电表的改装及校准
电表的改装和校准
实验6.16 电表的改装和校准1. 实验目的(1) 掌握改装电流表和电压表的原理和方法； (2) 学会校准电流表和电压表。
2. 实验仪器微安表(量程100μA)二个，毫安表(量程15mA)，伏特表(量程15V)，ZX21型旋转式电阻箱，滑线变阻器(0～100Ω)，直流稳压电源(0～15V)，单刀双掷开关各一个。
3. 实验原理在实验工作中，我们往往要用不同量程的电流表或电压表来测量大小悬殊的电流或电压。
例如从几微安到几十安，从几毫伏到几千伏。
但电表厂一般只制造若干规格的微安表和毫安表(通常称为表头)，我们可以根据实际需要，用并联分流电阻或串联分压电阻的方法，把它们改装成不同量程的电流表和电压表。
(1) 扩大微安表的量程若要扩大微安表(或毫安表)的量程，只要在微安表两端并联一个低电阻R s ，(称为分流电阻)即可，如图 6.16-1所示。
由于并联了分流电阻R s ，大部分电流将从R s 流过，这样由分流电阻R s 和表头组成的整体就可以测量较大的电流了。
设微安表的量程I g ，内阻为R g ，若要把它的量程扩大为I 0 ，分流电阻R s 应当多大？当AB 间的电流为I 0时，流过微安表的电流为I g (这时微安表的指针刚好指到满刻度)，流过R s 的电流I s = I 0 - I g ，由于并联电路两端电压相等，故0()g s g g I I R I R -= 0g g s gI R R I I ∴=- (1)通常取I 0= 10I g ，100I g ，… ，故分流电阻R s 一般为R g / 9 ，R g / 99 ，… 。
即：要把表头的量程扩大m 倍，分流电阻应取 1g s R R m =-(2) 把微安表改装成电压表若要把微安表改装成电压表，只要用一个高电阻R m (称为分压电阻)与原微安表串联即可，如图6.16-2所示。
由于串联了分压电阻R m ，总电压的大部分降在R m 上，这样由分压电阻R m 和表头组成的整体就可以测量较大的电压了。
电表的改装与校准
04 电表的校准操作
校准前的准备
确定校准目的
明确电表校准的目标，是为了检测电 表的准确性、调整误差还是为了满足 特定标准。
选择校准设备
根据校准目的选择合适的校准设备， 如标准电阻、标准电流源等。
准备记录工具
准备用于记录校准数据的工具，如笔 记本、测量仪表等。
熟悉电表规格
了解被校准电表的规格、技术参数和 测量范围，以便进行准确的校准。
按照改装方案逐步进行改装操 作，如焊接、接线等。
检查与调试
完成改装后，检查电表是否正 常工作，并进行必要的调试，
确保电表性能符合要求。
改装后的测试与验证
测试精度
通过标准仪器或已知准确 度的电表进行比较测量， 测试改装后电表的测量精 度是否满足要求。
验证范围
在改装后的量程范围内， 测试电表是否能够准确测 量各种电流或电压值。
改装与校准的重要性
提高测量精度
保障用电安全
通过改装与校准，可以修正电表的误差， 提高其测量精度，从而保证计量的准确性 和公正性。
准确的电表能够及时发现电路故障和异常 用电行为，有助于保障用电安全。
降低能源消耗
促进节能减排
通过校准电表，可以更准确地计量电能消 耗，有助于用户合理安排用电计划，降低 能源消耗和碳排放。
家用智能电表的改装与校准需要遵循相关标 准和规范，如《智能电能表技术规范》等， 以确保改装后的电表能够满足家庭用户的计
量需求，同时保障用户的安全和隐私。
案三：实验室电表的改装与校准
实验室电表主要用于科学研究、教学和实验等领域， 需要具备高精度、高稳定性和可重复性等特点。因此 ，实验室电表的改装与校准要求较高。改装主要包括 定制化的电路设计、传感器配置和数据处理模块等。 校准则需要使用精密可调的标准信号源进行测试，确 保电表的误差和线性度等指标达到要求。
电表的改装与校准
实验原理
设改装后的电流表量程为I，则有
I-IgRsIgRg RsIIg-R Ig g
若 I=nIg，则有Rs=Rg/(n-1)。 当表头的量程Ig和Rg确定后，根据所需扩大量
程的倍数n，就可以计算出所需并联的分流电阻Rs。
实验原理
2. 毫安表改装伏特表 毫安表的电压量程为IgRg，虽可直接测量电压，
电表的改装与校准
实验原理
1. 电流表扩大量程
使表针偏转到满刻度所需的电流Ig称为表 头（电流）的量程，Ig越小表头的灵敏度越高。 表头内线圈的电阻Rg一般很小，欲用表头测量 超过其量程的电流，就必须扩大它的量程。
实验原理
扩大量程的方法是在表头上并联一个分流电阻 Rs，如下图所示。图中虚线框内由表头和分流电阻 Rs组成的整体就是改装后的电流表。
实验内容及步骤
0.10
0.05 0
-0.05 -0.10
△IX/mA
2.00
4.00
6.00
8.00
电流表校正曲线
10.00 IX/mA
实验内容及步骤
电流表校正数据表格
单位 mA
分流电阻 RS: 计算值
Ω 实验值
Ω
IX
IS
△IX= IS- IX
实验内容及步骤
2. 将5mA的电流表改装成量程为10V的电压表 （选作）
(2mA)。这时表头示值正好等于电阻箱R3 的读数， 实验按下表格要求测量3次。
I/mA Rg/Ω Rg/Ω
测量表头内阻数据表
实验内容及步骤
2. 将5mA的表头改装成量程为10mA的电流表
实验内容及步骤
a)根据测出的表头内组Rg，求出分流电阻Rs（计 算值）。将电阻箱调到Rs后，图中的虚线框即 为改装后的10mA电流表。
实验十三电表的改装与校正
在实验过程中，我深刻感受到了实践 的重要性，只有通过亲手操作，才能 真正理解并掌握知识。同时，我也体 会到了实验的严谨性和精确度对于科 学研究的至关重要性。
实验不足与改进建议
实验不足
在实验过程中，我发现自己对电表的工作原理理解还不够深入，导致在改装和校正过程 中遇到了一些困难。此外，我在实验操作中也存在一些不规范的地方，影响了实验结果
02 电表改装原理
电表改装的意义
01
02
03
提高测量精度
通过改装电表，可以改善 其测量误差，提高测量精 度，从而更好地满足实验 和工业测量的需求。
扩展测量范围
通过改装电表，可以扩大 其测量范围，使其能够适 应更大或更小的电流或电 压的测量。
定制化需求
根据不同的实验或应用需 求，可以改装电表以实现 特定的功能，如高精度、 快速响应等。
实验十三：电表的改装与校正
目录
• 实验目的 • 电表改装原理 • 电表校正方法 • 电表准确度的重要性 • 实验总结
01 实验目的
掌握电表的改装原理
总结词
理解电表改装的基本原理，包括电流 表、电压表的改装原理。
详细描述
掌握电流表、电压表的改装原理，了 解如何将电流表改装成电压表或反向 接法改装成电流表，理解电表改装中 串联电阻和并联电阻的原理。
电表准确度与误差的关系
01
电表准确度越高，其测量误差越小。
02
误差的存在是不可避免的，但可以通过提高电表准 确度来减小误差的影响。
03
在实际应用中，应充分考虑电表准确度与误差的关 系，选择合适的电表以保证测量精度。
05 实验总结
实验收获与体会
实验收获
通过本次实验，我深入了解了电表的 工作原理和改装技术，掌握了电表校 正的方法和步骤，提高了自己的动手 能力和实验技能。
电表的改装与校准
实验 电表的改装与校准电流计表头一般只能测量µA 级电流和mV 级电压，若要用它来测量较大的电流和电压，就必须用改装来扩大其量程。
磁电式系列多量程表都是用这种方法实现的。
电表改装的原理在实际中应用非常广泛。
一、实验目的1. 掌握一种测定电流表表头内阻的方法。
2. 学会将微安表表头改装成电流表和电压表。
二、实验仪器磁电式微安表头、标准电流表、标准电压表、滑线变阻器、电阻箱、电池、开关（单刀单掷和双掷）和导线等。
三、实验原理1. 将微安表改装成毫安表用于改装的μA 表，习惯上称为“表头”。
使表针偏转到满刻度所需要的电流I g 称表头的（电流）量程，I g 越小，表头的灵敏度就越高。
表头内线圈的电阻R g 称为表头的内阻。
表头的内阻R g 一般很小，欲用该表头测量超过其量程的电流，就必须扩大它的量程。
扩大量程的方法是在表头上并联一个分流电阻R s （如图13-1所示）。
使超量程部分的电流从分流电阻R s 上流过，而表头仍保持原来允许流过的最大电流I g 。
图中虚线框内由表头和R s 组成的整体就是改装后的电流表。
设表头改装后的量程为I ，根据欧姆定律得：g g s g R I R I I =-)(（13-1）gg g s I I R I R -=（13-2）若： g nI I = 则： 1-=n R R g s （13-3）当表头的参量I g 和R g 确定后，根据所要扩大量程的倍数n ，就可以计算出需要并联的分流电阻R s ，实现电流表的扩程。
如欲将微安表的量程扩大n 倍，只需在表头上并联一个电阻值为1-n R g 的分流电阻R s 即可。
2. 将微安表改装成伏特表微安表的电压量程为I g R g ，虽然可以直接用来测量电压，但是电压量程I g R g 很小，不能满足实际需要。
为了能测量较高的电压，就必须扩大它的电压量程。
扩大电压量程的方法是在表头上串联一个分压电阻H R （如图13-2所示）。
电表的改装与校准
4 测定R1和R2的阻值，并装配成安培表和伏 特表 5 调整改装成的安培表和伏特表的满量程， 并对分度进行校准。 要求：画出电路图，拟出操作计划，列出 校准结果表格，测出结果，并作出校准曲 线。 提示：以被校表的读数与标准表的读数的 差为纵坐标，以被校表的指示值为横坐标 做校准曲线。
注意事项
1.接通电源前，应检查滑线变阻器的滑键 是否在安全位置。 2.调节电阻箱时，防止电阻值从9到0的突 然减小。 3.记录时注意有效数字位数。
电表的改装和校准
简单设计性实验
任务
将一个表头改装成一个能测量0-100mA的 安培表和一个能测量0-3V的伏特表
目的
初步培养学生能根据要求，设计简单实验 的独立工作能力 巩固电学基本仪器的使用
பைடு நூலகம்纲
首先应知道表头的满度 电流Ig和内电阻Rg,算 出分流电阻R1和分压电 阻R2。再装配成安培表 和伏特表，经校准后可 供使用。
报告内容
1 实验名称、目的与任务 2 分项列出仪器清单，包括型号规格 3 分项列出计算公式，电路图，数据表格。
参考步骤
1 用比较的方法测定表头的满度电流Ig 要求：画出电路图，拟出操作计划，测出结果。 提示：将表头和标准微安表相串联，改变通过 表头的电流强度，使表头指针偏转到满刻度为止。 2 测定表头的内电阻Rg 要求：画出电路图，拟出操作计划，测出结果。
提示：（1）当表头指针偏转到满刻度时，如果在 表头上并联一个阻值和表头内阻Rg相等的电阻， 则表头的偏转将减小一半。注意这时应保持总电 流不变。---半值法 （2）让微安表和表头串联并使微安表的示 值较大，再让微安表和电阻箱串联并且微安表的 示值仍为同一个值，就认为表头的内阻和电阻箱 的阻值相同—替代法 3 计算出表头改装为安培表时的分流电阻R1和伏 特表时的分压电阻R2。 要求：列出计算公式，算出结果。
电表的改装与校准
保持单刀双掷开关同时闭合两个回路，调节变阻箱阻值为1/99倍微安表内阻，此时可视为初步完成电表改装，校准电流表，调节两个变阻箱，使得当表头指向最大示数时万用表测得电流值为10mA，此时即完成改装。
【数据处理与结果】（画出数据表格、写明物理量和单位，计算结果和不确定度，写出结果表达式。注意作图要用坐标纸）
3)预习报告要按实验设计的要求写好，经与教师讨论后再进行实验。
【实验内容】
将100mA表头改装成10mA表头,并作校准曲线。
注意！R串同时起到保护电表作用，应预先接入电阻，并防止误拨入“0”档。
先将电路如上图连接：
测量出微安表头达到最大示数时的电流值，调节变阻箱，使电路中的电流值和微安表头达到最大示数时的电流值相等，此时认为变阻箱阻值即为表头内阻。
【实验目的】
1、掌握将Μa表改装成较大量程的电流表的原理和方法。
2、学会校准电表。
【实验原理】（原理概述，电学。光学原理图，计算公式）
电流表的量程Ig它具有表头电阻Rg，所以具有满度电压Ug=IgRg。改装电表的过程实际上是欧姆定律在电路中的应用——被测电流I>Ig时，采用并联电路，让一部分电流I’分流；被测电压I>Ug时，采用串联电路，让一部分电压承加到外加串联电阻上。
I
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
8.00
9.00
10.00
Is
0.884
1.859
2.838
3.812
4.806
5.816
6.810
7.845
8.957
10.000
Is'
0.884
电表改装及校准实验报告
电表改装及校准实验报告电表是用来测量电流、电压、电功率等参数的仪器，是电力系统中不可或缺的设备。
然而，在长期使用过程中，电表可能会出现误差或损坏，需要进行校准或维修。
本实验旨在以电表为对象，探究其改装和校准方法，以提高电表的准确性和可靠性。
一、电表改装1.替换电表内部元器件电表内部的元器件可能会因长期使用而老化或损坏，导致测量结果不准确。
因此，可以通过更换电容、电阻、电感等元器件来改善电表的准确性。
2.添加滤波器电表测量电流或电压时，可能会受到电源噪声、线路干扰等因素的影响，导致测量结果不准确。
因此，可以在电表的输入端添加滤波器，以减少外界干扰，提高电表的准确性。
3.安装校准装置电表的准确性可以通过校准来提高。
为了方便校准，可以在电表内部或外部安装校准装置，以便对电表进行定期校准。
二、电表校准1.校准前的准备工作在进行电表校准前，需要先了解所需校准的参数，确定校准方法和标准。
同时，还需要对校准设备进行检查和校准，以保证校准的准确性。
2.校准方法电表的校准方法一般分为手动校准和自动校准两种。
手动校准需要手动调整电表的校准电位器，以使电表的测量结果符合标准值。
自动校准则是通过校准设备自动调节电表的校准电位器，实现自动校准。
3.校准结果的判定在校准完成后，需要对校准结果进行判定。
一般来说，如果电表的测量误差在规定范围内，则校准结果合格。
如果超出规定范围，则需要重新校准或更换电表。
三、实验步骤1.拆卸电表外壳，检查电表内部元器件是否正常。
2.更换电表内部老化或损坏的元器件，如电容、电阻、电感等。
3.添加输入端滤波器，以减少外界干扰。
4.安装校准装置，方便定期校准电表。
5.进行电表的手动或自动校准，根据校准结果进行判定。
四、实验结论通过本次实验，我们了解了电表的改装和校准方法。
通过更换电表内部元器件、添加滤波器和安装校准装置，可以提高电表的准确性和可靠性。
同时，通过手动或自动校准，可以对电表进行定期校准，确保其测量结果的准确性。
电表改装和校正
标准表量程选10mA
用电箱 取100Ω
（Ⅱ）校准零点和量程
未接通电源前，调零点 调节器使两表指针指零。
接通电源,调节 R和Rs ， 两表要同时满偏。
（Ⅲ）校准刻度 ：移动滑动变阻器R
先下行：满偏→零 数据
后上行：零→满偏 数据
必须调 到100.0
改装表格数 0.0 10.0 20.0
标 下行
准
表 格
2、步骤：
（Ⅰ）线路图：为了改变欧姆表量程，采用 P-93电路图（图3－10）：
电阻箱 30Ω
11KΩ
电阻箱
1.5V
注意：当Rg＋RΩ 》RS 时, R中≈Rs＝30Ω
（Ⅱ）计算 RΩ 上下限： 上限（理论值）： 下限：
1.65 Rmax I g Rg
R min=R i＝11kΩ
取 R0（预置值）＝Rmax－Rmin＝5.5k－Rg
（1）计算分流电阻Rs 表头满标度电流 Ig=100μA
改装表量程 I＝10mA 设表头内阻 Rg 若 I＝nIg ， 则分流电阻（理论值）
Rs＝Rg/（n－1）＝Rg /（100－1)
（2）电流表的校准（P93 图3-11）
用电阻箱取 分流电阻的
（(Ⅰ)
K改＝2.5，K标/K改<1/3
理论值
所以 K标 取0.5级,
必须调 到100.0
标准表读数
二、将表头改装成欧姆表
1、欧姆表的工作原理
将表头与可变 电阻 R0 ，固定电阻Ri ，电池 串联起来，就构成了一个 简单的欧姆表。
当接上外电阻 Rx 时， I＝E/（Rg＋R0＋Ri＋ Rx）。可见，当E、R0、Ri、Rg 一定时，I 与 Rx
一一对应，但不是简单的线性关系。因此，欧姆 表面板上的刻度值是不均匀的。
《电表的改装与校准》课件
未来发展前景
广阔的市场前景
随着智能电网和物联网的快速发展，电表改装与校准市场前景广 阔。
技术创新推动发展
未来电表改装与校准将不断涌现出新的技术创新，推动行业不断发 展。
国际化竞争加剧
随着国际化进程的加速，电表改装与校准行业的国际化竞争将更加 激烈。
谢谢
THANKS
计算误差
根据记录的数据，计算被校准电表的误差。
评估不确定度
根据计算出的误差，评估测量结果的不确定度。
整理报告
整理校准过程中的数据和图表，编写校准报告，并给出 结论和建议。
04 电表改装与校准的实践应用
CHAPTER
实际应用案例
案例一
某电力公司为了提高电表的测量精度 ，采用了新型的改装技术，使得电表 在低电流和高电流的测量中都能够保 持高精度。
作。
效果三
03
通过实践应用，进一步验证了电表改装与校准技术的可行性和
有效性，为今后的应用提供了有益的参考。
05 电表改装与校准的未来发展
CHAPTER
技术发展趋势
智能化技术
随着人工智能和物联网技术的不断发展，电表改装与校准将更加 智能化，实现自动化和远程控制。
精度提升
未来电表改装与校准技术将不断提升精度，以满足更高精度的测 量需求。
制作与测试
按照改装设计方案，制作改装 后的电表，并进行相关性能测 试和验证。
报告编写
根据测试结果编写改装与校准 报告，总结改装的成果和经验 教训。
02 电表改装技术
CHAPTER
电表的基本结构
电流线圈
感应被测电流的大小。
电压线圈
产生磁场，与被测电流 相互作用，产生转动力
矩。
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[数据处理]
用坐标纸或计算机作两条校准曲线；确 定两个改装表的准确度等级。
[结果与分析]
作出实验结论，并进行分析。
[注意事项]
1. 表头只允许通过100μΑ的电流，过载时会损坏表头！ 连线前将电源输出调节旋钮逆时针旋到不能旋动为止，连好 线检查无误后再缓慢地顺时针旋转。
2. 仪器内部有限流保护措施，但工作时尽可能避免工作 电源短路,以免造成仪器元器件等不必要的损失。
第98面（3.7.1）
n为需要扩 (nI/Ig) 大的倍数
(2) 改装为电压表 （串联分压电阻 R）s
Ig + _
Rs
G
Rp
Rg n 1
Ug
U
n为需要扩
大的倍数
RsUU U ggRg(n1)RgU IgRg 第98面（3.7.2）
(3) 改装为欧姆表
选做
3. 电表的校准
第99面下面的两个图
标准电流表
校量程后电阻箱的 示值即为实验值。
(3)校刻度
用标准电表测出改装表各个 刻度值（取整刻度）所对应的标 准值，计算出各个刻度的示值误 差。
方法：直接调节电源输出
注意：量程校好后，校刻度时不能再调电
阻箱！
课
后
标准表读
再
数为 2.99X到
计
3.00X
ห้องสมุดไป่ตู้
算
作出改装电表的校准曲线
（4）确定改装表的准确度等级 电表的准确度等级 p62
第一 步调 好后 不能 改变
改装电流表
第99面下面的两个图
标准电流表
电流表校准电路
图7-7 电压表校准电路
(n1)Ig
第98面（3.7.1）
(2)校量程
使标准电表和改装表在 满刻度值时的示值误差最小， 如在满刻度时的误差较大， 可以微调扩程电阻。 则需要反复调整。
(n1)Ig
反复微调 电阻箱的 阻值、电 源或可调 电阻，使 标准表读 数为2.99X 到3.00X。
3. 实验时应注意电压源的输出档位选择是否正确，10V 档位一般只用于较大量程电压表的改装,其余电流表及欧姆改 装建议选用2V档位。
4. 指针式电表读数时要注意避免视差。校准整数刻度时 指针、指针的像、整数刻度线要重合以消除视差。
实验七 电表的改装与校准
[实验目的]
1．学习测量表头内阻的方法。 2．掌握将微电流表头改成较大量程电流
表和电压表的方法。 3．掌握校准电流表和电压表的方法。
[实验仪器]
被改电表（表头，磁电式电流表）
[实验原理] 1、磁电式电流表
（表头）及其参数
Ig100A0.1mA
如果Rg2.086K 则Ug0.2086V
量程 Ig
内阻 Rg
表头内阻的测量
表头内阻的测量方法有很多，常用的有替
代法和半偏法。
第二步和第一 步读数相同
半偏
保持 不变
第一 步调 好后 不能 改变
替代法
半偏法
反复调 节
2、电表改装 ⑴ 改装为电流表（并联分流电阻 R p ）
I No Image
Ig + _
G
nI g R p
RpI IgIgRgnR g1
标准电压表
电流表校准电路
图7-7 电压表校准电路
电压表校准电路
后面的内容边演示边讲解
[仪器介绍]
表头（准确度等级1.5级）
标准 电压表
标准 电流表
电源输出 电压指示
电源输出
电源 选择
电源输出 电压调节
电阻箱
电流表 量程选择 可调电阻
备用电阻
(1)校零点
调整指 针归零
替代法测表头内阻
第二步和第一 步读数相同
根据
是改装好的表的 量程，不是标准 表的量程
允许误差 a 量程100a0
a 0 表示标准表的准确度等级（0.1）
算出的值达到哪一级就定为哪 一级,例如计算得a=0.357，则 定为0.5级 。
最大的绝对误 差为该电表的 允许误差
[实验内容与步骤]
见课本第100面。 改装电流表的量程可为大于1mA小于20mA的任 意值。 改装电压表的量程可为大于1V小于10V的任意值。