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1、文档从互联网中收集，已重新修正排版，word 格式支持编辑，如有帮助欢迎下载支持。实验实验 6.166.16电表的改装和校准电表的改装和校准1.1.实验目的实验目的(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。2.2.实验仪器实验仪器微安表(量程 100A)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(0100)，直流稳压电源(015V)，单刀双掷开关各一个。3.3.实验原理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
2、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)(1)扩大微安表的量程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 Rs，(称为分流电阻)即可，如图 6.16-1 所示。由于并联了分流电阻Rs，大部分电流将从 Rs流过，这样由分流电阻Rs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 Ig，内阻为 Rg，若要把它图 6.16-1 与表头并联的分流电阻 Rs的量程扩大为 I0，分流电阻 Rs应当多大？当 AB 间的电流为 I0时，流过微安表的电流为Ig(这时微安
3、表的指针刚好指到满刻度)，流过 Rs的电流 Is=I0-Ig，由于并联电路两端电压相等，故RsIgRgI0 Ig(1)通常取 I0=10Ig，100Ig，故分流电阻 Rs一般为 Rg/9，Rg/99，。即：要把表头的量程扩大m 倍，分流电阻应取(2)(2)把微安表改装成电压表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 Rm(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Rm，总电压的大部分降在 Rm上，这样由分压电阻 Rm和表头组成的整体就可以测量较大的电压了。设微安表的量程为 Ig，内阻为 Rg，若要把它改装成量程为 V0的电压表，分压电阻R
4、m应取多大?图 6.16-2 与表头串联的分压电阻 Rm当 A、B 两点间的电压为 V0时，流过微安表的电流为 Ig(这时微安表的指针刚好指到满刻度。因此只要在微安表的标度盘上直接标上与该电流相应的电压，微安表就成为电压表了)，根据欧姆定律，得RmV0 Rg(2)Ig(3)(3)表头内阻的测量表头内阻的测量由(1)式和(2)式知，在改装电表前，首先应知道表头的内阻Rg。86word 格式支持编辑，如有帮助欢迎下载支持。文档从互联网中收集，已重新修正排版，word 格式支持编辑，如有帮助欢迎下载支持。测量微安表内阻 Rg的方法很多，较为简便常用的方法是“替代法”，即将被测表 M 和另一微安表 N
5、 串联起来，再在两端加一定的电压VAC，使 N 的读数等于某一定值In(In一般为满度的三分之二为宜)，如图 6.16-3(左图)所示。然后保持 VAC不变，用电阻箱 R 取代 M，如图 6.16-3(右图)所示，使 N 的读数仍为 In，此时 R 的阻值就等于微安表 M 的内阻 Rg。图 6.16-3 用替代法测微安表头 M 的内阻4.4.实验步骤实验步骤(1)(1)测量微安表测量微安表 M M 的内阻的内阻1)按图 16-4 接好线路，图中 E 为稳压电源，K1即电源开关，R1为滑线变阻器，R2为 ZX21 型电阻箱，K2是单刀双掷开关，M和N是两个同型号的微安表。请教师检查后，再进行下面
6、的步骤。2)滑动滑线变阻器 R1的滑动触头，将 A与滑动触头间的电阻调至最小，单刀双掷开关 K2扳向 l，打开稳压电源 E 的开关(K1)，将 E 的输出电压调到 2V。然后移动 R1的滑动触头，使微安表 N 的读数为 60.0 A。以后不能再移动 R1的滑动触头，以保图 6.16-4 测量微安表 M 内阻的电路图持电压不变。3)因为微安表 M 的内阻约为 2000，故先将 R2调到 2000，再把 K2扳向 2，仔细调节R2，使 N 的读数仍为 60.0 A，此时 R2的阻值就等于微安表M 的内阻，记下 M 的内阻 Rg。(2)(2)把量程为把量程为 100100 A A 的微安表改装成量程
7、为的微安表改装成量程为 10mA10mA 的毫安表的毫安表1)Ig=100 A，I0=10mA，根据(1)式计算出微安表 M 的分流电阻 Rs。2)按图 6.16-5 接好电路。调节电阻箱R2的阻值等于 Rs。这样虚线框内由分流电阻Rs和表头组成的整体就成为量程为10mA 的毫安表了。图中的毫安表作为标准表，用来校准改装成的毫安表。3)打开 K1，将电源E 的输出电压仍保持为2V，调节A、C 之间的电压 VAC，当微安表M的读数 IW，分别为 100.0A，90.0A，10.0A，0.0A(相当于改装毫安表的读数IG分别为 10.0mA，9.0mA，1.0mA，0.0mA)时，记下标准毫安表对
8、应的读数IB。4)以 IG为横坐标，I(IB一 IG)为纵坐标，在坐标纸上作出 I IG校准曲线(应将各点连成折线，而不是光滑曲线)。以后使用改装的毫安表时，可以根据校准曲线修正毫安表的读数。5)校准曲线可参考图 6.16-6 所示。图 6.16-5 校准改装的电流表87word 格式支持编辑，如有帮助欢迎下载支持。文档从互联网中收集，已重新修正排版，word 格式支持编辑，如有帮助欢迎下载支持。图 6.16-6 电流校准曲线参考图(3)(3)把量程为把量程为 100100 A A 的微安表改装成量程为的微安表改装成量程为 10V10V 的伏特表的伏特表1)Ig=100 A，V0=10V，根据
9、(2)式计算出微安表 M 的分压电阻 Rm。2)按图 6.16-7 接好电路。调节电阻箱R2的阻值等于 Rm。这样虚线框内由分压电阻Rm和表头组成的整体就成为量程为10V 的伏特表了。图中的伏特表作为标准表，用来校准改装成的伏特表。3)打开 K1，将电源 E 的输出电压调到 12V，调节 A、C 间的电压 VAC，当微安表 M 的读数 IW分别为 100.0A，90.0A，10.0A(相当于改装的伏特表的读数 VG分别为 10.0V，9.0V，1.0V)时，记下标准伏特表对应的读数VB。图 6.16-7 校准改装的电压表4)以 VG为横坐标，V(VBVG)为纵坐标，在坐标纸上作出 V VG校准
10、曲线。以后使用改装的伏特表时，可以根据校准曲线修正伏特表的读数。5.5.测量记录和数据处理测量记录和数据处理(1)测量微安表 M 的内阻Rg(2)把量程为 100A 的微安表改装成量程为 10mA 的毫安表Rs0.00.010.01.020.02.030.03.040.04.050.05.060.06.070.07.080.08.090.09.0100.010.0(3)把量程为 100A 的微安表改装成量程为10V 的伏特表Rm0.00.010.01.020.02.030.03.040.04.050.05.060.06.070.07.080.08.090.09.0100.010.06.6.思考题思考题88word 格式支持编辑，如有帮助欢迎下载支持。文档从互联网中收集，已重新修正排版，word 格式支持编辑，如有帮助欢迎下载支持。(1)如何用替代法测量表头的内阻R?(2)如何扩大微安表的量程，如何校准电流表?(3)如何把微安表改装成电压表?如何校准电压表?(4)本实验中的滑线变阻器在连接上和作用上有何不同?(5)在图 6.16-4 和图 6.16-5 中，稳压电源的电压是 2V，而图 6.16-7 中的稳压电源却要调到 12V，这是为什么?能否再降低?两者最小值各是多少?89word 格式支持编辑，如有帮助欢迎下载支持。