电表改装实验报告

时间:2024.3.27

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              

学院:                                  

专业:                班级:         

组号:           指导教师                          

报告人:              学号                  

实验时间:                 星期         

实验地点                                       

实验报告提交时间:                           


第二篇:电表的改装与校正实验报告


实验四  电表的改装和校准

实验目的

1.掌握电表扩大量程的原理和方法;

2.能够对电表进行改装和校正;

3.理解电表准确度等级的含义。

实验仪器:

微安表,滑线变阻器,电阻箱,直流稳压电源,毫安表,伏特表,开关等。

实验原理:

常用的直流电流表和直流电压表都有一个共同部分,即表头。表头通常是磁电式微安表。根据分流和分压原理,将表头并联或串联适当阻值的电阻,即可改装成所需量程的电流表或电压表。

一  将微安表改装成电流表

微安表的量程I很小,在实际应用中,若测量较大的电流,就必须扩大量程。扩大量程的方法是在微安表的两端并联一分流电阻R。如图1 所示,这样就使大部分被测电流从分流电阻上流过,而通过微安表的电流不超过原来的量程。

设微安表的量程为I,内阻为R,改装后的量程为I,由图1,根据欧姆定律可得,    

                  (I - I)R= IR

                        R=

设n = I /I, 则  

                    R=                            (1)

由上式可见,要想将微安表的量程扩大原来量程的n倍,那么只须在表头上并联一个分流电阻,其电阻值为R= 。

         图1                       图2

二  将微安表改装成电压表

我们知道,微安表虽然可以测量电压,但是它的量程为IR,是很低的。在实际应用中,为了能测量较高的电压,在微安表上串联一个附加电阻R,如图2所示,这样就可使大部分电压降在串联附加电阻上,而微安表上的电压降很小,仍不超过原来的电压量程IR

设微安表的量程为I,内阻为R,欲改装电压表的量程为U,由图2,根据欧姆定律可得,

                     I(R+ R)=U

                  R =  R            (2)                                                

三  改装表的校准

改装后的电表必须经过校准方可使用。改装后的电流表和电压表的校准电路分别如图3和图4所示。

首先调好表头的机械零点,再把待校的电流表(电压表)与标准表接入图3(或图4)中。然后一一校准各个刻度,同时记下待校电流表(或电压表)的示值I(或U)和标准表的示值和I(或U)。以待校表的示值I(或U)为横坐标,示值I(或U)的校准值I= I-I(或U= U-U)为纵坐标,作校准曲线。作校准曲

线时,相邻两点一律用直线连接,成为一个折线图,不能连成光滑曲线。


                  图3

                  图4


            

实验步骤:

 一  电流表的改装和校准

1. 将量程为50μA的微安表改装成量程为50mA的毫安表。根据式(1)计算出R的理论值,用电阻箱作为R,将电阻箱调到理论值并与表头并联构成改装电流表;

2. 以实验室给出的毫安表为标准表,按图3连接好电路,然后校准标准表和改装表的机械零点,再校准改装表量程。

3. 校准量程:将滑线变阻器调至输出电压为零处,经老师检查无误后合上开关S。再将输出电压缓慢增加,使改装表正好指向满刻度,观察标准表是否指在满刻度50mA处。若不是,则调节电阻箱的阻值,并调节滑线变阻器,使改装表和标准表同时满刻度,这一过程称为校准改装表的量程。校准量程后电阻箱的读数为分流电阻的实际值。

4. 校准刻度:校准量程后,调节滑线变阻器,使电流逐渐从大到小,然后再从小到大地变化到满刻度,改装表每改变10mA,记下对应的标准表的读数,填入表中。

5. 作校准曲线:根据校准表和改装表的对应值,算出它们的修正值I=Is-Ix。在坐标纸上画出以I为纵坐标,Ix为横坐标的校准曲线。

6. 确定电表的准确度等级:找出校正结果中最大的绝对误差(即Imax,将它除以电表量程可以得到该电表的标准误差。根据标准误差的大小即可标定电表的准确度等级。

仪表精度等级有0.1,0.2,0.5,1.0,1.5,2.5,5.0

二  电压表的改装和校准

1. 将量程为50μA的微安表改装成量程为5V的电压表。根据式(2)计算出RH的理论值,用电阻箱作为RH,将电阻箱调到理论值并与表头串联,即称为改装的电压表;

2. 以实验室给出的直流电压表为标准表,按图4连接好电路,然后校准标准表和改装表的机械零点,再校准改装表量程。

3. 校准量程:将滑线变阻器调至输出电压为零处,经老师检查无误后合上开关S。再将输出电压缓慢增加,同时调节电阻箱的阻值,并调节滑线变阻器,使改装表和标准表同时满刻度。校准量程后电阻箱的读数为分压电阻的实际值。

4. 校准刻度:校准量程后,调节滑线变阻器,使电压逐渐从大到小,然后再从小到大地变化到满刻度,改装表每改变1 V,记下对应的标准表的读数,填入表中。

5. 作校准曲线:根据校准表和改装表的对应值,算出它们的修正值U=Us-Ux。在坐标纸上画出以U为纵坐标,Ux为横坐标的校准曲线。

实验数据处理:

R=3610Ω

1. 将微安表改装成电流表

R理论=3.7Ω;R实际=3.6 Ω

最大绝对误差Imax  =3.25mA

标准误差=Imax/量程×100%=3.25/50×100%=6.5%

电表的准确度等级为   级

(这组实验数据不太好,仪表精度等级大于5.0%,说明改装表校的不准。)

2. 将微安表改装成电压表

RH理论=96390_Ω;RH实际=96370

最大绝对误差Umax=0.1V

标准误差=Umax/量程×100%=0.1/5×100%=2.0%

电表的准确度等级为2.5级

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