1、南 昌 大 学 物 理 实 验 报 告课程名称： 大学物理实验 实验名称： 电表改装 学院： xx 学院 专业班级： xxxxxxxxx 学生姓名： XXX 学号： xxxxxxxxx 实验地点： 513 座位号： xx 号 实验时间： 第 x 周 星期二 下午 4 点开始 一、实验目的：1. 测量微安表头的电阻测值 ；gR2. 掌握 100mA 的电流表头改装成较大电流量程的电流表与电压表的方法；3. 掌握学会校准电流表与电压表的方法二、实验原理：常用的直流电流表和直流电压表都有一个共同部分，即表头。表头通常是磁电式微安表。根据分流和分压原理，将表头并联或串联适当阻值的电阻，即可改装成所需量
2、程的电流表或电压表。一 、将微安表改装成电流表微安表的量程 I 很小，在实际应用中，若测量较大的电流，就必须扩大量程。扩大量程的方法是g在微安表的两端并联一分流电阻 R 。如图 1 所示，这样就使大部分被测电流从分流电阻上流过，而S通过微安表的电流不超过原来的量程。设微安表的量程为 I ，内阻为 R ，改装后的量程为 I，由图 1，根据欧姆定律可得， gg（I - I ）R = I RSR =SgI设 n = I /I , 则 gR = (1)S1ng图 1 图 2由上式可见，要想将微安表的量程扩大原来量程的 n 倍，那么只须在表头上并联一个分流电阻，其电阻值为 R = 。S1ng二 将微安表
3、改装成电压表我们知道，微安表虽然可以测量电压，但是它的量程为 I R ，是很低的。在实际应用中，为了能g测量较高的电压，在微安表上串联一个附加电阻 R ，如图 2 所示，这样就可使大部分电压降在串联H附加电阻上，而微安表上的电压降很小，仍不超过原来的电压量程 I R 。g设微安表的量程为 I ，内阻为 R ，欲改装电压表的量程为 U，由图 2，根据欧姆定律可得，ggI (R + R )=UgHR = R （2） gI三 改装表的校准改装后的电表必须经过校准方可使用。改装后的电流表和电压表的校准电路分别如图 3 和图 4 所示。首先调好表头的机械零点，再把待校的电流表（电压表）与标准表接入图 3
4、（或图 4）中。然后一一校准各个刻度，同时记下待校电流表（或电压表）的示值 I（或 U）和标准表的示值和 I （或SU ）。以待校表的示值 I（或 U）为横坐标，示值 I（或 U）的校准值 I= I -I（或 U= U -U）为纵S S坐标，作校准曲线。作校准曲线时，相邻两点一律用直线连接，成为一个折线图，不能连成光滑曲线。图 3 图 43、实验仪器：微安表、滑线变阻器、电阻箱、直流稳压电源、欧姆表、开关等。4、实验内容和步骤：一 电流表的改装和校准1. 将量程为 50 的微安表改装成量程为 25mA 的毫安表。根据式（1）计算出 的理论值，用电阻A SR箱作为 ，将电阻箱调到理论值并与表头并
5、联构成改装电流表；SR2. 以实验室给出的毫安表为标准表，按图 3 连接好电路，然后校准标准表和改装表的机械零点，再校准改装表量程。3. 校准量程：将滑线变阻器调至输出电压为零处，经老师检查无误后合上开关 S。再将输出电压缓慢增加，使改装表正好指向满刻度，观察标准表是否指在满刻度 50 处。若不是，则调节电阻箱的阻A值，并调节滑线变阻器，使改装表和标准表同时满刻度，这一过程称为校准改装表的量程。校准量程后电阻箱的读数为分流电阻的实际值。4. 校准刻度：校准量程后，调节滑线变阻器，使电流逐渐从大到小，然后再从小到大地变化到满刻度，改装表每改变 23mA，记下对应的标准表的读数，填入表中。5. 作
6、校准曲线：根据校准表和改装表的对应值，算出它们的修正值 I=Is-Ix。在坐标纸上画出以 I 为纵坐标，I x 为横坐标的校准曲线。6. 确定电表的准确度等级：找出校正结果中最大的绝对误差（即 Imax） ,将它除以电表量程可以得到该电表的标准误差。根据标准误差的大小即可标定电表的准确度等级。仪表精度等级有 0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，5.0二 电压表的改装和校准1. 将量程为 50 的微安表改装成量程为 5V 的电压表。根据式（2）计算出 的理论值，用电阻箱A HR作为 ，将电阻箱调到理论值并与表头串联，即称为改装的电压表；HR2. 以实验室给出的直流电压表为标准表，按图
7、 4 连接好电路，然后校准标准表和改装表的机械零点，再校准改装表量程。3. 校准量程：将滑线变阻器调至输出电压为零处，经老师检查无误后合上开关 S。再将输出电压缓慢增加，同时调节电阻箱的阻值，并调节滑线变阻器，使改装表和标准表同时满刻度。校准量程后电阻箱的读数为分压电阻的实际值。4. 校准刻度：校准量程后，调节滑线变阻器，使电压逐渐从大到小，然后再从小到大地变化到满刻度，改装表每改变 0.40.6 V，记下对应的标准表的读数，填入表中。5. 作校准曲线：根据校准表和改装表的对应值，算出它们的修正值 U=Us-Ux。在坐标纸上画出以U 为纵坐标，U x 为横坐标的校准曲线。5、实验数据与处理：1
8、.实验原始数据 用万用表测得表头内阻 2.008kgR测得表头满偏电流 99.6mAI电流表改装的目标量程 25mA算得 8.0 gSIR电压表改装的目标量程 5VU算得 48192.8 gHRI2.改装电流表和电压表的校准曲线1 2 3 4 5 6 7 8 9 10(mA)标I25.0 21.0 19.0 16.0 14.0 10.0 8.0 6.0 4.0 2.0(mA)改 24.95 21.04 19.14 15.73 13.93 10.26 8.06 6.08 4.07 2.05(mA)I0.05 -0.04 -0.14 0.27 0.07 -0.26 -0.06 -0.08 -0.0
9、7 -0.051 2 3 4 5 6 7 8 9 10(V)标 5.0 4.4 4.0 3.6 3.0 2.4 2.0 1.6 1.0 0.4(V)改U5.02 4.37 4.01 3.63 2.99 2.44 1.98 1.62 0.98 0.39(V)-0.02 0.03 -0.01 -0.03 0.01 -0.04 0.02 -0.02 0.02 0.016、误差分析：产生误差的主要原因： 1. 电阻箱阻值误差，特别是 1.2 阻值较小较小的阻值误差就会产生电流表的误差。电表本身的系统误差。 2. 读数误差（估读）。七、思考题：1标称电表满刻度时，改装的电表未满刻度或超过满刻度，这两种情
10、况倍增电阻是大还是小？ 对于改装的电流表，未满刻度时，倍增电阻小，因其分流大。 超过满刻度，倍增电阻大，因其分流小。 对于改装的电压表，未满刻度时，倍增电阻大，因其分压大。 超过满刻度，倍增电阻小，因其分压小。 2校正后的电表使用时，它的测量误差是否可以比标准的误差小些？试取任意刻度值加以比较。 本实验不可以，因校正后的改装表的精度 5.0（或 0.7）低于标准表（0.5）。若校正后的改装表的精度高于标准表，则可以。3为什么校正电表时需要把电流（或电压）从小到大做一遍，又从大到小做一遍？，两者完全一致说明了什么？不一致说明了什么？ 主要是看刻度线是否均匀。两者完全一致说明刻度线是均匀的；不一致说明刻度线是不均匀的。八、附上原始数据：
