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.doc

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。设改装后的电压表量程为,当表头满刻度时有:式中,为电压表的扩程倍数。可见,要将表头测量的电压扩大倍时,只要在该表头上串联阻值为扩程阻值。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。  (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(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:当、的值一定时,的一个值与的一个值相对应,即与表头指针的一个偏转角相对应,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。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,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。(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,电流此时,表头指针应该刚好指在表面正中央位置,这个刻度表示的电阻值,称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。万用表大多数采用和来作为电阻挡刻度的欧姆中心。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,。表头指针在零位;时,,表头指针在正中央;时,,表头指针在量程处。所以,欧姆表的刻度为反向刻度,且刻度是不均匀的,电阻越大刻度间隔越密。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:根据标称误差的大小,将电表分为不同的等级,即为。例如:若,则该电表的等级为级。其中、、、、、、是电表的等级。根据最大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,若该表在处的误差最大,其值为,试确定该表属于哪一级?因为,故该表的等级属于级。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,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)为纵坐标,两个校