电表的扩程和校准

实验十 电表的扩程和校准

【实验目的】

1. 学会测定微安表（表头）的内阻。

2. 熟悉电流表、电压表的构造原理，学会改装电表的基本方法。

3. 掌握校准电流表基本方法。

【实验仪器】

表头、稳压电源、标准电阻、滑线变阻器、电阻箱、单刀双掷开关、电阻（10K ，100Ω左右）、导线等。

【实验原理】

1. 测量微安表（表头）的内阻

表头内线圈的电阻称为表头内阻Rg ，测量其值方法很多，在精度要求不高的条件下，可用“替代法”（也叫比较法）测量，如图１。图中A 为参考电流表，G 为被测表头，R 为限流电阻，以限制回路中电流不超过表头的满刻度电流（量程）g I 。测量时先将开关K 0掷1，调节滑线电阻器使G 达到某一值（不超过满刻度）记下此时A 表的电流值，然后将K 0掷向2，调节电阻箱使A 表的电流值达到刚才记下的值，此时电阻箱的电阻值就是表头的内阻Rg 。

图1

2. 扩大微安表的量程

在表头两端并联一个阻值较小的分流电阻R P （如图2），使流过表头的电流只是总电流的一部分。表头G 和R P 组成的整体就是电流表。选用不同阻值的R P 能得到不同量程的电流表。

图2中，当表头满偏时，通过电流表的总量程为I ，通过表头的电流为I g ，根据欧姆定律有

I g R g =（I －I g ）R P

图2

故得 g

g g p I I R I R -=

若表头的量程要扩大g

i I I

n =倍，则1-=i g p n R R 。

根据改装电流表的量程I 、表头的量程I g 和内阻R g ，可算出分流电阻R P 。 3. 校准电表

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）测量，进行比较。

【实验内容】

1. 测量表头内阻，并把微安表改装成电流表

按图1接好电路，把滑动变阻器滑动触头拨在a 端，开关K 0接1，并把微安表选在50微安直流档，把滑线变阻器的滑动触头缓慢的向b 端滑动，在表头和微安表都不超过量程的情况下，使微安表达到某一值，并记下此值，然后把电阻箱的阻值调到最大值，不改变滑线电阻器的滑动触头及微安表的测量档位，把开关K 0掷向2端，调节电阻箱的值，使微安表的读数重新回到刚才所记下的值，此时电阻箱的阻值即为表头内阻Rg ．改变不同的微安表读数，测量三次，读数填入表1．

本实验中把50微安的表头改装为5毫安的电流表。计算量程扩大n 倍所需并联的电阻： 根据公式: 1

-=

n R R g p 计算所需P R 。

2. 校准改装的电流表（校准电路如图4所示）

用一个100欧姆左右的电阻R Z ，连在电路中，改变滑线变阻器的阻值，观察毫安表的读数，并观察表头的偏转．分别记下改装表和标准表相应的读数，填入表2中，以I 改为横坐标，以ΔI 为纵坐标，做出改装电表的校准曲线。

+

-

R g R p

标准表 R z

mA

a c

图4 电流表校准电路

改装表

K

图5 △I

电流表的校准曲线示意图

【数据处理要求】

表1 测量表头内阻

1 2 3 4

测量次数

读数

Rg

R

g

表2校准改装的电流表

校准点(mA）0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5

标准表读数I S/mA 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5

改装表读数I x/mA

修正值△I =I S -I x/mA

【思考题】

1.将表头扩程成电流表、改装成电压表的原理是什么？

2.为什么不用欧姆定律来测表头内阻？

3.如何测量表头内阻R g？在校准电流表和电压表时，如果发现改装表与标准表读数相比偏高，应如何调节分流电阻R P？