实验九电表的改装和校准.doc.doc

61 实验九电表改装及校准在测量电路中电流和电压时, 常常需要用到各种量程的电流表和电压表。它们都是由表头( 通常是一只磁电式微安表) 改装后构成的。根据分流或分压原理, 将表头并联或串联适当的电阻, 就可以改装成所需要量程的电流表或电压表。校准电表就是将需要校准的电表指示数, 与准确度更高的电表的相应指示数进行比较, 从而确定被改电表指示数的误差。改装后的磁电式电表, 不仅可以测量大于原电表的直流电流和电压, 若在电路中加上整流元件电源等, 还可以测量交流电压、电流和电阻。也可用于测量温度、压力、流量、速度等非电量的测量。[ 实验目的] ⒈掌握电表改装的基本原理和方法。⒉学习用比较法校准电表并绘制校准曲线。[ 实验原理] 电表的改装是依据电表自身的参数电表量限 I g 和电表内阻 R g ,并应用欧姆定律设计而成。 I g 可在表头的表盘上获知,而 R g 需实测。(一) 测定微安表头内阻表头内阻 R g 的测量方法很多。常用的测量电路如图 9-1 所示。图中 R 0 为标准电阻箱。 1. 半值法⑴合上 K 1和K 2, 调节 R 使被测电表满偏, 记下校准电表的示值 I ,此时 I=I g 为表头的量限(或称为表头的灵敏度)。⑵再合上 K 3 ,调节 R和R 0 使校准电表的示值仍为 I (I g) ,并使被测电表示值为 2 gI (满偏的一半) ,此时 R 0 =R g。 2. 替代法⑴合上 K 1和K 2, 调节 R 使被测电表满偏,记下校准电表的示值 I。⑵断开 K 2 ,合上 K 3 ,保持 R 不变,调节 R 0 使校准电表的示值仍为 I ,此时 R 0 =R g。校准电表被测电表_R 0R E K 3K 2K 1_+ + _ +图 9-1 表头内阻的测定 62 G 注意: 合上 K 1和K 2前, 限流器 R 的阻值应置于最大, 合上 K 3前R 0 的阻值也要足够大。(二) 表头改装成电流表表头的满度电流很小如需测量超过其量程的电流,就必须扩大其量程。根据电阻并联规律可知,如果在表头两端并联上一个小于表头内阻( R g )的低电阻 R p (如图 9-2 ), 则表头所不能承受的那部分电流将从 R p 中通过。表头和电阻 R p 组成的整体( 图中虚线框内部分)就是改装后的新电流表,其中 R p 称为分流电阻。设用量程为 I g ,内阻为 R g 的表头,改装为量程为 I 的电流表。由于流入原表头的电流只能为 I g ,所以 I—I g 的电流必须从分流电阻 R p 上通过。当表头满度时,由欧姆定律可知:?? pgggRIIRI???则分流电阻应选为: gg gpRII IR???若令 gI In?,称为量程的扩大倍数,则 gpRn R1 1??(9-1) 当已知表头的固有参数 I g和R g 后,根据所要扩大量程的倍数 n ,即可算出需要并联的分流电阻 R p, 实现表头的扩程。对于同一表头, 并联不同的分流电阻 R p, 就可得到不同量程的电流表。(三) 表头改装成伏特表由于表头的量限 I g 很小, 内阻 R g 相对说来亦不大,所以它可以测量的最大电压 V g =I gR g 一般也很小,为了测量较大的电压, 可以在表头上串联一足够大的电阻 R s (如图 9-3 ), 使表头不能承受的那部分电压降到电阻 R s 上,表头和