝I0i－Ii，求出ｎ个ΔIi中绝对值最大的｜ΔIi｜max，便可求得被校表的精度E Iimax量程100%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S实验仪器实验仪器表头（100μA） ，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，导线若干操作要点操作要点1．用数字万用表测得表头内阻Rg2．将I Ig g  100100μAμA的表头改装成I In n  1 1mAmA，I Im m  5 5mAmA两个量程的电流表⑴算出并联电阻R1、R2的值；..下载可编辑....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ΔI＝I0－I②Ｉm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Ｉi及标准表两次对应值Ｉ0i，算出各组对应的平均值I0i(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r1和r2⑵按实验图连接好校准电路，分别对U Un n  1 1V V，U Um m  5 5V V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预习思考题1．表头量程Ig很小（内阻为Rg） ，如果改装电流表量程扩大 n 倍，应____联_____Ω的电阻；如果改装成量程为Un的电压表，应____联_____Ω的电阻答：并；U1Rg；串；n Rgn 1Ig2．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，1KΩ电阻的作用是___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 0.08100% 1.6%，所以等级S  2.5级5数据处理数据处理1．用数字万用表测得表头内阻Rg 2.86K。

2．电流表的校正⑴根据③式算出并联电阻R1、R2的值:R1n10mn5010Rg2860  63.6，R2Rg2860  254.2m(n1)50(101)m(n1)50(101)⑵分别对In档和Im档进行校正：a、In1mA档量程的校正：I I   2020. .1 1 0 0. .0505   1 1. .005005( (mAmA) )；I I0 0  1 1( (mAmA) ) I I   I I0 0  I I   0 0. .005005( (mAmA) )..下载可编辑....则此档电流表精度为E E   I II I 100100%%  0 0. .0050051 1 100100%%   0 0. .5 5%%判定级别 S=0.5 级 b、I Im m  5 5mAmA档量程的校正：测量数据如下表所示Ii(mA)I0i(mA)由小→大由大→小1.0001.0001.0101.0101.0201.0201.0151.0150.0150.0152.0002.0002.0252.0252.0302.0302.02752.02750.02750.02753.0003.0003.0303.0303.0353.0353.03253.03250.03250.03254.0004.0004.0454.0454.0504.0504.04754.04750.04750.04755.0005.0005.0405.0405.0455.0455.04255.04250.04250.0425I0i(mA)Ii(mA)c、作出校正曲线（I Im m  5 5mAmA档）ΔI(mA)0.0500.0400.0300.0200.01001.000 2.000 3.000 4.000 5.000I (mA)d、判断I Im m  5 5mAmA档级别：精度E Iimax量程100% 0.0475100%  0.95%5则I Im m  5 5mAmA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：r1UnS0 Rg1042.86103 7.14(K)，r2 (UmUn)S0 40(K)⑵分别对Un和Um档进行校正a、Un1V档量程的校正：U  24.70.04  0.988(V)；U01(V)U  U0U -0.012 (V)..下载可编辑....E UUn0.012100% 1.2%则可判定等级 S=1.5 级1b、Um 5V档量程的校正： （数据表格如下）Ui(V)U0i(V)由小→大由大→小1.0001.0000.9640.9641.1041.1041.0341.0340.0340.0342.0002.0001.9561.9561.9761.9761.9661.966-0.034-0.0343.0003.0002.9242.9242.9522.9522.9382.938-0.062-0.0624.0004.0003.9403.9403.9483.9483.9443.944-0.056-0.0565.0005.0004.9444.9444.9484.9484.9464.946-0.054-0.054U0i(V)Ui(V)c、作出Um 5V档的校正曲线ΔU(V)0.0400.0300.0200.0100-0.010-0.020-0.030-0.040-0.050-0.0601.000 2.000 3.000 4.000 5.000U (V)d、对Um 5V档进行级别判定：精度E UmaxUm100% 0.0625100% 1.24%则Um 5V档改装电压表级别为 S=1.5 级误差分析及讨论误差分析及讨论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，..下载可编辑....nI改 I改 Ip (n1)I改 Ip (n1)UpRgUpRp Rg (n1)Rp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) IU U  Ig(Rg Rs)与式子U  Ig(Rg Rs)比较可知：选定的Rs的值偏小，IgRs值偏小的原因由RsUm Rg可知还是在于Rg的测量值偏大Ig2．现有量程分别为 5、20、100、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） AμABCDμAEFGR3R4mAR1R2ImInUnUm公共端R1nRgm(n1)R2m  nRgm(n 1)改装电压表时，除外部分整体相当于量程即Ig nIg的电流表，则11RgRgS0nIgnIgUnRg可得R3nIgn评分标准评分标准(30(30 分分) )R4UmUnnIg1. 实验文字部分（10） ：实验目的、实验原理、实验仪器、实验内容、回答预习思考题2. 数据处理部分（15） ：数据表格、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..下载可编辑..。