电表的改装——实验报告
实验报告
实验名称电表的改装与校准实验时间201*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RIgIRpIgg2、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RUUgU图2电压表改装
sIgIRgg3、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（100A）、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1005189638．737．7表2电流表校正数据记录(mA)：被校表读数Ix6.004.504.003.503.002.502.001.501.000.50标准表读数Is6.004.604.003.583.052.602.101.601.080.58IxIsIx00.1000.080.050.100.100.100.080.08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1001189681048504表4电压表校正数据记录（V）：被校表读数Ux1.000.900.800.700.600.500.400.300.200.10标准表读数Us1.000.920.820.730.610.590.410.320.220.11UxUsUx00.020.020.030.010.090.010.020.010.01【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=
0.15.0100%2%δ改装电压表的标称误差=
0.091.0100%9%0Ixi
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
RgRWR3Rx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，IEIg，这时指针满偏。
RgRWR3当Rx=Rg+RW+R3时，I电阻，显然R中=Rg+RW+R3。
E1Ig，这时指针在表头的中间位置，对应的阻值为中值
RgRWR3RX2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。
扩展阅读：电表改装实验报告
得分教师签名
深圳大学实验报告
课程名称：大学物理实验（1）实验名称：电表改装
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专业：班级：
组号：指导教师：报告人：学号：
实验时间：年月日星期
实验地点
实验报告提交时间：
批改日期
1一、实验目的了解电表改装的原理和方法二、实验原理：1、将量程为Ig=1mA,内阻为Rg的毫安表的量程扩大为I＝10mA的电流表的原理图及理论计算公式Rs=IgRgIIg=Rgn1n=I为电流扩大倍数，Rg可以在微安表上找到。其次校准分流Ig将标准表调到5.00mA，同时改装表应指向满刻度（这时可能需要改变分流电阻），电阻Rs，记下实际分流电阻，最后校准改装表的等级；分5段逐点校准，填入数据记录表，“下行”指电表读数由高到低逐点进行校准，“上行”则相反。2、将量程为Ig=1mA,内阻为Rg的毫安表的量程扩大为V＝10V的电压表的原理图及理论计算公式先计算分压电阻Rm：Rm=URg，IgU为改装后电压量程。再校准分压电阻Rm：将标准表调到10.00V，同时改装表则调到满刻度（可改变分压电阻Rm），同时记下实际分压电阻；最后按照数据记录表校准改装表的等级。3、将1mA量程的待改装电流表改装为串连分压式欧姆表的原理图及理论叙述取U=1.5V，将Rx短路，调节Rw，使毫安表正好指向1mA，这时Rw+R3+Rx=1500。：当Rx=1500时，毫安表读数为0.5mA，这一电阻成为“中值电阻”R中=Rw+R3+Rx=1500。然后按照数据记录表定的Rx值标定表面刻度，从而可见，欧姆表的刻度是反向的：1mA处为0；0mA处为∞。以I为纵坐标，Rx为横坐标作IRx图并连成光滑曲线。三、实验仪器：改装电表集成箱（电流表头，标准电流表，标准电压表，电阻箱，电源，单刀双掷开关，导线等四、实验内容和步骤：1、测定待改装表的电阻Rg连线图及步骤调节R1，Rw,电源电压，当标准表的读数为1mA且待改装表读数为0.5mA时，则Rg=R12、将量程为Ig=1mA,毫安表的量程扩大为I＝10mA的连线图及实验步骤计算分流电阻RS的理论值，校对量程，记录分流电阻RS的实际值校对其他整刻度，让改装表的指针对准相应刻度，从标准表读数3、将量程为Ig=1mA毫安表的量程扩大为V＝10V的电压表的连线图及实验步骤计算分压电阻Rm的理论值，校对量程，记录分流电阻Rm的实际值校对其他整刻度：让改装表指针对齐刻度，读标准表的读数4、将1mA量程的待改装电流表改装为串连分压式欧姆表的连线图及实验步骤调节中值电阻，调节V=1.5v,表头满偏R3+Rw+Rg=1500欧标定欧姆表的刻度五、数据记录：组号：；姓名1、待改装表的电阻Rg=420Ω2、将量程为Ig=1mA,毫安表的量程扩大为I＝10mA的实验数据原电流表量程：Ig=_1_mA改装后量程：I=_10_mA=__49.00___Ω理论分流电阻：Rs=46.67Ω实际分流电阻：RS校对改装电流的数据：改装表理论读数/mA标准表读数/mA下行（读数减少）上行（读数增加）平均（3位小数）ΔI=(I-I理论)/mA2.0002.0202.0202.0200.0204.0004.0404.0204.0300.0306.0005.9605.9705.965-0.0358.0007.9607.9707.965-0.03510.00010.0009.9709.985-0.0153、将毫安表的扩大电压表的数据：原电流表量程：Ig=_1__mA改装后量程：U=10_V理论分压电阻：Rm=9580__Ω实际分压电阻：Rm=9490_Ω校对改装电压的数据：改装表理论读数/V标准表读数/V下行（读数减少）上行（读数增加）平均（3位小数）ΔU=(U-U理论)/V2.0002.0202.0202.0200.0204.0004.0804.0404.0600.0606.0006.0006.0106.0050.0058.0008.0408.0608.0500.05010.00010.00010.0201*.0100.0104、改装欧姆表的数据：中值电阻：1500；工作电压：10V按下表给定的Rx值标定表面刻度：Rx/ΩI/mA0100201*0040050070010001500201*3000400070001.000.940.880.830.790.750.680.600.500.420.330.270.18六、数据处理：1将数据按要求处理后，用坐标纸或计算机画出改装电流表的校准曲线（ΔI－I图），并按公式确定改装表的等级；E=0.35为0.5级2、用坐标纸或计算机画出ΔU－U校准曲线。并按公式确定改装表的等级；T=0.60.所以为1级3、以I为纵坐标，Rx为横坐标作I-Rx图并连成光滑曲线。七、实验结果与讨论：基本符合原先设想，但实验存在偏差八：问答题1．校准电流表时，若标准表的指针满刻度而改装表达不到，应怎样调节分流电阻使两表同时满刻度？电压表呢？保持其中一样不变，然后变化剩下的两个量，可以同时调节分流电阻和电压大小来同时满偏2．如图，在量程分别为I1,I2,I3的三量程毫安表中，哪档量程电流最大？哪档量程最小？mAI3最大，I1最小I1I2I3+3．如右图，将内阻为50Ω，最大量程刻度为50mV的磁电式电压表窜联两个电阻R1,R2，使之变成量程分别为3V和5V的双量程电压表，求R1，R2的数值。.VR1R2R1=2950欧，R2=201*欧5V3V4．电流表中串联适当的电阻即可用作电压表，试说明其理由。电流表和电压表的原理都是利用电流计来测量，用电流表来测量已知阻值的电阻利用欧姆定律可以知道电压大小指导教师批阅意见：成绩评定：预习（20分）操作及记录（40分）数据处理及思考题（40分）数据处理25分结果与讨论5分思考题10分报告整体印象总分注：1、报告内的项目或内容设置，可根据实际情况加以调整和补充；2、教师批改学生实验报告时间应在学生提交实验报告时间后10日内；3、教师可根据实验报告整体情况酌情扣分（10分）。
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