电表的改装与校准课时：3学时教材：《大学物理实验》第2版天津大学出版社简介：微安表只允许通过微安量级的电流，一般只能测量很小的电流和电压。若要用它来测量较大的电流或电压，就必须进行改装，以扩大其量程。改装后的微安表可具有测量较大电流、电压和电阻等多种用途。实验重点：微安表改装的实验原理与电路测量难点：微安表改装的实验原理与电路测量教学目的：1．了解微安表改装成较大量程电流表和电压表的原理和方法。2.学习用比较法校准电表。教学方法：以演示、讲述为主，采用提问式、启发式教学，结合巡回辅导。实验要求：1.课前预习，完成预习报告；2.独立完成，分析误差来源，完成思考题：3.课后完成实验报告，能够提出改进建议实验仪器：磁电式微安表（100表头）、电压表（0.5级）、电流表（0.5级）、电阻箱、滑线变阻器、开关、直流电源等。实验原理：1．改装微安表为电流表用于改装的微安表，习惯上称为“表头”。表针偏转到满刻度所需电流，称为表头的量程。Is越小，表头灵敏度越高。表头内线圈的电阻行称为表头的内阻。由于表头能测量的电流很小，为了扩大量程，可以R°在表头上并联一个分流电阻Rs，如图1所示。由图可见，如果Rs<及，(-则被测电流大部分从分流电阻Rs流过，而只有一少部分的图1改装后的表电流通过表头。表头还保持原来允许通过的最大电流。分流电阻Rs取值的计算方法如下。设改装后的表头量程为I，由欧姆定律可导出IgRg=（I-Ig）Rs。所以I,RsRs=I-1g若将量程扩大n倍，即I=nlg，则
电表的改装与校准 课时：3学时 教材：《大学物理实验》第2版 天津大学出版社 简介： 微安表只允许通过微安量级的电流，—般只能测量很小的电流和电压。若要用它来测量较大的电 流或电压，就必须进行改装，以扩大其量程。改装后的微安表可具有测量较大电流、电压和电阻等 多种用途。 实验重点：微安表改装的实验原理与电路测量 难点：微安表改装的实验原理与电路测量 教学目的： 1．了解微安表改装成较大量程电流表和电压表的原理和方法。 2．学习用比较法校准电表。 教学方法：以演示、讲述为主，采用提问式、启发式教学，结合巡回辅导。 实验要求： 1.课前预习，完成预习报告； 2.独立完成，分析误差来源，完成思考题； 3.课后完成实验报告，能够提出改进建议 实验仪器：磁电式微安表（100 表头）、电压表（0.5级）、电流表（0.5级）、电阻箱、滑线 变阻器、开关、直流电源等。 实验原理： 1．改装微安表为电流表 用于改装的微安表，习惯上称为“表头”。表针偏转到满刻度所需电 流 ，称为表头的量程。 越小，表头灵敏度越高。表头内线圈的电阻 称为表头的内阻。由于表头能测量的电流很小，为了扩大量程，可以 在表头上并联一个分流电阻Rs，如图1所示。由图可见，如果Rs＜ ， 则被测电流大部分从分流电阻Rs流过，而只有一少部分的 电流通过表头。表头还保持原来允许通过的最大电流 。 分流电阻Rs取值的计算方法如下。 设改装后的表头量程为I，由欧姆定律可导出Ig Rg=（I-Ig）Rs。所以 若将量程扩大n倍，即I=nIg，则
RR =(1)7-1表头的Rg、在改装前要测出（本实验中，由实验室给出），Ig在表盘上已标出。由表头和分流电阻Rs构成的整体就是改装后的电流表。此时，电流表的内阻等于Rg和Rs的并联阻值。显然，选用不同的Rs值，就可以得到不同量程的电流表。2.改装微安表为电压表表头能测量的电压也很小。为了扩大量程，可以在表头上串RR,o联一个分压电阻RH，如图2所示。由图可知，当RH>R。时，被测-I-电压的大部分降落在RH上，而表头的电压降很小（仍保持表头的额定电压降）。适当选择RH后，可把表头改装成不同量程的图2电压表电压表。RH取值的计算方法如下。设表头的量程为Ig，内阻为Rg，改装成电压表后，其最大量程为U，由欧姆定律得(R+R,)=U。所以，URrRI2)由表头和分压电阻构成的整体就是改装后的电压表，其内阻为Rg+RH。3.电表的校准为正确的使用和减少误差，必须对改装的电流表或电压表应表进行校准，并作出校准曲线。校准的方法如下。按电路图4或5联好电路。如果被校准电表的各个读数为Ix(或Ux)，标准电表相对应的读数为Is(或Us)，则被校准电表的修正值为△Ix=Is-/(部)(或AUx=Us-Ux)。以Ix(或Ux)为横坐标，AIx(或AU)为纵坐标，作A校准曲线。我们认为几个校准点的数据是准确的，以此为依据来确定其它读数下的电流（或电压）真值。即用两个点之间的线性内插法来确定，所以相邻两校准点之间应用直线连接。校准曲线如图3所示。一般图3校准曲线标准表的级别要比被校表欲定的级别高一到二个级别。1实验步骤：R1.将100A的表头改装成1mA的电流表1）由式(1)计算出分流电阻Rs值，Rg值由实验室给出。1)按图4联接电路。对已经改装好的量程为1mA的电流表进行校准。图中GRs、R分别由电阻箱充当。改装电压表3）调准改装表和标准表的机械零点。图5校准改装的电压表4）校准量程。调节滑线变阻器，使标准表的指示为满刻度，即1.00mA。观察改装表的指示是否满刻度。如果指示不到或超过满刻度，则稍许改变Rs值，使其指示恰好在满刻度上，以符合设计值。5）校准刻度。调节滑线变阻器，使电流从小到大校准五个点。再从大到小重复一遍。6)将测得的Ix和相对应的Is值填入表1中，作AIx一Ix校准曲线图。2.将100uA表头改装成0-3V电压表1)由式(2)计算出分压电阻RH值。2)按图5联接电路。同校准毫安表的实验步骤一样、先调准零点，再校准量程和五个刻度
(1) 表头的Rg﹑在改装前要测出（本实验中，由实验室给出），Ig在表盘上已标出。 由表头和分流电阻Rs构成的整体就是改装后的电流表。此时，电流表的内阻等于Rg和Rs的并联 阻值。显然，选用不同的Rs值，就可以得到不同量程的电流表。 2．改装微安表为电压表 表头能测量的电压也很小。为了扩大量程，可以在表头上串 联一个分压电阻RH，如图2所示。由图可知，当RH>Rg时，被测 电压的大部分降落在RH上，而表头的电压降很小（仍保持表头 的额定电压降）。适当选择RH后，可把表头改装成不同量程的 电压表。 RH取值的计算方法如下。设表头的量程为Ig，内阻为Rg，改装成电压表后，其最大量程为U，由 欧姆定律得 。所以， 2) 由表头和分压电阻构成的整体就是改装后的电压表，其内阻为Rg+RH。 3．电表的校准 为正确的使用和减少误差，必须对改装的电流表或电压表应表进行校准，并作出校准曲线。校准 的方法如下。 按电路图4或5联好电路。如果被校准电表的各个读数为Ix(或Ux)， 标准电表相对应的读数为Is(或Us)，则被校准电表的修正值为 Ix＝IsIx(或 Ux＝Us-Ux)。以Ix(或Ux)为横坐标， Ix (或 Ux)为纵坐标，作 校准曲线。我们认为几个校准点的数据是准确的，以此为依据来确定 其它读数下的电流(或电压)真值。即用两个点之间的线性内插法来确 定，所以相邻两校准点之间应用直线连接。校准曲线如图3所示。一般 标准表的级别要比被校表欲定的级别高一到二个级别。 实验步骤： 1．将100 的表头改装成1mA的电流表 1) 由式(1)计算出分流电阻Rs值，Rg值由实验室给出。 1)按图4联接电路。对已经改装好的量程为1mA的电流表进行校准。图中 Rs、R分别由电阻箱充当。 3) 调准改装表和标准表的机械零点。 4) 校准量程。调节滑线变阻器，使标准表的指示为满刻度，即 1.00mA。观察改装表的指示是否满刻度。如果指示不到或超过满刻 度，则稍许改变Rs值，使其指示恰好在满刻度上，以符合设计值。 5) 校准刻度。调节滑线变阻器，使电流从小到大校准五个点。再从大到小重复一遍。 6) 将测得的Ix和相对应的Is值填入表1中，作 Ix—Ix校准曲线图。 2．将100uA表头改装成0-3V电压表 1)由式(2)计算出分压电阻RH值。 2)按图5联接电路。同校准毫安表的实验步骤一样、先调准零点，再校准量程和五个刻度
3)将测得的Ux和相对应的Us值填入表2中，作AUx一Ux校准曲线图。实验数据：表1 Rg=Rs（理论）=Rs（实验）=0.000.02Is(mA)0.040.060.081.00Ix(mA)小↑Ix(mA)大）Ix(mA)平均Ix(mA)表2Rg=R（理论)=RH（实验）=单位：伏(V)Us0.000.501.0010502.002.503.00UxtUx!Ux平均AUx注意事项：1.滑线变阻器采用分压方法连接Te2.实验中注意电表的正负连接规则，切勿将反向电流通入电表中，以防表头指针反打。3.将微安表改装成毫安表的实验中，注意保护电阻的选取，确保电表中通过的电流不要超过满偏电流过多
3)将测得的Ux和相对应的Us值填入表2中，作 Ux —Ux校准曲线图。 实验数据： 表1 Rg = Rs（理论）= Rs（实验）= I s (mA) 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 1.00 Ix(mA)小↑ Ix(mA)大↓ Ix(mA)平均 IX(mA) 表2 Rg = RH（理论）= RH（实验）= 单位：伏(V) Us 0.00 0.50 1.00 1050 2.00 2.50 3.00 Ux↑ Ux↓ Ux平均 △Ux 注意事项： 1.滑线变阻器采用分压方法连接。 2.实验中注意电表的正负连接规则，切勿将反向电流通入电表中，以防表头指针反打。 3.将微安表改装成毫安表的实验中，注意保护电阻的选取，确保电表中通过的电流不要超过满偏电流 过多