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大学物理:电表的改装及校准

实验2 电表的改装及校准
【实验目的】
1.了解磁电式微安表的结构和工作原理
2.学会测量微安表的量程和内阻
3.将微安表改装为指定量程的电压表和电流表
4.对改装表进行校准
【实验仪器】
电源(3A8V)、滑动变阻器(J2354-22Ω-4A,BX7-400Ω-0.58A)、被改装电表(2.5级,1mA)、标准电压表和电流表,数字多用电表(VC9801A+)、开关、导线等。

【实验原理】
1.表头的量程和内阻是表征表头性能的基本参数,改装表头必须知道其内阻,测定表头内阻可
直接用数字多用电表测。

2.将表头改装为安倍表
3.如图4所示,扩大表头量程的方法是在表头两端并联一小阻值电阻Rp,扩程后AB端的电
流为I=Ig+Ip,电阻Ip越小,电流I越大。

4.设要求改装表头的量程为I,由于表头和并联电阻两端电压电压相等,则Ig*Rg=Ip*Rp=(I-
Ig)*Rp,所以Rp=Ig∗Rg
I−Ig
(1)
5.将微安表改装为电压表
6.如图5所示,扩大表头量程的方法是在表头两端串联一大电阻Rs,扩程后ab端的电压为
Uab=Ug+Us。

7.设表头改装的电压表量程为Uab,由于表头和串联电流相等,则Ig=Ug
Rg =Us
Rs
=Uab−Ug
Rs
,所以,
Rs=Uab−Ug
Ug ∗Rg=Uab
Ig
−Rg (2)
8.改装表的校准
9.图6和图7为改装表的校准电路,虚线框内为改装装电表,标准电表的量程等于或略大于
改装电流表的量程。

(1)改装表量程的校准
慢慢调节滑动变阻器Ro的滑动端,使标准表指针指向改装量程(I或Uab),此时改变表指针应指向满偏量程否则微调电阻Rp或Rs,使改装表指针指在改装表满偏量程处。

(2)改装表刻度的校准
调节滑动变阻器,使改装表指针从零刻度开始慢慢增大,每隔5条分度线记录一次改装表和标准表的读数Ii,再使改装表指针从满偏刻度开始慢慢减小,每隔5条分度线记录一次改装表和标准表的的读数Ii′,计算两次电流的平均值Ii的平均值Ii′′或电压的平均值Ui′′,比较两电流表差ΔIi(或ΔUi),以电流Ii为横坐标,ΔIi为纵坐标,由各次测量值连接而成的折线即为改装表的校准曲线。

【实验内容】
1.测量被改装电表(1mA)的内阻。

2.将1mA微安电流表改装成20mA电流表并进行校准。

3.将1mA微安电流表改装成2V电压表并进行校准。

4.绘制改装电表的校准曲线,计算改装电表的最大引入误差和等级。

【实验步骤】
1.直接用多用电表测出被改装电表内阻为103.2Ω。

2.根据被改装电表的量程分别算出接入电阻Rp为5.431Ω和Rs为1896.8Ω。

3.根据所给电路图连接电箱。

4.分别观察标准电压,电流表的示数、并与对应的值比较表头。

5.画出校准曲线。

【实验数据与处理】
改装为安倍表(mA)改装为电压表(V)改装表标准右边为反向误差改装表标准右边为反向误差
0 0.01 0.04 0.025 0 -0.001 -0.001 -0.001
0.1 1.96 2.02 -0.01 0.1 0.219 0.205 0.012
0.2 3.99 3.82 -0.095 0.2 0.433 0.415 0.024
0.3 5.90 5.78 -0.16 0.3 0.645 0.624 0.0345。

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