1、1电表的改装与校准（二） 将表头改装为伏特表、欧姆表；校正改装后的电表【实验目的】 1、了解磁电式电表的基本结构；2、掌握电表的校准方法，学会作校准曲线。【实验仪器】二、电表的改装（1 ）将表头改装为安培表（2 ）将表头改装为伏特表表头的满度电压很小，一般为零点几伏。为了测量较大的电压，在表头上串联电阻 ，如图 6 所0R示，使超过表头所能承受的那部分电压降落在电阻 上。表头和串联电阻 组成的整体就是伏特表，串0R0联的电阻 称为扩程电阻。选用不同大小的 ，就可以得到不同量程的伏特表。0R设改装后的电压表量程为 ，当表头满刻度时有：U00(1)()gggUnI式中， 为电压表的扩程倍数。可见，
2、要将表头测量的电压扩大 倍时，只要在该表头上串联阻n n值为 扩程阻值 。表头的 、 事先测出，根据需要的电压表量程，由上式即可算出应串联(1)gR0gIR的电阻值。一般地，由于电压表量程 远大于表头的量程 ，串联电阻 会远大于表头内阻 。g0RgR（3 ）将表头改装为欧姆表最简单一种电路如图 7 所示。设待改装表的内阻为 ，量程为 。电源电动势 与固定电阻gRgIE（称为限流电阻） 、可变电阻 （称为调零电阻）串联。 为被测电阻，测量时将其接在 、 两1RPRx AB点之间。由闭合电路的欧姆定律可知，接入 后，表头所指示的电流：x 1xgPxIR当 、 的值一定时， 的一个值与 的一个值相对
3、应，即与表头指针的一个偏转角E1gPxxI相对应，所以表面可以按电阻值来划分刻度。现在来看三个特殊的刻度：（1 ）当 时，即 、 间短路，调节使电路中的电流 。0xRAB1gPEIR此时电流强度最大，表头指针应指在满刻度。 和 是给定的， 是可调节的。如果没有g2，电流可能超过而使表头损坏，所以 起限制表头电流不能超过 的作用，故称为限流电阻。1R1RgI（2 ）当 时，即 、 间断路，电路中电流为零，所以表头指针停留在最初的刻度上，这个xAB刻度就是电阻为 时的刻度。（3 ）当 时，即当待测电阻值恰等于电阻挡内部电阻值时，电流1xgPR12()2ggPIEI此时，表头指针应该刚好指在表面正中
4、央位置，这个刻度表示的电阻值 ，称1gPR为电阻挡的欧姆中心（或中值电阻） ，用 表示，即 。式中 是由综合内阻ZR1ZgPRZ确定的。而综合内阻可以随需要决定，也就是说可以根据需要来选定。万用表大多数采用1gPR和 来作为电阻挡刻度的欧姆中心。24综上所述，图 7 所示电路原则上可以测量 范围内所有阻值。依据被测电阻 与电流值0xR的对应关系，可将表头的标度尺按已知电阻值划分刻度，就可以直接用来测量电阻。因为 时，xI 。表头指针在零位； 时， ，表头指针在正中央； 时， ，表头指0xxZR2gxI 0xRxgI针在量程 处。所以，欧姆表的刻度为反向刻度，且刻度是不均匀的，电阻 越大刻度间隔
5、越密。gI三、电表的校准电表扩程后，要经过校准才可以使用。所谓校准就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： 10%最 大 绝 对 误 差最 大 相 对 误 差 量 程根据标称误差的大小，将电表分为不同的等级，即为 。例如：若 ，则该K0.5%1.0标 称 误 差电表的等级为 级。其中 、 、 、 、 、 、 是电表的等级。根据最大1.00.1.20.5152相对误差的大小就可以定出电表的等级。例如：标准某电压表，其量程为 ，若该表
6、在 处的误差最大，其值为 ，试确定该3V.2V表属于哪一级？10%.210.40.5最 大 绝 对 误 差最 大 相 对 误 差 量 程因为 ，故该表的等级属于 级。0.24.5.5电表的标准结果除了用等级表示外，还常用标准曲线表示。即以被校电表的指示值 为横坐标，xiI以校正值 （ 等于标准电表的指示值 与被校表相应的指示值 的差值，即 ）为纵iIi siIxiIisii3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（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、将量程为 的表头扩程为 电流表，并参考图 9 进行校准。mA
7、10mA2、将表头改装为 的电压表，并参考图 10 进行校准。0V3、将表头改装为欧姆表，并绘制欧姆表表盘。【数据记录与处理】1、电流表的改装和校准 （选择标准表的 量程）20A标准电流表读数 ()SIm被校表读数 ()gImA被校表扩程后的理论值 ()xI大 小小 大 平均()SxImA最大相对误差电表精度等级0.30.40.50.60.70.840.91.02、电压表的改装和校准（1 ）改装扩程电阻 ()FR内阻 ()gR满度电流 ()gImA扩程后 量程V()m计算值 实际值（2 ）校准标准电压表读数 ()SV被校表读数 ()xImA改装为电压表后的理论值 ()xV大 小小 大 平均 ()SxV最大相对误差 电表精度等级0.34.560.78.91.03、欧姆表的改装电源电压 /V0()/xR/xImA中值电阻 /ZR0.120.34.560.70.5V850.90 (1)gImA思考题1、 校正电流表时，如果发现改装的毫安表读数总是高于标准电流表的读数，分流电阻应调大还是调小?为什么? 2、 校正电压表时，如果发现改装的电表读数总是低于标准电压表的读数，分压电阻应调大还是调小? 为什么 ?
