大学实验《电表改装与校准》_电表改装与校准实验

2020-02-28 其他范文下载本文

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电表的改装与校准

注：本实验仅供参考，如有雷同纯属巧合。

[实验目的] 1．学会测定表头的内阻和满度电流；

2．熟悉电流表、电压表、欧姆表的构造原理，学会改装并校准电流表、电压表的基本方法。

[实验仪器] DH4508型电表改装实验仪1台（使用说明见附录），ZX21a电阻箱（可选用）。

[实验原理] 常见的磁电式电流计主要由放在永久磁场中的由细漆包线绕制的可以转动的线圈、用来产生机械反力矩的游丝、指示用的指针和永久磁铁所组成。当电流通过线圈时，载流线圈在磁场中就产生一磁力矩M磁，使线圈转动，从而带动指针偏转。线圈偏转角度的大小与通过的电流大小成正比，所以可由指针的偏转直接指示出电流值。

1．表头的主要参数的测定

表头的主要参数：量程和内阻。量程是指针偏转满刻度时可测的最大电流值Ig，也称表头的满偏电流。表头的内阻Rg是偏转线圈的直流电阻。电表的内阻是电表两端的电阻。测量内阻Rg的方法很多，这里介绍常用的两种方法：

（1）半偏法也称中值法

测量电路如图1-a所示，（请问：为什么这里用限流接法？）将K2断开，K1闭合，接通电

路，调节RW使表头满偏，记下此时标准表的读数Ig，然后接通K2，在保持标准表的读数仍为Ig的情况下，调节电阻箱R2的值使表头恰好为满刻度值的一半（这时若标准表的读数不为Ig，则应调节RW使标准表回复到原读数Ig，并再调节电阻箱R2使表头恰好为满刻度值的一半处，如此反复），则RgR2。

（2）替代法

测量电路如1-b所示，将K2置于1处，调节RW使表头满偏（或在某一较大示值处），记下此时标准表的读数Ig；将K2置于2处，调节R2使标准表的读数仍为Ig，则RgR2。

替代法是一种运用很广的测量方法，具有较高的测量准确度。（请问：如何确定表头的量程？）

2．将表头改装成大量程的电流表

在表头两端并联一个阻值较小的分流电阻Rp（如图2），使流过表头的电流只是总电流的一部分。

表头G和Rp组成的整体就是电流表。选用不同阻值的Rp能得到不同量程的电流表。

在图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Ig，根据欧姆定律有

故得Rp

IgRgIIgRp I倍，则 IgRpRgnIgRgIIg，若表头的量程要扩大n（1）

测出表头的量程Ig和内阻Rg，按所需的电流表量程I，可算出分流电阻Rp。

3．将表头改装成大量程的电压表

在表头上串联一个阻值较大的分压电阻RS（如图3），使超过表头电压量程的那部分电压降落在电阻RS上。RS亦称为扩程电

阻。

表头和RS组成的整体就是电压表。选用不同阻值的RS可以得到不同量程的电压表。

在图3中，当表头满偏时，通过表头的电流为Ig，设改装后电压表总量程为U，因为UIgRgRS，则

RSURgURg

（2）Ig式中1/IgRg/Ug称为电压表的每伏欧姆数，这是一个很重要的参数，单位为V1。由（2）式根据所需要的电压表量程U和表头量程Ig、内阻Rg，可算出分压电阻RS。

4．电表的校正

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。校正电表时，应做到“三校”：

（1）校零点。在电路没接通之前，检查被校表表头和校准表是否指零，否则要机械调零；（2）校量程。接通电路，用标准表校准改装表的量程。校准时若稍有差异，可稍调RP和RW（或调RS和RW），使之符合量程要求。

（3）校其他刻度值。在校准其他刻度时，校正点应选在被校表（即改装表）的量程范围内各个标度值的位置上，并使被校表的电流（或电压）等间隔单调上升和单调下降各一次（即从大到小校准5-10个刻度值，然后再从小到大重复校一遍），依次同时记下被校表和标准表在各校点的读数，分别记为IX和IS（或，从而得到该刻度的修正值IISIX（或UUSUX），并用坐标纸绘出电UX和US）表的校正曲线图IIX（或UUX），如图4所示。（校正曲线的作用：在以后使用这个改装表测量时，根据校正曲线可修正电表的读数，得到较为准确的测量结果。）

5．电表的标称误差和等级

标称误差是指电表的读数和准确值的差异，它包括了电表在构造上各种不完善的因素所引起的误差。为了确定标称误差，将改装电表和一个标准电表同时测量一定的电流（或电压），称为校准。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，即为该电表的标称误差。即

最大的绝对误差标称误差＝100%

量程根据标称误差的大小，可确定电表的准确度等级。按照国家标准，指针式电表一般分为7个准确度等级，即0.1,0.2,0.5,1.0,1.5,2.5,5.0共7个等级。电表的等级是国家对电表规定的质量指标，电表出厂时一般已将级别标在表盘上。

[实验内容] 测定DH4508型电表改装与校准实验仪上面表头的内阻Rg。（参看电路图1）

将Ig1mA的表头扩程改装成量程为Ig15mA和电流表，并按图5电路对改装表进行校准。

将Ig1mA的表头扩程改装成量程为Um7.5V和电压表，并按图6电路对改装表进行校准。

请思考：为什么本实验的电路都是用限流接法而不用分压接法？

[数据处理] 整理并建立实验数据列表。

用坐标纸作出改装电表的校准曲线图IxIx（或UxUx）。计算改装电表的标称误差。

[附录DH4508型电表改装与校准实验仪简介] 1．主要技术参数

指针式被改电表：量程1mA,内阻约155，精度1.5级。