电表的改装与校准实验报告

电表的改装与校准实验报告

实验报告

实验名称电表的改装与校准实验时间201*年11月6日姓名班级学号指导教师报告批改教师实验报告成绩物理0511【实验目的】

1、掌握将微安表改装成较大量程电流表和电压表的原理和方法。

2、学会校正电流表和电压表的方法。

【实验原理】

1、微安表改装成电流表

微安表并联分流电阻Rp，使被测电流大部分从分流电阻

图1电流表改装

流过，表头仍保持原来允许通过的最大电流Ig。

并联分流电阻大小RIgIRpIgg2、微安表改装成电压表微安表串联分压电阻Rs，使大部分电压降落在串联的分压

电阻上，而微安表上的电压降仍不超过原来的电压量程IgRg。

串联分压电阻大小RUUgU图2电压表改装

sIgIRgg3、电表标称误差和校正使被校电表与标准电表同时测量一定的电流（电压），看其指示值与相应的标准值相符的程度。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。

标定误差最大绝对误差量程100%

【实验仪器】

稳压电源、微安表头（100A）、毫安表（0~7.5mA）、电压表(1~1.5V)、滑线变阻器(100Ω)、电阻箱(0~99999.9Ω).

【实验内容】

1、将量程为100μA的电流计扩程为5mA电流表

（1）记录电流计参数，计算分流电阻阻值，数据填入表1中。用电阻箱作RP，与待改装的电流计并联构成量程为5mA的电流表。（2）连接电路，校正扩大量程后的电流表。应先调准零点，再校准量程(满刻度点)，然后校正标有标度值的点。

校正电流表的电路

校准量程时，若实际量程与设计量程有差异，可稍调RP。

校正刻度时，使电流单调上升和单调下降各一次，将标准表两次读数的平均值作为IS，计算各校正点校正值。

（3）以被校表的指示值Ixi为横坐标，以校正值ΔIi为纵坐标，在坐标纸上作出校正曲线。数据填入表2中。（4）求出改装电流表的标称误差。

3、将量程为100μA的电流计改装为量程1V的电压表（1）计算扩程电阻的阻值数据填入表3中。

（2）校正电压表。与校准电流表的方法相似。数据填入表4中。

【数据记录】

表1电流表改装与校正仪器参数（U0=1.08V）满度电流Ig（A）扩程电流I（mA）电流计内阻Rg（）RP理论值RP实际值1005189638．737．7表2电流表校正数据记录(mA)：被校表读数Ix5.004.504.003.503.002.502.001.501.000.50标准表读数Is5.004.604.003.583.052.602.101.601.080.58IxIsIx00.1000.080.050.100.100.100.080.08表3电压表改装与校准仪器参数（U0=2.58V）

满度电流Ig（A）扩程电压U（V）电流计内阻Rg（）Rs理论值Rs实际值1001189681048504表4电压表校正数据记录（V）：被校表读数Ux1.000.900.800.700.600.500.400.300.200.10标准表读数Us1.000.920.820.730.610.590.410.320.220.11UxUsUx00.020.020.030.010.090.010.020.010.01【数据处理】

分别作出电流表和电压表的校正曲线。此后应用改装表进行测量时，根据校正曲线对测量的数值加以修

正，以得到准确的测量值。ΔIi改装电流表的标称误差=

0.15.0100%2%δ改装电压表的标称误差=

0.091.0100%9%0Ixi

校准曲线【问题讨论】

1、标称误差的意义是什么？电表的校准有什么用途？

答：标称误差指的是电表的读数与准确值的差异，包括电表在构造上各种不完善因素引入的误差。为了确定标称误差，用改装电表和一个标准电表同时测量一定的电流或电压，从而得到一系列的对应值，这一工作称为电表的校准。电表校准的目的：一是要评定该表在改装后是否仍符合原表头准确度的等级；二是要绘制校准曲线，以便对改装后的电表能准确读数。

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，定义为该电表的标称误差。根据标定误差的大小，即可定出被校电表的准确度等级。如标定误差在0.2%至0.5%之间，则该表就定为0.5级。

通过校准，测量出电表各个指示值Ix和标准电表对应的指示值Is，从而得到电表刻度的修正值。作出校准曲线ΔIi~Ixi，ΔUi~Uxi。根据校准曲线可以修正电表的读数。

2、在校正电流表和电压表时发现改装表与标准表读数相比各点均偏高，是什么原因？应如何调节分流电阻RP和分压电阻RS?

答：改装电流表读数比标准表偏高，说明分流电阻RP不够小，应减小分流电阻RP；

改装电压表读数比标准表偏高，说明分压电阻Rs不够大，应增大分压电阻Rs。3、如何用微安表改装欧姆表？

答：以串联分压式为例，其原理电路如图所示。

E为电源，R3为限流电阻，RW为调“零”电位器，Rx为被测电阻，Rg为等效表头内阻。RG与RW一起组成分流电阻。

欧姆表使用前先要调“零”点，即a、b两点短路，（相当于RX=0），调节RW的阻值，使表头指针正好偏转到满度。即：欧姆表的零点是就在表头标度尺的满刻度(即量限)处，与电流表和电压表的零点正好相反。

当a、b端接入被测电阻Rx后，电路中的电流为I++改装表E

RgRWR3Rx对于给定的表头和线路来说，Rg、RW、R3都是常量。由此可见，当电源端电压E保持不变时，被测电阻和电流值有一一对应的关系。即接入不同的电阻，表头就会有不同的偏转读数，Rx越大，电流I越小。短路a、b两端，即Rx=0时，IEIg，这时指针满偏。

RgRWR3当Rx=Rg+RW+R3时，I电阻，显然R中=Rg+RW+R3。

E1Ig，这时指针在表头的中间位置，对应的阻值为中值

RgRWR3RX2当Rx=∞（相当于a、b开路）时，I=0，即指针在表头的机械零位。

所以欧姆表的标度尺为反向刻度，且刻度是不均匀的，电阻R越大，刻度间隔愈密。如果表头的标度尺预先按已知电阻值刻度，就可以用电流表来直接测量电阻了。

扩展阅读：电表的改装与校准实验报告

四川理工学院实验报告

成绩学号：11101030233班级：网络工程一班实验班编号：姓名：赵鸿平

实验名称：

1.改装与校准

实验目的：

1.测量微安表头的电阻测值Rg；

2.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；

实验仪器：

1.FB308型电表改装与校准实验仪器；2.随仪器配备的专用导线；

实验原理：

1.电流表内阻的测定：

如附件图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

RW值使表头满偏，记下此时标准电流表的读数Ia；不改变电压E和RW的值，

用电阻箱R13替代被测电流计，调节电阻箱R13的阻值使标准电流表的读数仍为

Ia，此时电阻箱的阻值即为被测电流计的内阻Rg

2.毫安表改装成电流表如附件图2所示，微安表并联分流电阻Rp，使被测电流大部分从分流电阻流过，表头仍保持原来允许通过的最大电流Ig。并联分流电阻大小RIgRpgIIg3、毫安表改装成电压表

如附件图3所示，微安表串联分压电阻Rs，使大部分电压降落在串联的分

压电阻上，而微安表上的电压降仍不超过原来的电压量程

UUgUIgRg。串联分压电阻大小RsRg

IgIg

数据记录：（要求在实验前画出实验表格）

表6.21.1电流表改装及校准数据记录

Rg(测)=2152.2ΩRp（计）=239.1ΩRp(实)=240.2Ω改装表标准表示数Is/MaI=I-Is(mA)示数减小时增大时平均值I/mA0.20780.19830.2031-0.00300.20.40.60.81.0

,0.4082,0.6114,0.38250.58720.80110.99810.39530.59930.80851.01370.00470.0007-0.0085-0.0137,0.8160,1.0293表6.21.2电压表改装及校准数据记录

Rg(测)=2152.2ΩRp（计）=12848.8ΩRp(实)=12850.0Ω改装表标准表示数Va/VV=V-V/(V)示数减小时增大时平均值V/V0.3020.2880.29500.00500.30.60.91.21.50.6080.9011.2040.5820.8911.1981.4980.59500.89601.201*1.50300.00500.0040-0.0010-0.00301.5实验步骤：

1.测定表头电阻；（半偏法和替代法）

2.将100ua表头改装成1ma的电流表的量程

1)计算分流电阻的参考值并改装2)连接电路并校正量程3)校正个个刻点

4)完成电流改造与校准之后，将电流调至最小3.将100ua表头改装成1.5v的电压表的量程

1)计算分压电阻的参考值并改装

2)连接电路并校准来量程，确定分压电阻的实验值3)校验个个刻度点4)将实验仪器整理还原

于matlab7.14（notebook）中对实验数据进行处理

x=[0.2078,0.4082,0.6114,0.8160,1.0293];y=[0.1983,0.38250.58720.80110.9981];k=(y+x)/2

k=0.20310.39530.59930.80851.0137i=[0.20.40.60.81.0];Di=k-iDi=i-k

Di=-0.00300.00470.0007-0.0085-0.0137v1=[0.3020.6080.9011.2041.508];v2=[0.2880.5820.8911.1981.498];vp=(v1+v2)/2

vp=0.29500.59500.89601.201*1.5030v=[0.30.60.91.21.5];Dv=v-vp

Dv=0.00500.00500.0040-0.0010-0.0030%电表基本误差与校准等级Imax=max(abs(Di))Imax=0.0137

kp=sprintf("%2.2f%%",Imax*100)%准确度kp=1.37%

%电表准确度为：1.37%

IM=sqrt(Imax^2+1*Imax^2)IM=0.0194

K=sprintf("%2.2f%%",IM*100)%准确度K=1.94%

%电流表等级为2级；vmax=max(abs(Dv))

vp=sprintf("%2.2f%%",vmax*100)vmax=0.0050vp=0.50%VM=sqrt(vmax^2+(1.5*vmax)^2)VM=0.0090

Kv=sprintf("%2.2f%%",VM*100)Kv=0.90%

%电压表为一级holdon

y=[00000];plot(i,y,"k")

plot(i,Di,"-o");xlabel("I")ylabel("DI")title("电流校准曲线")holdoff

6420-2-4-6-8-10-12-140.20.30.40.50.6I0.70.80.91DI

x10-3电流校准曲线

holdon

y=[00000];plot(v,y,"k")

plot(v,Dv,"-o");xlabel("v")ylabel("DV")

title("电压校准曲线")holdoff65432DVx10-3电压校准曲线10-1-2-3-40.20.40.60.8v11.21.41.6

误差分析：

1.2.3.

连接个仪器的导线接触不良会引起实验的误差；被校准的的实验仪器摩擦产生的误差；实验室调节指针不到位造成的误差；

体会建议：

1.连接导线时要注意仪器的正负连接；2.连接好后要检查指针的偏转是否正确；

3.标准表的估读数值可以要求不要十分准确显示；

附件

+°°1°2R13被改装电流+°°°E

RW图1

图2电流表改装图3电压表改装

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