电标准表格的改装及校准——将标准表格头改装为伏特标准表格、欧姆标准表格;校正改装后的电标准表格.docx

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 R0 ，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 R0 上。表头和串联电阻 R0 组成的整体就是伏特表，串联的 电阻 R0 称为扩程电阻。选用不同大小的 R0 ，就可以得到不同量程的伏特表。 设改装后的电压表量程为 U ，当表头满刻度时有： R0 U U 0 ( U 1)Rg (n 1)Rg I g U g 式中， n 为电压表的扩程倍数。可见，要将表头测量的电压扩大 n 倍时，只要在该表头上串联阻值 为 (n 1)Rg 扩程阻值 R0 。表头的 I g 、 Rg 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 U 远大于表头的量程 U g ，串联电阻 R0 会远大于表头内阻 Rg 。 （ 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 Rg ，量程为 I g 。电源电动势 E 与固定电阻 R1（称 为限流电阻） 、可变电阻 RP （称为调零电阻）串联。 Rx 为被测电阻，测量时将其接在 A 、 B 两点之间。 由闭合电路的欧姆定律可知，接入 Rx 后，表头所指示的电流： I x E R1 RP Rx Rg 当 E 、 Rg R1 RP 的值一定时， Rx 的一个值与 I x 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 Rx 0 时，即 A 、 B 间短路，调节使电路中的电流 I g E 。 Rg R1 RP 此时电流强度最大， 表头指针应指在满刻度。 Rg 和 E 是给定的， RP 是可调节的。 如果没有 R1 ， 电流可能超过而使表头损坏，所以 R1起限制表头电流不能超过 I g 的作用，故称为限流电阻。 （ 2）当 Rx 时，即 A 、 B 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 Rx Rg R1 RP 时，即当待测电阻值恰等于电阻挡内部电阻值时，电流 I E I g R1 RP ) 2 2(Rg 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 R Rg R1 RP ，称 为电阻挡的欧姆中心 （或中值电阻） ，用 RZ 表示，即 RZ Rg R1 RP 。式中 RZ 是由综合内阻 Rg R1 RP 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 12 和24 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 0 ~ 范围内所有阻值。 依据被测电阻 Rx 与电流值 I x 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 Rx 时， I 0 。表头指针在零位； R R 时， I x I g ，表头指针在正中央； R 0 时， I x I g ，表头指针 x 2 x Z x 在量程 I g 处。所以，欧姆表的刻度为反向刻度，且刻度是不均匀的，电阻 Rx 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 最大绝对误差 100% % 差。即： 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 K 。例如：若 0.5% 标称误差 1.0% ，则该 电表的等级为 1.0级。其中 0.1 、 0.2、 0.5 、 1.0 、 1.5、 2.5 、 5.0 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 0~30V ，若该表在 12V 处的误差最大，其值为 0.12V ，试确定该表 属于哪一级 最大绝对误差 100% 0.12 100% 0.4% 0.5% 最大相对误差 量程 30 因为 0.2 0.4 0.5 ，故该表的等级属于 0.5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 I xi 为横坐标， 以 校正值 I i（ I i 等于标准电表的指示值 I si