电表的改装与校准实验报告
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
实 验 报 告
实验名称 电表的改装与校准
实验时间
2011年12月 5日
姓 名
班 级 学 号
指导教师
报告批改教师
实验报告成绩
物电
【实验目的】
1、 掌握电流表和电压表的改装方法。
2、 学会校准电流表和电压表。
3、学习欧姆表的设计与制作。
【实验仪器】
DH4508型电表改装与校准试验仪、ZX21电阻箱
【实验原理】
1、 微安表改装成电流表
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
-=
2、微安表改装成电压表
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 -=-=
3、 电表标称误差和校正
使被校电表与标准电表同时测量一定的电流(电压),看其指示值与相应的标准值相符的程度。校准的结果得到电表各个刻度的绝对误差。选取其中最大的绝对误差除以量程,即得该电表的标称误差。
%100⨯=
量程
最大绝对误差
标定误差
【实验内容】
1、将量程为100μA 的电流计扩程为5mA 电流表
(1)记录电流计参数,计算分流电阻阻值,数据填入表1中。用电阻箱作R P ,与待改装的电流计并联构成量程为5mA 的电流表。 (2)连接电路,校正扩大量程后的电流表。应先调准零点,再校准量程(满刻度点),然后校正标有标度值的点。
校准量程时,若实际量程与设计量程有差异,可稍调R P 。
校正刻度时,使电流单调上升和单调下降各一次,将标准表两次读数的平均值作为I S ,计算各校正点校正值。
(3)以被校表的指示值I xi 为横坐标,以校正值ΔI i 为纵坐标,在坐标纸上作出校正曲线。数据填入表2中。 (4)求出改装电流表的标称误差。
3、将量程为100μA 的电流计改装为量程1V 的电压表 (1)计算扩程电阻的阻值数据填入表3中。
(2)校正电压表。与校准电流表的方法相似。数据填入表4中。
【数据记录】
表1 电流表改装与校正仪器参数 (U 0=1.08V ) 满度电流g I (A μ) 扩程电流I (mA ) 电流计内阻g R (Ω) R P 理论值
R P 实际值 100
5
1896
38.7
37.7
表2 电流表校正数据记录(mA):
被校表读数x I 5.00 4.50 4.00 3.50 3.00 2.50 2.00 1.50 1.00 0.50 标准表读数s I
5.00 4.60 4.00 3.58 3.05 2.60 2.10 1.60 1.08 0.58 x s x I I I -=∆
0.10
0.08
0.05
0.10
0.10
0.10
0.08
0.08
表3 电压表改装与校准仪器参数(U 0=2.58V )
满度电流g I (A μ) 扩程电压U (V ) 电流计内阻g R (Ω) R s 理论值
R s 实际值 100
1
1896
8104
8504
表4 电压表校正数据记录(V ): 被校表读数x U 1.00 0.90 0.80 0.70 0.60 0.50 0.40
0.30 0.20
0.10 标准表读数s U 1.00
0.92 0.82 0.73 0.61 0.59 0.41 0.32 0.22 0.11 x s x
U U U
-=∆ 0
0.02
0.02
0.03
0.01
0.09
0.01
0.02
0.01
0.01
【数据处理】
分别作出电流表和电压表的校正曲线。此后应用改装表进行测量时,根据校正曲线对测量的数值加以修
正,以得到准确的测量值。 改装电流表的标称误差=
%2%1000
.51.0=⨯
改装电压表的标称误差=
%9%1000
.109.0=⨯
【问题讨论】
1、标称误差的意义是什么?电表的校准有什么用途?
图1电流表改装
图2电压表改装
校正电流表的电路
ΔI i
I xi
δ
校准曲线
答:标称误差指的是电表的读数与准确值的差异,包括电表在构造上各种不完善因素引入的误差。为了确定标称误差,用改装电表和一个标准电表同时测量一定的电流或电压,从而得到一系列的对应值,这一工作称为电表的校准。电表校准的目的:一是要评定该表在改装后是否仍符合原表头准确度的等级;二是要绘制校准曲线,以便对改装后的电表能准确读数。
校准的结果得到电表各个刻度的绝对误差。选取其中最大的绝对误差,除以量程,定义为该电表的标称误差。根据标定误差的大小,即可定出被校电表的准确度等级。如标定误差在0.2%至0.5%之间,则该表就定为0.5级。
通过校准,测量出电表各个指示值Ix 和标准电表对应的指示值Is ,从而得到电表刻度的修正值。作出校准曲线ΔI i ~I xi ,ΔU i ~U xi 。根据校准曲线可以修正电表的读数。
2、 在校正电流表和电压表时发现改装表与标准表读数相比各点均偏高,是什么原因?应如何调节分流电阻R P 和分压电阻R S ?
答:改装电流表读数比标准表偏高,说明分流电阻R P 不够小,应减小分流电阻R P ;
改装电压表读数比标准表偏高,说明分压电阻Rs 不够大,应增大分压电阻Rs 。 3、如何用微安表改装欧姆表?
答:以串联分压式为例,其原理电路如图所示。
E 为电源,R 3为限流电阻,R W 为调“零”电位器,Rx 为被测电阻,Rg 为等效表头内阻。R G 与R W 一起组成分流电阻。
欧姆表使用前先要调“零”点,即a 、b 两点短路,(相当于R X =0),调节R W 的阻值,使表头指针正好偏转到满度。即:欧姆表的零点是就在表头标度尺的满刻度(即量限)处,与电流表和电压表的零点正好相反。
当a 、b 端接入被测电阻Rx 后,电路中的电流为x
W g R R R R E
I +++=
3
对于给定的表头和线路来说,R g 、R W 、R 3都是常量。由此可见,当电源端电压E 保持不变时,被测电阻和电流值有一一对应的关系。即接入不同的电阻,表头就会有不同的偏转读数,Rx 越大,电流I 越小。短路a 、b 两端,即Rx=0时,g W g I R R R E I =++=
3
,这时指针满偏。
当Rx=R g +R W +R 3时,g X
W g I R R R R E
I 2
13=
+++=,这时指针在表头的中间位置,对应的阻值为中值
电阻,显然R 中= R g +R W +R 3。
当Rx=∞(相当于a 、b 开路)时,I=0,即指针在表头的机械零位。
所以欧姆表的标度尺为反向刻度,且刻度是不均匀的,电阻R 越大,刻度间隔愈密。如果表头的标度尺预先按已知电阻值刻度,就可以用电流表来直接测量电阻了。
+
改装表
+