大学实验《电表改装与校准》

第一篇：大学实验《电表改装与校准》

电表的改装与校准

注：本实验仅供参考，如有雷同纯属巧合。

[实验目的] 1．学会测定表头的内阻和满度电流；

2．熟悉电流表、电压表、欧姆表的构造原理，学会改装并校准电流表、电压表的基本方法。

[实验仪器] DH4508型电表改装实验仪1台（使用说明见附录），ZX21a电阻箱（可选用）。

[实验原理] 常见的磁电式电流计主要由放在永久磁场中的由细漆包线绕制的可以转动的线圈、用来产生机械反力矩的游丝、指示用的指针和永久磁铁所组成。当电流通过线圈时，载流线圈在磁场中就产生一磁力矩M磁，使线圈转动，从而带动指针偏转。线圈偏转角度的大小与通过的电流大小成正比，所以可由指针的偏转直接指示出电流值。

1．表头的主要参数的测定

表头的主要参数：量程和内阻。量程是指针偏转满刻度时可测的最大电流值Ig，也称表头的满偏电流。表头的内阻Rg是偏转线圈的直流电阻。电表的内阻是电表两端的电阻。测量内阻Rg的方法很多，这里介绍常用的两种方法：

（1）半偏法也称中值法

测量电路如图1-a所示，（请问：为什么这里用限流接法？）将K2断开，K1闭合，接通电

路，调节RW使表头满偏，记下此时标准表的读数Ig，然后接通K2，在保持标准表的读数仍为Ig的情况下，调节电阻箱R2的值使表头恰好为满刻度值的一半（这时若标准表的读数不为Ig，则应调节RW使标准表回复到原读数Ig，并再调节电阻箱R2使表头恰好为满刻度值的一半处，如此反复），则RgR2。

（2）替代法

测量电路如1-b所示，将K2置于1处，调节RW使表头满偏（或在某一较大示值处），记下此时标准表的读数Ig；将K2置于2处，调节R2使标准表的读数仍为Ig，则RgR2。

替代法是一种运用很广的测量方法，具有较高的测量准确度。（请问：如何确定表头的量程？）

2．将表头改装成大量程的电流表

在表头两端并联一个阻值较小的分流电阻Rp（如图2），使流过表头的电流只是总电流的一部分。

表头G和Rp组成的整体就是电流表。选用不同阻值的Rp能得到不同量程的电流表。

在图2中，当表头满偏时，通过电流表的总量程为I，通过表头的电流为Ig，根据欧姆定律有

故得Rp

IgRgIIgRp I倍，则 IgRpRgnIgRgIIg，若表头的量程要扩大n（1）

测出表头的量程Ig和内阻Rg，按所需的电流表量程I，可算出分流电阻Rp。

3．将表头改装成大量程的电压表

在表头上串联一个阻值较大的分压电阻RS（如图3），使超过表头电压量程的那部分电压降落在电阻RS上。RS亦称为扩程电

阻。

表头和RS组成的整体就是电压表。选用不同阻值的RS可以得到不同量程的电压表。

在图3中，当表头满偏时，通过表头的电流为Ig，设改装后电压表总量程为U，因为UIgRgRS，则

RSURgURg

（2）Ig式中1/IgRg/Ug称为电压表的每伏欧姆数，这是一个很重要的参数，单位为V1。由（2）式根据所需要的电压表量程U和表头量程Ig、内阻Rg，可算出分压电阻RS。

4．电表的校正

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）测量，进行比较。校正电表时，应做到“三校”：

（1）校零点。在电路没接通之前，检查被校表表头和校准表是否指零，否则要机械调零；（2）校量程。接通电路，用标准表校准改装表的量程。校准时若稍有差异，可稍调RP和RW（或调RS和RW），使之符合量程要求。

（3）校其他刻度值。在校准其他刻度时，校正点应选在被校表（即改装表）的量程范围内各个标度值的位置上，并使被校表的电流（或电压）等间隔单调上升和单调下降各一次（即从大到小校准5-10个刻度值，然后再从小到大重复校一遍），依次同时记下被校表和标准表在各校点的读数，分别记为IX和IS（或，从而得到该刻度的修正值IISIX（或UUSUX），并用坐标纸绘出电UX和US）表的校正曲线图IIX（或UUX），如图4所示。（校正曲线的作用：在以后使用这个改装表测量时，根据校正曲线可修正电表的读数，得到较为准确的测量结果。）

5．电表的标称误差和等级

标称误差是指电表的读数和准确值的差异，它包括了电表在构造上各种不完善的因素所引起的误差。为了确定标称误差，将改装电表和一个标准电表同时测量一定的电流（或电压），称为校准。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，即为该电表的标称误差。即

最大的绝对误差标称误差＝100%

量程根据标称误差的大小，可确定电表的准确度等级。按照国家标准，指针式电表一般分为7个准确度等级，即0.1,0.2,0.5,1.0,1.5,2.5,5.0共7个等级。电表的等级是国家对电表规定的质量指标，电表出厂时一般已将级别标在表盘上。

[实验内容] 测定DH4508型电表改装与校准实验仪上面表头的内阻Rg。（参看电路图1）

将Ig1mA的表头扩程改装成量程为Ig15mA和电流表，并按图5电路对改装表进行校准。

将Ig1mA的表头扩程改装成量程为Um7.5V和电压表，并按图6电路对改装表进行校准。

请思考：为什么本实验的电路都是用限流接法而不用分压接法？

[数据处理] 整理并建立实验数据列表。

用坐标纸作出改装电表的校准曲线图IxIx（或UxUx）。计算改装电表的标称误差。

[附录DH4508型电表改装与校准实验仪简介] 1．主要技术参数

指针式被改电表：量程1mA,内阻约155，精度1.5级。

电阻箱：调节范围011111.0，精度0.1级。

标准电流表：02mA,020mA两个量程，三位半数显，精度0.5级。标准电压表：02V,010V两个量程，三位半数显，精度0.5级。

可调稳压源：输出范围02V,010V两个量程，稳定度0.1%/min，负载调整率0.1%。供电电源：交流220V10%,50Hz。外型尺寸：400mm250mm130mm。2．使用说明

仪器内附指针式电流计、标准电流表、标准电压表、可调直流稳压电源、十进式电阻箱、专用导线及其它部件，无需配件便可完成多种电表的改装实验。

仪器的面板见附图1

附图1 面板示意图

1．稳压电源调节电位器

2．稳压电源输出端

3．稳压电源指示表头

4．标准电压表输出端

5．标准电压表

6．指针式电流计

7．指针式电流计输入端

8．标准电流表

9．标准电流表输入端

10．RW电位器

11．R1电阻

12．R1、R2电阻器 13．RG电阻

第二篇：年电表改装与校准实验报告

大学物理实验报告 实验时间：2020 年 3 月 14 日 实验名称：

电表的改装与校准

成绩：

学号：6101215073 实验目的：

班级：

自动化 153 班

姓名：廖俊智 1、测量微安表头的内电阻gR，量程gI

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：

1.微安表头的内电阻gR ，量程gI 的测定 测量内阻gR 的方法很多，本实验采用替代法。如图 1 所示。当被改电流计(表头)接在电路中时，选择适当的电压 E 和WR 值使表头满偏，记下此时标准电流表的读数aI ；不改变电压 E 和WR 的值，用电阻箱13R 替代被测电流计，调节电阻箱13R 的阻值使标准电流表的读数仍为aI，此时电阻箱的阻值即为被测电流计的内阻gR。

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 R P（如图 1）使流过表头的电流只是总电流的一部分。表头和 R P 组成的整体就是电流表。

R P称为分流电阻。选用不同阻值的 R P 可以得到不同量程的电流表。

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 I g。

被改装电流计 +

– mA ° °

+

– mA °° °13R2 WR

E °II g R gR PI-I gA 图 1 图 3

因为()g g g g PU I R I I R    故得

()gp ggIR RI I

（1）

如果表头的内阻 R g 已知，则按照所需的电流表量程 I，由式(1)可算出分流电阻R P 的阻值。

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

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R S 两端的 电压为S g s gU I R U U    ,于是有 gs gg gU UUR RI I  

（2）

根据所需要的电压表量程 U 和表头内阻 R g ,由式(2)可算出扩程电阻 R S 的阻值。式(2)中 I g 和 U g 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 R P 或 R S ,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 I x 和标准表的读数 I S。从而得到该刻度的修正值x s xI I I   。将同一量程的各个刻度都校准一遍,可绘出x xI I   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()x x x s xU U U U U      ,以xU 为横坐标。

数据表格：

1、电流表扩程及校准数据记录

I 标 0 0.74 1.41 2.15 2.96 3.64 4.38 I 改（格数）

0 2 4 6 8 10 12 I 改（mA）

0 0.8 1.6 2.4 3.2 4 4.8

0 0.06 0.19 0.25 0.24 0.36 0.42

I 标 5.15 5.83 6.59 7.37 8.12 8.9 9.29 I 改（格数）16 18 20 22 24 25 U g U SI gR gR SU.A B A xI xI0图 2

I 改（mA）

5.6 6.4 7.2 8 8.8 9.6 10

0.45 0.57 0.61 0.63 0.68 0.7 0.71 2、改装及校准数据电压表记录 U 标 0 0.398 0.769 1.16 1.551 1.918 2.321 U 改（格数）

0 2 4 6 8 10 12 U 改（V）

0 0.4 0.8 1.2 1.6 2 2.4

0 0.002 0.011 0.04 0.009 0.082 0.079

U 标 2.731 3.125 3.526 3.925 4.33 4.76 4.94 U 改（格数）16 18 20 22 24 25 U 改（V）

2.8 3.2 3.6 4 4.4 4.8 5

0.069 0.075 0.074 0.075 0.07 0.04 0.06 实验步骤：

1．将量程为 100µA 的表头扩程至 10mA。

（1）计算分流电阻 R P 理论值。

（2）按图 4 连接电路。

（3）校准量程，得到 R P 实际值。

（4）校准改装电流表刻度值。

（5）作校准曲线x xI I   折线图。

2．将 100 µA 的表头改装为 5 V 的电压表。

（1）计算扩程电阻SR 理论值。

（2）按图 5 连接电路。

（3）校准量程，得到SR 实际值。

（4）校准改装电压表刻度值。

（5）作校准曲线x xU U   折线图。

mA+_A .E KR R 1R pABCV+_+_R SEKA  图 4

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：

电压表改装校准曲线：

误差分析：1 ．在调节接入电阻的实际值时，不能达到理想状态。

2．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。

3．电表本身存在的误差，仪器放久了发生不准确现象。

第三篇：电表的改装与校准之思考题(昆工)

1.电表上升,下降情况下读数不严格一致是由于升降变差引起的，即表计机械方面的原因引起的误差。

普通电炉丝是纯阻性电阻，原理上可以通过分流扩大电流表量程，但由于它是一段电阻丝，并接在电流表表头电阻两端时间一长容易断，故还是用薄膜电阻器为好。

2.校准电流表时被校电表读数总是大于标准读数的原因:是分流电阻阻值偏大或分流电阻连接不良。

校正电流表时，如果发现改装的毫安表读数总是高于标准表的读数，分流电阻应调大还是调小?为什么?答：应调小。让电路中标准表读数不变，即保持回路电流不变，分流电阻值减小后将会分得更多的电流，从而使流过被改装表表头的电流减小，改装表的读数也减小。校正电压表时，如果发现改装的电压表读数总是低于标准表的读数，分压电阻应调大还是调小?为什么?答：应调小。让电路中标准表读数不变，即加在改装电表上电压值不变。调小电阻，改装表的总电阻降低，流过改装毫安表的电流增大，从而读数也增加。

3.电流表分压要足够小，不能影响与其串联的用电器的电压，所以电流表的电阻要足够小。而表头的电阻较大，这就需要一个电阻很小的分流电阻与其并联才能使改造后的电流表电阻足够小，且该分流电阻要分去大部分流过电流表的电流，所以用普通电炉丝做分流电阻是不可以的。因为电炉丝的电阻率较大，既不能分去较大的电流，也不能降低电流表的电阻。

第四篇：高中物理实验中电表读数问题探讨

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高中物理实验中电表读数问题探讨

作者：林明华

来源：《物理教学探讨》2012年第10期

摘要：测量记录的原始实验数据应客观反映测量的准确性，对刻度尺类的读数大家很容易把握，但对电表读数究竟该如何读的问题却存在争议，而且争论了这么多年还没能达成共识，至今仍争论不断。本文根据电表的特点再谈谈个人的看法，提出让更多教师认可的读数方法。关键词：高中物理实验：电表读数方法

中图分类号：G633.7

文献标识码：A

文章编号：1003-6148（2012）10（S）-0028-3

第五篇：实验一 容量仪器的校准

实验一容量仪器的校准

1.实验目的①了解容量仪器校正准的原理和过程；

②学习滴定管校准及容量瓶与移液管之间相对较准的操作；

③体会和分析实验过程中误差产生的原因；

④回忆滴定管、容量瓶、分析天平的使用；

2.实验原理

①校准的必要性：玻璃容量仪器出厂前其刻度或标示容量已经经过校准，而且误差在应在允许范围之内。但在长期的使用过程中由于实际的腐蚀等原因，或当分析测定的准确度要求比较高时，有必要再次对所使用的玻璃仪器进行校准。

②玻璃量器的校准方法：衡量校准法和容量比较法。

③衡量校准法：依据被校准的玻璃量器量出的水的体积、质量和该温度下水的密度之间关系为原理进行校准。

④容量比较法：移液管和容量瓶的容量比较法的校准过程是相对较准过程，以液面最低点与容量品表现是否重合确定实验所用移液管和容量瓶能否配套使用。

3.实验过程

①测量实验温度，从表格中读取该温度下水的密度；

②将带校准的滴定管加水至约零克度，记录初读数；

③用分析天平称重具塞锥形瓶初始质量，每从滴定管中放约10ml水于具塞锥形瓶后，盖瓶塞，记录滴定管末读数，称出锥形瓶质量，算出质量差；

④平行试验两次，记录数据，进行计算；

⑤用移液管移取25ml水于100ml容量瓶中，重复四次；

⑥以液面最低点与容量瓶标线为标准，估读体积差。

4.实验数据（见表3）

5.实验结果与误差分析

①衡量校准法对滴定管的校准：在从滴定管放水于具塞锥形瓶的过程中，若有水滴落在瓶口，或者锥形瓶颈上的水在塞子盖上、拔出的过程中附着在塞子上，就会有难以避免的水的蒸发。一次实验需要四组数据，实验时间也较长，上述水的蒸发会引起实验误差。所以在清洗完具塞锥形瓶后，不仅应当把外壁的水擦干，还需把瓶口、颈及瓶塞上的水擦干，以减小因水分蒸发引起的误差。并且在滴定管读数的过程中，应把瓶塞塞紧，以获得更加精确的读数。②移液管与容量瓶之间体积差的估读：容量瓶颈与滴定管颈相似，在实验现象显示液面最低点与刻度线相差分别约2mm、1mm，因此体积差约为0.1ml。

6.思考题

容量瓶及其他玻璃量器的干燥为什么采用晾干的方式，是否可以采用加热（如在烘箱中加热）烘干的方式？

答：容量瓶、移液管等玻璃仪器不能进烘箱，会影响测量的准确性。