电表的扩程和校准实验报告

电表的扩程和校准

实验目的

1．掌握电表的扩程和校准的基本方法。

2．进一步认识滑线式变阻器对电路中电压和电流的调控作用。

实验仪器

磁电式表头。标准电流表，标准电压表，滑线式变阻器，旋钮式电阻箱，直流稳压电源，开关等。

实验原理

1．将表头扩程为电流表

磁电系表头的线圈一般都是用很细的高强度漆包线绕成，表头的满偏电流很小。若要测量较大的电流，需要扩大其量程。方法是：在表头两端并联一个分流电阻R p（如图1），使超过表头能承受的那部分电流从R p流过。若表头的满偏电流I g与内阻R g已知，根据需要的电流表量程I，由欧姆定律可算出R p为

R p=I g Rg/(I－Ig)=Rg/(n i－１) (1)

式中n i＝Ｉ／Ｉg是电流表扩程倍数。由表头和分流电阻R p组成的整体就是电流表。选用大小不同的R p，就可以

得到不同量程的电流表。

（图1）（图2）

2．将表头扩程为电压表

对一定内阻的表头，其端电压与通过它的电流成正比，只要在表头面板上刻上和电流相应的电压值，就得到一只量程（U＝ＩgＲg）很小的电压表（通常只有零点几伏），为了测量较大的电压，在表头上串联一个扩程电阻R s（如图2）使超过表头所能承受的电压降落在R s上。在已知满偏电流I g和内阻Rg的条件下，根据需要的电压表量程U，容易算出扩程电阻为

R s=（Ｕ／Ｉg）－Ｒg＝（n i－１）Ｒg(2)

式中n = U / U g = U / (I g R g) 是电压扩程倍数。由表头和扩程电阻R s组成的整体就是电压表，选用不同大小的R s , 就可得到不同量程的电压表。

3．用比较法校准电表

用改装表和标准表同时测量一定的电流（或电压），记下待校表的示值I x和

标准表的示值I s，从而得到刻度的修正值△I x( = I s－I x ) 。把被校表整个量程上不同

的刻度值都校准一遍，可画出I x－△I x曲线（注意：相邻两校准点用直线连接，整个

图形是一条折线，如图 3 ，称为校准曲线。在以后使用这个电表时，就可根据校准扩

程后的电表必须经过校准方能使用，方法是：用待校表和另一标准表曲线对其测量值予以修正，从而减小电表的误差，若把未经校准的电表用于测量，则所得结果的误差只能由电表的级别来估计，准确度就要差一些。由校准的结果可以确定扩程表的级别，只要取校准各刻度所得最大的绝对误差值除以量程，就得到扩程表的级别a ，a%=(│△Ｉmax│／Ｉ) １００％电表的级别a 包括了电表在构造上各种不完善因素带来的误差。

实验内容

1．测量表头内阻，

实验步骤:

①按图接线；标准电压表接3V档。

②测量时先闭合K1，将K2置于1处，并把变阻器的滑头C滑到A端，

然后慢慢增大电源电压，直到被测表头的读数满偏（即），并记下此时标

准电压表的读数值。

③断开K2，调节RH（或者电源电压E的值），使电压表读数保持不变，再调节R2, 直到微安表电流半偏；反

复调节RH (或E)和R2的值，直到电压表的读数保持不变的同时，微安表电流正好半偏，记下R2 值，由公式可

知R2即为表头内阻。

2.将量程100μA的表头扩程至1mA

（1）根据测出的Ｒg由式R p算出分流电阻。

（2）校准电路如图5。由于负载电阻较小，校准时电流变化范围较大，故控制电路采用限流，分压混合式，取Ｒ1

＞２Ｒ2作细调，Ｒp用电阻箱。标准表级别高于表头两级，量程与扩程表相同。

（3）校准量程，将电阻箱调为Ｒp计算值，调节Ｒ2，Ｒ1，使标准表式值为1mＡ，此时扩程表应指满偏值。若有差异，细心调节Ｒp，使两只电表同时达到满偏值。

（4）校准刻度值，保持实调值Ｒp不变，调节Ｒ2，Ｒ1，在零到满偏值之间均匀地取扩程表有字的刻度值从大到小进行校准，记下标准表相应示值，然后再由小到大复测一遍。

（5）取两次校准的平均值△Ｉｘ，作校准曲线并计算扩程表的级别。

3．将100μＡ的表头扩程为３Ｖ的电压表

先由式（２）算出扩程电阻Ｒｓ，按图五接好校准电路，由于负载电阻较大，校准时电压变化范围较大，故控

制电路采用二级分压式，取Ｒ１≈Ｒ２／１０作细调。其余步骤与校准电流表相同。

列数据表格：实验值：R S= 计算值：R S=

改装表读数I X(mA)

标准表度数I S(mA) 差值Δ

I=I S-I X(mA)

减小增大平均

实验值：R P= 计算值：R P=

并定出电表级别。

思考题：

实验时，Ｒp，Ｒs取值应比计算大，还是小些？为什么？