电表的改装与校准实验报告
实 验 报 告
实验名称 电表的改装与校准
实验时间
2006年11月 6日
姓 名
班 级 学 号
指导教师
报告批改教师
实验报告成绩
物理0511
【实验目的】
1、 掌握将微安表改装成较大量程电流表和电压表的原理和方法。
2、 学会校正电流表和电压表的方法。
【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
【实验仪器】
稳压电源、微安表头（100A μ）、毫安表（0~7.5mA ）、电压表(1~1.5V)、滑线变阻器(100Ω)、电阻箱(0~99999.9Ω).
【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 0.10 0 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=? 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
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？
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
1
3=+++=，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
+