万用电表的制作与定标 预习报告.docVIP

实验七 万用电表的制作与定标 实验目的： 1．学习电表改装的原理及方法。 2．掌握电表校准的方法。 实验原理： 一、电表的改装 1. 替待法测表头内阻 表头线圈的电阻Rg称为表头内阻。它的测定方法很多，这里介绍一种替代法，测量线路如图1所示。 将K2置于2处，调节R0使表A0在一较大示值处（同时注意表A的指针不要超过量程）；将K2置于1处，保持R0不变，调节Rn使表A0指在原来位置上，则有Rn=Rg。（思考并写出半偏法测待改表内阻的计算公式） 2．将表头改装为安培计(看懂课本84页直流电流档的设计的原理) 3．将表头改装为伏特计 (看懂课本84-85页直流电压档的设计的原理) 二、电表的校准 电表在扩大量程或改装后，还需要进行校准。所谓校准是使被校电表与标准电表同时测量一定的电流（或电压），看其指示值与相应的标准值（从标准电表读出）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，即 标称误差= (3) 根据标称误差的大小，将电表分为不同的等级，常记为K。例如,若0.5%标称误差≤1.0%，1.0级。 电表的校准结果除用等级表示外，还常用校准曲线表示。即以被校电表的指示值Ixi为横坐标，以校正值ΔIi（ΔIi等于标准电表的指示值Isi与被校表相应的指示值Ixi的差值，即ΔIi=Isi-Ixi）为纵坐标，两个校正点之间用直线段连接，根据校正数据作出呈折线状的校正曲线(图2所示 不能画成光滑曲线）。在以后使用这个电表时，根据校准曲线可以修正电表的读数。 实验步骤： 1．测量表头的内阻 按图1连接电路，用“替代法”测表头的内阻Rg。 Rg= 2、首先根据课本84页原理用下面公式计算出扩程的毫安表和伏特计的外接电阻的值。 毫安表外接电阻： = 伏特计的外接电阻：= 3、将量程为200μA或100μA的表头扩程为5mA （1） （2）(满刻度点)，然后再校正标有标度值的点。(把你扩程电表中“+”与“-”这两条引出线当成电流表的正负两个接线端串联到一个带有直流电源和直流电流毫安表的回路中，然后调节RS使到你自己扩程电流表的读数与标准直流毫安表5mA档的读数一致) （3） （4））i为纵坐标，在坐标纸上画出校正曲线。 标准毫安表示数I标准(mA) 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 改装电表示数I理论(mA) 上升时 下降时 平均值(三位小数) 绝对误差ΔI=I理论—I标准(mA) 平均绝对误差： 4、将量程为100μA的表头改装为0-5V的电压表 （1） （2）(满刻度点)，与校准电流表的方法相似(把你改装电表中“+”与“-”这两条引出线当成电压表的正负两个接线端并联到一个带有直流电源和并联有直流电压表的回路中，然后调节Rm使到你自己改装电压表的直流电压的读数与标准电压表5V档的读数一致) （3）4））i为纵坐标，在坐标纸上画出校正曲线。 标准电压表示数(V) 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 改电压表示数(V) 上升时 下降时 平均值 绝对误差(mA) 平均绝对误差： 注意事项 1.接通电源前，应检查滑线变阻器的滑键是否在安全位置。 2.调节电阻箱时，防止电阻值从9到0的突然减小。 3.记录时注意有效数字位数。 问题讨论： 1.为什么校准电表时需要把电流（或电压）从小到大做一遍又从大到小做一遍？ 答：由于电表的灵敏度有限，可能在电表指针上升或下降的时候会造成指针的指向的偏差。指针读数由小变大时，会造成读数总体变小。而指针读数由大变小时，会造成读数总体增大。从小到大做一遍又从大到小做一遍可以减少实验误差。 2.校正电流表时，如果发现改装表的读数偏高，应如何调整？ 答：减少R1的值。 3.一量程为500μA，内阻1kΩ的微安表，它可以测量的最大电压是多少？如果将它的量程扩大为原来的N倍，应如何选择扩程电阻？ 答：量程为500μA，内阻1kΩ的微安表，它可以测量的最大电压是10-3V。 如果将它的量程扩大为原来的N倍，应选择扩程电阻500(N-1)K。 4.要求设计出用电位差计校准电流表或电压表的电路图。\ K1 K2 ε R0 A Rn 1 2 μA μA A0 图1 替待法测表头内阻电路图 RW μA mA R1 标准表 待改表 半偏法测待改表内阻