电表的改装与校正实验目的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p R 后串联接入电路，根据的规律，有 g R U U =， 即 p g g g R I I R I )(-= 可推得g Pg gPPg I R R I R R R I )1(+=+=由上式可见：如果p R 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g I 和内阻g R ，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g n nI I = ，g m mI I =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I n 时，与表头并联的总电阻为g p R n R R R 1121-=+= ① （2）开关K 扳向I m 时，R 2 成为表头内阻的一部分，则与表头并联的分流电阻为)(1121R R m R g +-=②由①②两式可得g R n m n R )1(1-=，g R n m n m R )1(2--= ③ 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R S 后并联接入电路，根据串并联电路的规律，有 )(s g g R R I U +=。

由上式可见，对于同一表头g R 和g I ，电阻s R 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。

图1n图2 两个量程的电流表 图3根据表头的满度电流I g 和内阻g R ，按照电压量程倍数将表头改装成量程为n g n R I U =，m g m R I U =的两量程电压表，如图4所示，有：将双掷开关扳向m U 时，可得：01S I U R R gmg s ==+ 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S 0（Ω/Ｖ），此常数称为电压灵敏度。

若知道了S 0和量程，就可以根据“内阻＝量程×S 0”来计算电表各量程对应的内阻了。

则有对改装量程为m U 的电表，其内阻为 021S U R r r R R m g g s =++=+④对改装量程为n U 的电表，其内阻为 01S U R r n g =+ ⑤ 由上两式可得g n R S U r -=01 ； 02)(S U U r n m -=⑥3. 用比较法校正电表并确定改装表的级别：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I 0 ，便可获得一组相应的数据I i 和I 0i ( i ＝1, 2,……n ) 。

对每一个被校点，都可算出偏差ΔI i ＝I 0i －I i ，求出ｎ个ΔI i 中绝对值最大的｜ΔI i ｜max ，便可求得被校表的精度%100max⨯∆=量程iI E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1．用数字万用表测得表头内阻g R 。

2．将μA 100=g I 的表头改装成mA 1=n I ，mA 5=m I 两个量程的电流表 ⑴算出并联电阻1R 、2R 的值；m图４ 两个量程的电压表图5 校正电流表的电路图1K Ω图6 校正电压表的电路图⑵按实验线路图接好电路，分别对n I 档和m I 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 ＝I 0－I 。

②Ｉm 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i I 0( 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V U n 1=，V U m 5=的两量程电压表： ⑴计算串联电阻阻值1r 和2r⑵按实验图连接好校准电路，分别对V 1=n U ，V 5=m U 两个量程进行校正，记录数据。

同电流表校正相同，首先测量U n 档的满刻度偏差，然后对U m 档进行校正并确定该档级别，并作出校正曲线。

预习思考题1．表头量程I g 很小（内阻为R g ），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U n 的电压表，应____联_____Ω的电阻。

答：并；g R n 11-；串；g gn R I U - 2．校正电流、电压表电路中，滑线变阻器R b 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，1K Ω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0.08 A ，则该表的准确度等级是______。

答：%6.1%100508.0=⨯=E ，所以等级5.2=S 级 数据处理1．用数字万用表测得表头内阻Ω=K R g 86.2。

2．电流表的校正⑴根据③式算出并联电阻1R 、2R 的值:Ω=⨯-=-=6.632860)110(5010)1(1g R n m n R ， Ω=⨯--=--=2.2542860)110(501050)1(2g R n m n m R⑵分别对n I 档和m I 档进行校正： a 、mA I n 1=档量程的校正：)(005.105.01.20mA I =⨯=； )(10mA I = )(005.00mA I I I =-=∴∆则此档电流表精度为 %5.0%1001005.0%100=⨯=⨯=IIE ∆判定级别S=0.5级b 、mA 5=m I 档量程的校正：c 、作出校正曲线（mA I m 5=档）d 、判断mA I m 5=档级别： 精度 %95.0%10050475.0%100max=⨯=⨯∆=量程iI E则mA I m 5=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1r 和2r ：)(14.71086.2103401Ω=⨯-=-=K R S U r g n ， )(40)(02Ω=⋅-=K S U U r n m⑵分别对n U 和m U 档进行校正 a 、V U n 1=档量程的校正：)(988.004.07.24V U =⨯=； )(10V U = =-=∆∴U U U 0-0.012 (V)1.0002.0003.0004.0005.000(mA)%2.1%1001012.0=⨯=∆=nU U E 则可判定等级S=1.5级 b 、V U m 5=档量程的校正：（数据表格如下）c 、作出V U m 5=档的校正曲线d 、对V U m 5=档进行级别判定： 精度 %24.1%1005062.0%100max=⨯-=⨯∆=mU UE则V U m 5=档改装电压表级别为S=1.5级误差分析及讨论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，(V)p g pp gp p p R n R R U R U n I I n I I nI )1()1()1(-<⇒>-⇒>-⇒+>改改改与式子p g R n R )1(-=相比较可知：选定的p R 的值偏大，p R 值偏大的原因由p g R n R )1(-=可知在于g R 的测量值偏大了。

校准电压表时，)()(s g g gs g R R I U U I IR R I +>⇒⋅<+与式子)(s g g R R I U +=比较可知：选定的s R 的值偏小，s R 值偏小的原因由g gms R I U R -=可知还是在于g R 的测量值偏大。

2．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）。

g R n m nR )1(1-=g R n m nm R )1(2--=改装电压表时，除外部分整体相当于量程即g g nI I ='的电流表，则g gnI I S 110='='n R R g g =' 可得 n R nI U R gg n -=3gnm nI U U R -=4 评分标准(30分)1. 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、课后思考题公共端。