试验六十六电位差计校准电表和测电阻

实验六十六电位差计校准电表和测电阻

一实验目的

1．训练简单测量电路的设计和测量条件的选择。

2．加深对补偿法测量原理的理解和运用。

二实验要求

1．校准量限为7.5V 的电压表。

⑴令稳压电源在0～24V 间作连续可调输出，设计标准电压表的控制电路。

⑵根据电势差计和待校表的量限，选取适当的分压比和分压器总阻。

⑶作ΔU ～U 校准曲线（ΔU 为校准值与电压表示值之差），对待校表出质量评价。

2．校准100mA 档直流电流表。

⑴令稳压电源作固定输出，设计校准电流表的控制电路，确定工作电源电压。

⑵要求控制电路的电流调节范围为适合被校电流表指示范围，选取适当的取样电阻和

变阻器阻值。

⑶作ΔI ～I 校准曲线（ΔI 为标准值与电流表示值之差），对待校表作出质量评价。

3．测定电阻值

⑴令稳压电源固定输出为1.5V 。设计测定待测电阻的控制电路。若所用电势差计只有

一组输入测量端，则应设计一个电路能对标准电阻和待测电阻的端电压作连续测量的控制电路。

⑵选择合适的测量条件：标准电阻值、控制电路的工作电流和变阻器阻值。

⑶测量次数少于6次，估算其标准误差。

三实验仪器

电势差计一套（包括标准电池、灵敏电流计、工作电源），直流稳压电源，分压器，标准电阻（若干），

变阻器，待校电压表，待校电流表，待测电阻（约100Ω，W 4

），开关，导线等。四实验提示

1．分压器和分压比

不同型号的电势差计，测量范围各不相同，量程上限也有几十毫伏至

几十伏的多种规

格。若配上分压器，A 、B 为电压输入端，其总阻值为，A 、C 为输出

端，移动滑动头C ，可控制输出电压的大小。

O R 当C 在某一位置时，若令其分电阻为O AC i R m R R 1=

= 由串联电路特点可知m

R R U U O i i 1== 则U m U i 1=式中1/m 称为分压比。 2．在测定电阻值时，选择合的测量条件可由以下几方面考虑：

（1）电阻的相对误差N

N x x N N N N x x x x U U U U R R U U U U R R E Δ+Δ=Δ+Δ+Δ=Δ=表示式，令0=N

dU dE ，可选定标准电阻。 N R （2）计算待测电阻上允许通过电流，为避免在测量过程中电阻发热，常选

max I

取/5作为最大工作电流。

max

五问题讨论

1. 校准电表时，为什么需要把电压（或电流）从小到大，再从大到小做一遍？如果两者结果完全一致，说明了什么问题？两者结果不一致，又说明了什么问题？

2.在校准电表时，电势差主必须先将其工作电流标准化，然后才能进行测量，这是为什么？用电势差计测电阻值时，是否也一定要先将其工作电流标准化后。才能测量电阻值？为什么？

两种半偏法测电阻原理

两种半偏法测电阻两种半偏法测电阻 1电流半偏法 (1) 实验原理如图1所示，其中R为电位器(或滑动变阻器)，R'为电阻箱，G为待测电表。 (2) 实验操作顺序 ①按原理图连结好电路，断开S1、S1,将R阻值调到最大； ②合上S1,调节R,使电表G达到满偏； ③保持R阻值不变，再合上S2,调节R',使G达到半偏； ④断开S1,记下R'的阻值； ⑤在R>>R 时，Rg=R。 (3) 误差分析本实验是在R>>R的情况下，并入R'后，对总电阻影响很小，即认为干路电流仍等于Ig时，近似认

为Rg=R。但实际上并入R'后，总电阻减小，干路电流I>Ig，通过R' 的电流IR'>Ig/2 ，因此，Rg>R。所以测景值比真实值偏小，而且Rg越小，测景误差越小。 2电压半偏法 (1) 实验原理如图2所示，其中R为滑动变阻器，R'为电阻箱，V为待测电表。 (2) 实验操作顺序 ①连结电路，断开S,并将滑片置于最右端，调节R' =0; ②合上S,调节滑动变阻器R,使电表达到满偏； ③保持滑片位置不动，调节电阻箱R'的阻值，使电表半偏； ④断开S键，记下R'的读数； ⑤在R<

以忽略不计，即分压部分的电压保持不变，所以当电表半偏时，认为： Rv=R。实际上串入了R'之后，并联部分的电阻增大，分得的电压增加了，R'两端的电压UR >Ug/2,因此，R' >Rv。所以测景值大于真实值，而且Rv越大，测景误差越小。综上所述，用半偏法测电表内阻时，一般需要一个滑动变阻器和电阻箱，而且滑动变阻器的电阻与待测电阻悬殊较大。当待测电阻阻值远大于滑动变阻器的总电阻时，用电压半偏法，测景值偏大；当待测电阻远小于滑动变阻器的总电阻时，用电流半偏法，测景值偏小。简记为“大大小小”（即测大电阻，用分压半偏，测景值偏大：测小电阻，用限流半偏，测景值偏小）。

半偏法测电表内阻(可编辑修改word版)

半偏法测电流表和电压表的内阻实验系统误差分析湖北省监利县朱河中学黄尚鹏摘要：本文从理论上运用严格的数学方法对半偏法测电流表和电压表的内阻实验的系统误差进行了分析，从而给出半偏法测电流表和电压表内阻的实验条件，以供大家参考。关键词：半偏法系统误差相对误差闭合电路欧姆定律并联分流串联分压一、半偏法测电流表的内阻实验系统误差分析半偏法测电流表的内阻实验电路原理图如图 1 所示，实验操作步骤如下：图1 第一步：开关、闭合前，将滑动变阻器的阻值调到最大。第二步：闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表满偏。第三步：保持开关闭合，滑动变阻器不动，闭合开关，调节电阻箱的阻值，使电流表半偏。第四步：记下此时电阻箱的阻值，则电流表的内阻。本实验要求滑动变阻器的阻值远大于电流表的内阻，即，这样就可近似认为开关闭合前后干路中的总电流是不变的。但事实上，当开关闭合后，干路中的总电流是变大的，当电流表半偏时，通过电阻箱的电流比通过电流表的电流要大，根据并联分流规律可知，半偏法测出的电流表的内阻要比电流表的实际内阻小。下面笔者从理论上运用严格的数学方法对该实验的系统误差进行分析。

假定电源的电动势为，内阻为，电流表的满偏电流为。闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表满偏时，根据闭合电路欧姆定律得（1）闭合开关，调节电阻箱的阻值，使电流表半偏时，根据闭合电路欧姆定律及并联分流公式得（2）联立（1）和（2），消除和得（3）由（1）解得，将其代入（3）得（4）由（3）可知，且当，即时，近似成立。由（4）可知与的相对误差（5）由（5）可知，电源的电动势越大，相对误差越小。结论：用半偏法测电流表的内阻时，测量值比真实值小，为减小实验误差，应使滑动变阻器的阻值远大于电流表的内阻，即，而要做到这一点，必须使用电动势较大的电源，且为防止电流表过载，必须用大阻值的滑动变阻器与之匹配，可见电源的电动势的大小对误差起主导作用。二、半偏法测电压表的内阻实验系统误差分析半偏法测电压表的内阻实验电路原理图如图 2 所示，实验操作步骤如下：

含答案电表改装与校准

电表改装与校准一、选择题 1、电表准确度等级是国家对电表规定的质量指标，它以数字标明在电表的表盘上，共有七个等级，请从下列给出的数字中选出选择正确的等级指标：（ B ） A ：0.1、0.5、1.0、1.5、2.0、3.0、4.0 B ：0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0 C ：0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、3.0 D ：0.1、0.2、0.5、1.0、1.2、1.5、2.0 2、已知一电表满偏电流I g =100uA,R g =3800Ω,现要将其改装为量程是2 mA 的电流表，则需并联电阻为（ B ） A 、100Ω B 、200Ω C 、400Ω D 、1000Ω 3．用量程为20mA 的1.0级毫安表测量电流。毫安表的标尺共分100个小格，指针指示为60.5格。（1）该表的最大绝对误差=?max C mA ； A 、2； B 、0.5； C 、0.2； D 、0.02 （2）测量的相对误差为 B ； A 、1%； B 、1.7%； C 、2%； D 、5% （3）电流测量结果应表示为： B 。（A ）(60.5±0.2)mA ；（B ）(12.1±0.2)mA ；（C ）(20.0±0.1)mA ；（D ）(12.10±0.01)mA 。 4．校准50mA 电流表时测量一组数据如下表：标准电阻R s =10Ω。则该电流表准确读定级为（ B ） A 、1.0 B 、2.5 C 、5.0 D 、0.5 5．用C31-V 型直流电压表的2V 档测一直流电压，该表的准确度等级为0.5级，标尺分格为100格，当指针指在43.5格时，记录测量指示值为 D ； A ．0.85V , B ．0.630V , Ｃ．0.50V , Ｄ．0.870V 6．在示波器实验中，某同学测的波形周期为8.0div ，t/div 开关置于“1μs ”，其微调置校准位置，则该同学得到的波形频率为： D 。 A ．1kHZ ， B ．10kHZ ， C ．12.5kHZ ， D ．125kHZ 二、填空题 1、电表改装实验中表头的内阻和灵敏度采用___半偏______法测量，改装电流表时，与表头

半偏法测电阻练习题完整版本

半偏法测电阻练习题 1、把电流表改装成电压表的实验中，所用电流表G的满偏电流I g为200μA，内阻估计在400～600Ω之间． ①按图(a)测定电流表G的内阻R g，需要选用合适的器材，现有供选用的器材如下： (A)滑动变阻器(阻值范围0—200Ω) (B)滑动变阻器(阻值范围0～175Ω) (C)电阻箱(阻值范围0—999Ω) (D)电阻箱(阻值范围0～99999Ω) (E)电源(电动势6V，内阻0．3Ω) (F)电源(电动势12V，内阻0．6Ω) 按实验要求，R最好选用______，R′最好选用_______，E最好选用_______．(填入选用器材的字母代号) ②假定由上述步骤已测出电流表内阻R g==500Ω，现在通过串联一个24．5kΩ的电阻把它改装成为一个电压表，此电压表的量程为 μ,欲将此表改3、在把电流表改装为电压表的实验中,实验所用的电流表满刻度电流为200A 装成量程为2V的电压表。 (1)为测出电流表的内阻,采用如图所示的电路原理图。请将以下各实验步骤填写完整。 ①依照电路原理图将实物连接成实验线路,开始时两电键均断开。 ②将R阻值调至最大,闭合电键_________,调节 ________的阻值,使电流表达到满刻度。 ③闭合_________,调节R'的阻值使电流表达到___________。 ④读出R'的读数,即为电流表的内阻。 (2)实验完毕时,两个电阻箱读数如下图所示,则电流表内阻 r=____Ω.这种方法测出的电流 g 表的内阻 r比它的真实值_______(选填＂偏 g 大＂、＂偏小＂或＂相等＂) 4、(1)为了测定电压表Vx的内阻，采用了如图所示的电路．其中： V x是待测电压表，量程3V，内阻约3kΩ； V是标准电压表，量程2V，内阻约2kΩ；R1是电阻箱，阻值范围是0—9999．9Ω； R2是滑动变阻器；R3是保护电阻； E是电池组，电动势6V，内阻不计； S1是单刀单掷开关，S2是单刀双掷开关． ①实验步骤如下： (a)根据电路图，将器材正确地连接成实验电路． (b)将开关S2扳到连接点a处，接通开关S1，调节滑动变阻器

电表的改装与校准实验报告.doc

大学物理实验报告实验时间： 2016 年 3 月 14 日实验名称：电表的改装与校准成绩：学号： 73 实验目的：班级：自动化 153 班姓名：廖俊智 1、测量微安表头的内电阻 R g ，量程 I g 2、掌握将 100uA 表头改装成 10mA 的电流表和 5V 电压表的方法； 3、学会校准电流表和电压表的方法。图 3 实验仪器：用于改装的微安表头、数字多用表、电阻箱、滑动变阻器、直流稳压电流、导线等。实验原理： 1. 微安表头的内电阻 R g ，量程 I g 的测定测量内阻 R g 的方法很多，本实验采用替代法。如图 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 I E R R 值使表头满偏，记下此时标准电流表的读数 a ；不改变电压 W 和 W 的值，用电阻箱 R 13 替代被测电流计，调节电阻箱 R 13 的阻值使标准电流表的读数仍为 I a ，此时电阻箱的阻值即为被测电流计的内阻 R g 。 + – mA 1 被改装电流计 + – ° ° mA ° 2 ° ° ° R 13 E R W １．将 A 表头改装成大量程的电流表因为微安表头的满刻度电流 ( 量程 ) 很小，所以在使用表头测量较大的电流前，需要扩大它的电流量程。扩大量程的方法是，在表头两端并联一个阻值较小的电阻 R P （如图 1）使流过表头的电流只是总电流的一部分。表头和 R P 组成的整体就是电流表。 R P 称为分流电阻。选用不同阻值的 R P 可以得到不同量程的电流表。在图 1 中，当表头满度时，通过电流表的总电流为 I ，通过表图 1

电位差计校准电流表

电位差计校准电流表专业：摘要：电位差计不需要从待测电路中取出电流，不会干扰到待测电路的工作状态，因而可以进行精密测量。由于结构中采用了高精密度的电阻元件，标准电池和灵敏的检流计，因而测量结果具有很高的精度。由于学生式电位差计准确度等级为0.1级，而通常所用的电流表只有0.5级。本实验通过设计一个合理的电路和选定合适的器材，校准一个20mA电流表。关键字：电位差计等级电流表校准引言：通过用电位差计校准电表和测电阻，加强对设计性实验的练习，培养独立工作能力；并且学习到校准电表和测电阻的一种方法；还能更好地掌握电位差计的使用方法，加深对电位差计工作原理的理解。实验目的： 1、了解补偿法测电动势的原理 2、掌握电位差计测电动势的使用方法 3、学习用电位差计校准电表的方法原理简述：实验前，计算RX允许通过的Imax，为避免发热，常取1/5Im为最大工作电流一、实验中应用的原理 1、电位补偿原理一定的电源具有一定的电动势，如果直接用伏特计接在电源的两极，用电压表不能准地测电动势。电压表可以测量电路各部分的电压，但不能测量具有内阻的电源的电动势。因为电压表并联在电源的两端时（图1），根据闭合欧姆定律可知，电压表的指示是此时电源的端电压，而不是它的电动势。因为这时电路中有电流通过，根据全电路欧姆定律有：

即 r I E V r I V E x x ?-=?+= 图1 补偿法原理图 E —电源电动势；r —电源内阻；I —回路中电流；V —电压表指示数；电压表的指示数V ，表示电源的端电压；Ir 为电源内阻上的电压降。由于电源内阻是未知的，因此由上式不能根据V 的值准确确定电源的电动势。显然只有在待测电路中没有电流通过的条件下，测得的电源两极之间的端电压才是电源的电动势的准确值。利用补偿法可以满足这种条件。其原理如图1所示。图中E x 是被测电动势，E s 是可调节电动势大小的标准电源。两个电源通过检流计G 对接在一起。调节电动势E s 的大小，使回路中检流计指针指示为零（即回路电流为零），则E x 与E s 的电动势大小相等，则有E x =E s 。此时称电路达到平衡。知道了平衡状态下E s 的大小，就可以确定被测电动势E x 的值了，这种测定电源电动势的方法叫补偿法。利用补偿法制成的测量电位差（或电动势）的仪器就叫做电位差计。图2是将被测电动势的电源Ex 与一已知电动势的电源E O “+”端对“+”端，“-”端对“-” 端地联成一回路，在电路中串联检流计“G ”，若两电源电动势不相等，即Ex≠E 0，回路中必有电流，检流计指针偏转；如果电动势E O 可调并已知，那么改变E O 的大小，使电路满足E X =E 0，则回路中没有电流，检流计指示为零，这时待测电动势E X 得到己知电动势E O 的完全补偿。可以根据已知电动势值E O 定出E X ，这种方法叫补偿法。如果要测任一电路中两点之间的电压，只需将待测电压两端点接入图2 上述补偿回路代替Ex ，根据补偿原理就可以测出它的大小。我们知道，用电压表测量电压时，总要从被测电路上分出一部分电流，从而改变了被测电路的状态，用补偿法测电压时，补偿电路中没有电流，所以不影响被测电路的状态。这是补偿测量法最大的优点和特点。 2、电位差计的工作原理电位差计的原理线路如图2所示。其中E s 为标准电池，E x 为被测电源，E 是工作电源，G 是检流计。由工作电源E ，电阻R 、R 1及R n 串联组成的电路称为辅助电路（R －R s －R n －E ）。调节R n 可改变电路的工作电流。使用电位差计可分两个步骤。（1）校准工作电流

电表的改装与校准实验报告

四川实验时间：2009年10月25日实验名称：电表的改装与校准成绩：学号：实验目的：班级：姓名： 1、测量微安表头的内电阻g R ； 2、掌握将100uA 表头改装成较大量程的电流表和电压表的方法； 3、学会校准电流表和电压表的方法。实验仪器： FB308型电表改装与校准实验仪，专用导线。实验原理：１．将A μ表头改装成大量程的电流表因为微安表头的满刻度电流(量程)很小，所以在使用表头测量较大的电流前，需要扩大它的电流量程。扩大量程的方法是，在表头两端并联一个阻值较小的电阻R P （如图1）使流过表头的电流只是总电流的一部分。表头和R P 组成的整体就是电流表。R P 称为分流电阻。选用不同阻值的R P 可以得到不同量程的电流表。在图1中，当表头满度时，通过电流表的总电流为I ，通过表头的电流为I g 。因为 ()g g g g P U I R I I R ==- 故得 ( )g p g g I R R I I =- 如果表头的内阻R g 已知，则按照所需的电流表量程I ，由式(1)可算出分流电阻R P 的阻值。２．电压表的改装根据欧姆定律U=IR ，内阻为R g 的表头，若通以电流I g ，则表头两端电压降为U g =I g R g ,因此直流电流表可以对直流电压进行测量。通常R g 的数值不大，所以表头测电压的量程也很小。为了测量较高的电压，需在表头上串联一个阻值较大的电阻R S (如图2)，使超过表头电压量程的那部分电压降落在电阻R S 上，R S 称为扩程电阻。选用不同的扩程电阻，可以得到不同量程的电压表。在图2中,设改装后伏特计的总电压为U ,当表头指针满刻度时,扩程电阻R S 两端的电压为S g s g U I R U U ==-,于是有 g s g g g U U U R R I I -= = - （2）根据所需要的电压表量程U 和表头内阻R g ,由式(4.5-2)可算出扩程电阻R S 的阻值。式(2)中I g 和U g 分别为表头的满刻度电流和满刻度电压。 3．电表的校准电表扩程后必须经过校准才能使用。所谓校准,就是将改装后的电表与标准表同时对同一个对象(如电流或电压)进行测量比较。校准电表时,必须先调好零点,再校准量程(满刻度点)。若量程不对,可调节R P 或R S ,使改装表的量程与标准表的指示数相一致。校准刻度时,要同时记下待校表的读数I x 和标准表的读数I S 。从而得到该刻度的修正值x s x I I I ?=-。将同一量程的各个刻度都校准一遍, 可绘出x x I I ?-的折线图,即校准曲线(图 3)。在以后使用这个电表时,可以根据校准曲线对测量值做出修正,以获得较高的准确值。作校准曲线()x x x s x U U U U U ?-?=-,以x U 为横坐标。数据表格： 1、电流表扩程及校准数据记录 2、电压表改装及校准数据记录实验步骤： 1．将量程为100μA 的表头扩程至5mA 。（1）计算分流电阻R P 理论值。（2）按图4连接电路。（3）校准量程，得到R P 实际值。（4）校准改装电流表刻度值。（5）作校准曲线x x I I ?-折线图。 2．将100μA 的表头改装为1V 的电压表。（1）计算扩程电阻S R 理论值。（2）按图5连接电路。（3）校准量程，得到S R 实际值。图1 U 图 3 x I ?0图2

电位差实验报告

电位差实验报告篇一：大学物理实验报告----电位差计的使用大学物理实验报告——电位差计的使用篇二：电位差计校准电表实验报告(完整版) 电位差计校准电流表 1 2 3 4 5 篇三：物理实验报告9_电位差计实验名称：电位差计实验目的： a．了解电位差计改装的原理，掌握一般使用的方法 b．学习使用电位差计校准电流表实验仪器： UJ33a型电位差计等。实验原理和方法：一、“UJ33a型电位差计”使用方法倍率开关K1平时处于“断”位置，使用时旋转到所需位置（本实验

为“?1”位置），开关K3旋转至“测量”位置。接通电源后，旋动“调零”旋钮使检流计指零；将K2键扳向“标准”，旋动“工作电流调节”旋钮，使检流计指针指零，这时工作电流达到额定值10.0000ma，仪器准备就绪。测量时，将调节补偿电压的三个盘或旋钮调到与待测电压差不多大小后，将K2键扳向“未知” 位置，调节读数盘（一般调最右边的大盘即可），使检流计指针返零，松开K2键，即可读数。测量完毕，K1扳回“断”位置。二、电位差计工作原理和测量线路电位差计采用比较法（补偿法）测量电压，测量时无须从待测电路取出电流，不会干扰待测电路的工作状态，因而可以进行精密的测量。由于在结构上采用了高精度的电阻元件、标准电池和灵敏的检流计，因而测量结果具有很高的精度。使用时将K2键扳向“标准”，使标准电阻两端的电压()与标准电池电动势比较，调节“工作电流调节”旋钮使检流计指零，则工作电流为10.000ma，再将待测电压与某一段电阻上的电压进行比较，从而确定待测电压。三、校准微安表按照线路图连接好电路，并将标准电阻两旁的导线接到电位差计的“未知”接线柱，就可进行微安表校准。所谓“校准”就是在每个电表电流读数下，测定电阻两端的准确电压，从而算出准确电流，再与电表读数电流进行比较。所谓“上行”是指电流表读数由小到大逐点测定相应的电压值（读至小数点后3位）；“下行”则由大到小逐点进行测定。校准电流数据填入到数据记录表中。注意：1.校准电表前必须先进行检流计调零，并校准工作电流；2.校准时要随

半偏法测电阻

一、“半偏法”原理如图（1），首先接通开关S 1调节R 1，使表头指针满偏；然后接通开关S 2并调节R 2，使表头半偏。当R 1＞＞R 2时，表头内阻R g ≈ R 2。二、“半偏法”测电压表内阻 1、实验电路，如图（2）。 2、实验步骤：（1）按照电路图正确地连接好测量电路，把滑动变阻器R 1的滑片调到最右端，电阻箱R 的阻值调到最大。（2）合上开关S 1和S 2，调节R 1，使电压表指针满偏。（3）断开S 2，调节R 使电压表指针半偏。（4）读出电阻箱接入电路中的电阻R ，则电压表内阻R v ≈ R 。（5）撤除电路，整理器材。三、电路思考思考一：R v ≈ R 的条件是什么？闭合S 1和S 2时：右右并11R R R R R V V += （R 1右即滑动片右边R 1的阻值）闭合S 1，断开S 2时： ()()右右并 11' R R R R R R R V V +++= 当取R V ＞＞R 1时，即同时满足R V ＞＞R 1右和（R V +R ）＞＞R 1右，图（１） S 2 图（2）

则有：R并≈R1右R′并≈R1右可见，R1左和R1右分压比例恒定，即U R V + U R = 恒量所以，当电压表指针半偏时，有U R V =U R，即R v≈ R。故，即R v≈ R的条件是：R V＞＞R1 思考二：为什么选择分压式电路？由于实验室的滑动变阻器的最大阻值不大和电压表量程偏小等原因，使限流式电路中电压表的分压极易越过其量程，故该电路采用分压式。当R V＞＞R1时，可视为分压器输出电压恒定，故当电压指针半偏时有：U R V =U R 思考三：实验中特别要注意的是什么？当闭合S1、S2，调节R1使电压表满偏后，不能再调节R1的滑片位置，因为满足R V＞＞R1后，R1的输出电压是由R1右的大小决定的，要稳压输出，故R1的滑片不能再调动。思考四：如何减小实验的误差？因为断开S2，使电压表串联R后，R总增加，I总减小，R1左的分压减小，使R1右的分压增大，当电压表半偏时，U R V稍小于U R，故应为R真＜R。当取R测=R时，结论是：R测＞R真若R V越大，U R V就越接近U R，则R V就越接近R。所以，R V越大，R V的测量值R测相对于其真实值R真的误差就越小。

电表的改装与校正实验报告

实验四电表的改装和校准实验目的 1．掌握电表扩大量程的原理和方法； 2．能够对电表进行改装和校正； 3．理解电表准确度等级的含义。实验仪器：微安表，滑线变阻器，电阻箱，直流稳压电源，毫安表，伏特表，开关等。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 g 很小，在实际应用中，若测量较大的电流，就必须扩大量程。扩大量程的方法是在微安表的两端并联一分流电阻R S 。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 g ，内阻为R g ，改装后的量程为I，由图1，根据欧姆定律可得，（I - I g ）R S = I g R g R S = g g g I I R I - 设n = I /I g , 则 R S = 1 - n R g(1)

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 S = 1 -n R g 。图1 图2 二将微安表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 g R g ，是很低的。在实际应用中，为了能测量较高的电压，在微安表上串联一个附加电阻R H ，如图2所示，这样就可使大部分电压降在串联附加电阻上，而微安表上的电压降很小，仍不超过原来的电压量程I g R g 。设微安表的量程为I g ，内阻为R g ，欲改装电压表的量程为U ，由图2，根据欧姆定律可得， I g (R g + R H )=U R H = -g I U R g （2）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（或图4）中。然后一一校准各个刻度，同时记下待

半偏法测量电流表或电压表的内阻

附录二：半偏法测量电流表或电压表的内阻一、在实验室中，往往利用半偏法测量电流表或电压表的内阻. 测量电路如图9-4-16所示.E 为电源，其电动势为E ，其内阻可以忽略；R 1为总阻值较大的滑动变阻器；R 2为电阻箱.A 为被测电流表.用此电路，经以下步骤可近似测得电流表的内阻RA ：①闭合K 1，断开K 2，调节R 1，使电流表读数等于其量程I0； ②保持R 1不变，闭合K 2，调节R 2，使电流表读数等于I0/2； ③读出R 2的值，则RA=R2. 图9-4-16 （1）按照电路图在所给出的实物图9-4-17中画出连接导线；图9-4-17 （2）若电源的内阻忽略不计，试分析该实验的系统误差总是使电流表内阻的测量值比其真实值偏大还是偏小？（3）真实值与测量值之差除以真实值叫做测量结果的相对误差，即（R A -R 2）/R A .试导出它与电源电动势E 、电流表量程I0及电流表内阻Ra 的关系式. 解析：（3）相对误差与电源电动势等各量的关系，需结合闭合电路欧姆定律进行分析. 由步骤①得I0=E/（R 1+R A ），由步骤②知后来电路总电阻为A A R R R R R R ++=221总，通过电流表的电流总 R E R R R I A ?+=2202，以上三式联立得E R I R R R A A A 02=-.

答案：（1）实物连线如图9-4-18所示. 图9-4-18 （2）闭合K2后，回路的总电阻减小，总电流将增大.因此当电流表读数等于I0/2时，通过电阻箱的电流将略大于I0/2，实际上电阻箱的电阻比表头电阻小一些，也就是说测量值比真实值偏小. （3）E R I R R R A A A 02=-。二、关于半偏法测电流表内阻如图，课本上说要减小误差，就要使R1>>R2.。这是为了减小K2闭合前后干路电流变化，但有一点我不明白：这个R1指的是滑线变阻器总电阻还是使电流表满偏时的电阻。我们老师说选滑线变阻器总电阻越大的越好，但我不明白选大了有什么用，在电动势一定的情况下，要电流表满偏R1必须是个定值，应该说选大选小不影响才对啊（个人理解）望高手解答问题补充：我想问的是那个R1>>R2中R1指的是滑线变阻器最大电阻还是当电流表满偏时的滑线变阻器电阻电流表有内阻，相当于两个电阻并联，为避免分流，减小误差，应使滑动变阻器电阻越大越好。

用半偏法测电阻及误差分析

{ 用半偏法测电阻及误差分析用半偏法可以测量电流表的电阻（含灵敏电流计）、伏特表的电阻和未知电阻的阻值．如何设计实验电路，如何测量，怎样减少实验误差，下面分类解析． 1、用半偏法测电流表的内阻R g 电流表的内阻R g 的测量电路有图1和图2两种电路．应用图1电路测量电流表的内阻：步骤：（1）先闭会开关S 1和S 2，调节变阻器R ，使电流表指针指向满偏；（2）再断开开关S 2，仅调节电阻箱R / ，使电流表指针指向半偏； ` （3）电流表的内阻等于电阻箱的阻值R / ．实验仪器的基本要求：R << R / ．表流表内阻误差分析：图1是串联半偏，因为流过R g 和R / 的电流相等，应比较它们的电压U g 和U 2的大小，S 2闭合时，两者电压之和和U =U g +U 2=U g +0= U g ，S 2断开时，电路的总电阻增大，由闭合电路的欧姆定律得：总电流减少，R 的右端电阻、R 0和电源内阻三者电压之和减少，并联部分的电压U 并增大，即U 并= U g /2 +U 2/ > U g 所以U 2/ > U g /2 ，R / > R g ．故测量值偏大．注：在图1电路中，R / 只能用电阻箱，而不能用滑动变阻器，其阻值只需比灵敏电流计的电阻大一点就可以了．R 一般使用滑动变阻器，其阻值要求较小，要求R << R / ，以减小因闭合S 2而引起总电压的变化，从而减小误差．应用图2电路测量电流表的内阻： * 步骤：（1）先将R 调到最左端，闭合S 1，断开S 2，调节R 使电流表满偏；（2）使R 不变，闭合S ２调节电阻箱R ’使电流表指到满刻度的一半；（3）此时电阻箱R ’的读数即为电流表的内阻R g ．实验的基本要求：R >> R / ．表流表内阻误差分析图2是并联半偏，在半偏法测内阻电路中，当闭合S ２时，引起总电阻减小，总电流增大，大于原电流表的满偏电流，而此时电流表半偏，所以流经R ’的电流比电流表电流多，R ’的电阻比电流表的电阻小，但我们就把R / 的读数当成电流表的内阻，故测得的电流表的内阻偏小．注：图2电路中，R ’只能用电阻箱，而不能用滑动变阻器，其阻值只需比灵敏电流表的电阻大一点就可以了，R 一般使用滑动变阻器，也可用电阻箱或电位器，但其阻值要求较大，要求R >> R / ，以减小 S 1 R 0 R S 2 图1 ， R / ~ 图2

用电位差计校准毫安表实验

用电位差计校准毫安表实验电势差计是最常用的电工仪器之一，其工作原理是基于补偿法 . 在测量时由于补偿回路中电流为零，即不从被测电路中取得电流，故不改变被测电路的工作状态( 当然不是绝对的检流计灵敏度越高，越接近于零) . 电势差计不仅可以用来测定电源的电动势，而且还可以作为校准电流表或电压表的标准仪器，或对电阻作精确测定. 【预习要求】 1．复习实验九电势差计 . 2．参阅实验三十五电表改装和万用表设计 . 【实验目的】 1．训练应用误差理论，来进行测量电路的设计和测量条件的选择. 2．加深对补偿法测量原理的理解和运用. 【实验仪器】 UJ31型电势差计，毫安表，电压表，标准电阻，电阻箱，稳压电源，滑线变阻器【如图所示】

1 . 校准量程为3V 的电压表 (1) 调节稳压电源在4V左右，设计校准电压表的控制电路(参阅实验三十变阻器的分压与限流电路). (2) 根据电势差计和待校表的量程，选取适当的分压比和分压器的电阻 . (3) 作ΔU ～U 校准曲线，对待校表精度作出评价 . 2 . 校准量程为 3 mA 的电流表 (1) 调节稳压电源作3V 固定输出，设计校准电流表的控制电路 . (2) 要求控制电路电流调节范围为0.3 ～3mA ，选取适当取样电阻和滑线变阻器阻值 . (3) 作ΔI ～I 校准曲线，对待校表精度作出评价 . 3 ．用UJ31型电势差计测毫安表的内阻，画出实验电路图，正确选择电位差计的量程和标准电阻大小,并计算不确定度 . 【思考题】

1.在校准电表时，为什么需要把电压(或电流)从小到大，再从大到小做一遍?如果两者不结果完全一致，说明了什么问题？ 2.在毫安表的内阻测定时，是否也一定要先进行工作电流标准化，才能进行测量？能否可以不用标准电阻，直接通过用电势差计测出毫安表两端电压后，再除以毫安表电流读数来求出它的内阻？

半偏法测电流表和电压表的内阻

2016高考实验专题三：半偏法测电流表和电压表的内阻一、半偏法测电流的内阻 1、实验电路图：如图1所示是用半偏法测电流表内阻的电路． 2、实验步骤： ①先断开开关S2，闭合开关S1，调节R1使电流表指针满偏． ②保持R1不变，闭合开关S2，调节Ｒ2，使电流表的指针处于半偏状态，则电流表的内阻R g=Ｒ2．Array 3、实验条件：①滑动变阻器R1的阻值远大于电流表的内阻，②选用电动势较大的电源 4、实验误差：R测

假定电源的电动势为，内阻为，电压表的满偏电压为。当，开关闭合，调节滑动变阻器的滑片，使电压表满偏时，根据闭合电路欧姆定律得,其中（1）调节电阻箱的阻值，使电压表半偏时，根据闭合电路欧姆定律及串联分压公式得（2）方法一：联立（1）和（2），消除和得（3）显然，且与的相对误差

电位差计的原理和使用

实验八电位差计的原理和使用【实验目的】 1．掌握电位差计的工作原理和正确使用方法，加深对补偿法测量原理的理解和运用。 2．训练简单测量电路的设计和测量条件的选择。【实验仪器】 UJ31型直流电位差计、SS1791双路输出直流稳压电源、标准电池、标准电阻、AC15/5灵敏电流计、FJ31型直流分压箱、滑线变阻器、直流电阻箱、待校验电表、待测干电池、待测电阻、开关和导线等。【实验原理】如图5.8.1所示，电位差计的工作原理是根据电压补偿法，先使标准电池E n 与测量电路中的精密电阻R n 的两端电势差U st 相比较，再使被测电势差（或电压）E x 与准确可变的电势差U x 相比较，通过检流计G 两次指零来获得测量结果。电压补偿原理也可从电势差计的“校准”和“测量”两个步骤中理解。校准：将K 2打向“标准”位置，检流计和校准电路联接，R n 取一预定值，其大小由标准电池E S 的电动势确定；把K 1合上，调节R P ，使检流计G 指零，即E n = IR n ，此时测量电路的工作电流已调好为 I = E n /R n 。校准工作电流的目的：使测量电路中的R x 流过一个已知的标准电流I o ，以保证R x 电阻盘上的电压示值（刻度值）与其（精密电阻R x 上的）实际电压值相一致。测量：将K 2打向“未知”位置，检流计和被测电路联接，保持I o 不变（即R P 不变），K 1合上，调节R x ，使检流计G 指零，即有E x = U x = I o R x 。由此可得x n n x R R E E = 。由于箱式电位差计面板上的测量盘是根据R x 电阻值标出其对应的电压刻度值，因此只要读出R x 电阻盘刻度的电压读数，即为被测电动势E x 的测量值。所以，电位差计使用时，一定要先“校准”，后“测量”，两者不能倒置。【实验装置】 1. UJ31型电位差计 UJ31型箱式电位差计是一种测量低电势的电位差计，其测量范围为mV .V 1171-μ(1K 置1?档)或mV V 17110-μ（1K 置10?档）。使用V V 4.6~7.5外接工作电源，标准图5.8.1 电位差计的工作原理图5.8.2 UJ31型电位差计面板图 + - -++- + -标准检流计 5.7-6.4V 未知1 未知2 K 1 R P2 R P3 R P1 R n K 2 I II III 1.01×10 ×1 未知1 未知2 标准断断粗中细 ×1 ×0.1 ×0.001 粗细短路

华师电表的改装与校准实验报告

电表的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 R值使表头满偏，记下此 W 时标准电流表的读数 I；不改变电压E和W R的值，用 a 电阻箱 R替代被测电流计，调节电阻箱13R的阻值使标 13 准电流表的读数仍为 I，此时电阻箱的阻值即为被测 a 电流计的内阻 R g 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p R ，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g I 。并联分流电阻大小 g g g p R I I I R -= 3、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s R ，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g g R I 。串联分压电阻大小 g g g g s R I U I U U R -= -= 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

测量电阻四种巧法

测量电阻的四种巧法一．等效替代法测电阻【方法解读】等效替代法测电阻：测量某电阻(或电流表、电压表的内阻)时，用电阻箱替换待测电阻，若二者对电路所起的作用相同(如电流或电压相等)，则待测电阻与电阻箱是等效的。 1.电流等效替代该方法的实验步骤如下： (1)按如图电路图连接好电路，并将电阻箱R0的阻值调至最大，滑动变阻器的滑片P 置于a端。 (2)闭合开关S1、S2，调节滑片P，使电流表指针指在适当的位置，记下此时电流表的示数为I。 (3)断开开关S2，再闭合开关S3，保持滑动变阻器滑片P位置不变，调节电阻箱，使电流表的示数仍为I。 (4)此时电阻箱连入电路的阻值R0与未知电阻R x的阻值等效，即R x＝R0。 2．电压等效替代该方法的实验步骤如下： (1)按如图电路图连好电路，并将电阻箱R0的阻值调至最大，滑动变阻器的滑片P置于a端。 (2)闭合开关S1、S2，调节滑片P，使电压表指针指在适当的位置，记下此时电压表的示数为U。 (3)断开S2，再闭合S3，保持滑动变阻器滑片P位置不变，调节电阻箱使电压表的示数仍为U。 (4)此时电阻箱连入电路的阻值R0与未知电阻R x的阻值等效，即R x＝R0。【针对练习】1．某同学准备把量程为0～500 μA的电流表改装成一块量程为0～2.0 V 的电压表。他为了能够更精确地测量电流表的内阻，设计了如图甲所示的实验电路，图中各元件及仪表的参数如下：

A ．电流表G 1(量程0～1.0 mA ，内电阻约100 Ω) B ．电流表G 2(量程0～500 μA ，内电阻约200 Ω) C ．电池组E (电动势3.0 V ，内电阻未知) D ．滑动变阻器R (0～25 Ω) E ．电阻箱R 1(总阻值9 999 Ω) F ．保护电阻R 2(阻值约100 Ω) G ．单刀单掷开关S 1，单刀双掷开关S 2 (1)实验中该同学先合上开关S 1，再将开关S 2与a 相连，调节滑动变阻器R ，当电流表G 2有某一合理的示数时，记下电流表G 1的示数I ；然后将开关S 2与b 相连，保持________不变，调节________，使电流表G 1的示数仍为I 时，读取电阻箱的读数r 。 (2)由上述测量过程可知，电流表G 2内阻的测量值r g ＝________。 (3)若该同学通过测量得到电流表G 2的内阻为190 Ω，他必须将一个________kΩ的电阻与电流表G 2串联，才能改装为一块量程为2.0 V 的电压表。 (4)该同学把改装的电压表与标准电压表V 0进行了核对，发现当改装的电压表的指针刚好指向满刻度时，标准电压表V 0的指针恰好如图乙所示。由此可知，该改装电压表的误差为________%。解析：(1)当电流表G 2有某一合理的示数时，记下电流表G 1的示数I ；然后将开关S 2与b 相连，保持滑动变阻器R 阻值不变，调节R 1，使电流表G 1的示数仍为I 时，读取电阻箱的读数r 。 (2)电流表G 2的内阻与电阻箱的阻值相同，为r 。 (3)将电流表改装成电压表要串联电阻分压，串联的阻值为R ＝U Ig －r g ＝3.81 kΩ。 (4)由题图乙可得，标准电压表V 0的示数为1.90 V ，由此可知，该改装电压表的误差为2.0－1.901.90 ×100%≈5.26%。答案：(1)滑动变阻器R 阻值 R 1 (2)r (3)3.81 (4)5.26 2.某同学现利用图甲所示的电路来测量一电阻R x 的阻值。 (1)完成下列实验步骤中的填空：

用电位差计校准电压表

用电位差计校准电压表 *** *** ******** 摘要：电压表经过长期使用，准确度降低，实验室一般用电位差计加以校准，作出校准曲线，消除误差，达到校准的目的。关键字：电位差计电压表校准引言：由于电位差计准确度等级，而通常所用的电压表只有0.5级甚至5级，从精度上来说完全可以用电位差计来校准电表，但电位差计的量程较小，要用小量程的电位差计校准大量程的电压表必须设计一个合理的电路通过分压的方式实现。实验原理：电压表和电位差计都是测量电位差的仪器,只要将美两者并联去测量同一个电压即可进行校准.只是一般电位计的量程较小,不能与量程较大的电压表同时去测一较大电压,为此我们只要用一分压箱（可以利用两个电阻箱来设计）分压,用电位差计测得分压箱上一定比例的电压,再乘上所使用的分压箱的倍率,即可得到电压表两端的实际电压。同样,调节滑线变阻器,读出电压表量程范围内均匀分布的8～10个电压值,即可作出电压表的校准曲线.如果电压表量程小于电位差计量程,则可直接校准. 电位差计原理简述 ①电位差计按电压补尝原理构成。将被测电动势与一已知电动势的电源正端相对，负端相对连成回路电路中检流计指示为零，这时待测电动势与已知电动势补尝。电位差计测电动势应有两点要求：可调和精确。 ②电位差计每次使用前还应校准如图，将天关倒向x E 保持R 不变，只要x E ≤ab R I 0求，调节c,d 使检流计无偏转，这时c,d 间的电阻为x R ，电压为 x E =x R I 0. 校准电位差计用电位差计校准电压表电压表和电位差计都是测量电位的仪器，只要两者并联去测量同一个电压即可进行校准。只是一般的电位计的量程较小，不能与量程较大的电压表同时去测一较大的电压，为此我们可以将一分压箱与电压表并联，只要用电位差计测得分压箱上一定比例的电压，再乘上所使用的分压箱的倍率，即可得到电压表两端的实际电压，同样，调节滑线变阻器，读出电压表量程范围内均匀分布的8～10个电压值，即可作出电压表的校准曲线。

大学物理：电表的改装及校准

实验2 电表的改装及校准【实验目的】 1.了解磁电式微安表的结构和工作原理 2.学会测量微安表的量程和内阻 3.将微安表改装为指定量程的电压表和电流表 4.对改装表进行校准【实验仪器】电源（3A8V）、滑动变阻器（J2354-22Ω-4A，BX7-400Ω-0.58A）、被改装电表（2.5级，1mA）、标准电压表和电流表，数字多用电表（VC9801A+）、开关、导线等。【实验原理】 1.表头的量程和内阻是表征表头性能的基本参数，改装表头必须知道其内阻，测定表头内阻可直接用数字多用电表测。 2.将表头改装为安倍表 3.如图4所示，扩大表头量程的方法是在表头两端并联一小阻值电阻Rp，扩程后AB端的电流为I=Ig+Ip，电阻Ip越小，电流I越大。 4.设要求改装表头的量程为I，由于表头和并联电阻两端电压电压相等，则Ig*Rg=Ip*Rp=(I- Ig)*Rp,所以Rp=Ig?Rg I?Ig (1) 5.将微安表改装为电压表 6.如图5所示，扩大表头量程的方法是在表头两端串联一大电阻Rs，扩程后ab端的电压为 Uab=Ug+Us。 7.设表头改装的电压表量程为Uab，由于表头和串联电流相等，则Ig=Ug Rg =Us Rs =Uab?Ug Rs ,所以， Rs=Uab?Ug Ug ?Rg=Uab Ig ?Rg (2) 8.改装表的校准 9.图6和图7为改装表的校准电路，虚线框内为改装装电表，标准电表的量程等于或略大于

改装电流表的量程。 (1)改装表量程的校准慢慢调节滑动变阻器Ro的滑动端，使标准表指针指向改装量程（I或Uab），此时改变表指针应指向满偏量程否则微调电阻Rp或Rs，使改装表指针指在改装表满偏量程处。 (2)改装表刻度的校准调节滑动变阻器，使改装表指针从零刻度开始慢慢增大，每隔5条分度线记录一次改装表和标准表的读数Ii，再使改装表指针从满偏刻度开始慢慢减小，每隔5条分度线记录一次改装表和标准表的的读数Ii′,计算两次电流的平均值Ii的平均值Ii′′或电压的平均值Ui′′,比较两电流表差ΔIi（或ΔUi），以电流Ii为横坐标，ΔIi为纵坐标，由各次测量值连接而成的折线即为改装表的校准曲线。【实验内容】 1.测量被改装电表（1mA）的内阻。 2.将1mA微安电流表改装成20mA电流表并进行校准。 3.将1mA微安电流表改装成2V电压表并进行校准。 4.绘制改装电表的校准曲线，计算改装电表的最大引入误差和等级。【实验步骤】 1.直接用多用电表测出被改装电表内阻为103.2Ω。 2.根据被改装电表的量程分别算出接入电阻Rp为5.431Ω和Rs为1896.8Ω。 3.根据所给电路图连接电箱。 4.分别观察标准电压，电流表的示数、并与对应的值比较表头。 5.画出校准曲线。【实验数据与处理】改装为安倍表（mA）改装为电压表（V）改装表标准右边为反向误差改装表标准右边为反向误差 0 0.01 0.04 0.025 0 -0.001 -0.001 -0.001 0.1 1.96 2.02 -0.01 0.1 0.219 0.205 0.012 0.2 3.99 3.82 -0.095 0.2 0.433 0.415 0.024 0.3 5.90 5.78 -0.16 0.3 0.645 0.624 0.0345