电表改装与校准实验报告

时间:2020-11-28 09:38:05 手机站 阅读量:

大学物理实验报告

实验时间:2016年3月14日

成绩:学号:73

成绩:

学号:73

班级:自动化153班

姓名:廖俊智

实验目的:

1、 测量微安表头的内电阻 R,量程Ig

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:

?微安表头的内电阻Rg,量程lg的测定

测量内阻Rg的方法很多,本实验采用替代法。如图1所示。当被改电流计 俵头)接在电路中时,

用电阻箱R13替代被测电流计,调节电阻箱选择适当的电压 E和Rw值使表头满偏,记下此时标准电流表的读数 la ;不改变电压E和

用电阻箱R13替代被测电流计,调节电阻箱

R13的阻值使标准电流表的读数仍为 I a,此时电阻箱的

阻值即为被测电流计的内阻 Rg。

图1

图1

1?将 A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 RP (如图1)使流过表头的电 流只是总电流的一部分。表头和 Rp组成的整体就是电流表。Rp 称为分流电阻。选用不同阻值的 Rp可以得到不同量程的电流表。

4

4

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Ig 因为

Ug IgRg (I Ig)Rp

故得

Rp

(-I^-)Rg

I Ig g

(1)

如果表头的内阻 尽已知,则按照所需的电流表量程 I, Rp的阻值。

2 .电压表的改装 根据欧姆定律U = IR内阻为Rg的表头,若通以电流Ig,则 表头两端电压降为Ug=|gRg,因此直流电流表可以对直流电压 进行测量。通常Rg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FS(如图2),使超过表头电压量程的那部分电压降落 在电阻Rs上,Rs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。

由式(1)可算出分流电阻

A.叮 /A

Ug

Us

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 Rs两端的 电压为Us IgRs U Ug ,于是有

U RgIgU U

U Rg

I

g

I g

根据所需要的电压表量程U和表头内阻Rg,由式(2)可算出扩程电阻Rs的阻值。式

根据所需要的电压表量程

⑵中Ig和Ug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FP或Rs,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Ix和标准表的读数Is。从而得 到该刻度的修正值Ix Is Ix。将同一量程的各个刻度都校准一遍 可绘出Ix Ix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

数据表格:

Ux Ux( Ux Us Ux),以 Ux 为横坐标。

1、电流表扩程及校准数据记录

8 10 12 TOC \o "1-5" \h \z I标 0

8 10 12

I改(格数) 0 2

I改(mA) 0

心| 0

I标

I改(格数) 14 16

I 改(mA)

18 20

8

22 24

25

10

2、改装及校准数据电压表记录

U标

U标

0

U改(格数)

0

2

4

U 改(V)

0

0

U标

U改(格数)

14

16

18

U改(

:V)

6

8

10

2

12

20

22

24

25

4

5

实验步骤:

将量程为100 ^A的表头扩程至10mA

计算分流电阻RP理论值。

按图4连接电路。

校准量程,得到Rp实际值。

校准改装电流表刻度值。

作校准曲线 J lx折线图。

将100^A的表头改装为5V的电压表。

计算扩程电阻 艮理论值。

按图5连接电路。

校准量程,得到氏实际值。

校准改装电压表刻度值。

作校准曲线Ux Ux折线图。

图4

A

S

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:

矫正I

0.S

0.S

电压表改装校准曲线:

修止U

误差分析:

?在调节接入电阻的实际值时,不能达到理想状态。

?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

?电表本身存在的误差,仪器放久了发生不准确现象。

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