电表的组装与校准

时间：2022-08-24 百科知识版权反馈

【摘要】：电压表校准电路如图3-28所示，图中标注表为12 V量程，表头值为100 μA，该电路图是一分压电路。按图3-24接好改装电路，电路中串入标准电流表，调节电源及滑线变阻器，使标准电流表的示数为50 mA，按照Rs的理论计算值调整变阻箱阻值，使表头恰好满偏，记录变阻箱的阻值。

【实验目的】

（1）掌握由电流计改装电流表及电压表的原理和方法。

（2）掌握电流表及电压表的校准方法。

（3）进一步熟悉滑线变阻器的两种用法。

（4）理解电流计改装电压表、电流表的工作原理。

【实验原理】

1.表头改装为电流表

图3-24所示为改装表的内部电路图，若将100 μA内阻表头改成量程为50 mA的电流表，采用半偏法应并联多大的电阻，分析如下。图3-24中I考虑为50 mA，Rs为分流电阻，Ig为表头电流（50 μA）。

图3-24　表头内部电路

因为表头与Rs并联，则有

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由于表头参数（Ig，Rg）已知，改装量程I确定（50 mA），则可求Rs为

找一由式（3-23）所求数值的电阻（实际用电阻箱代替），与表头并联即成为量程是50 mA的电流表，需注意此时表头刻度盘应扩大n倍进行读数。

2.表头改装为电压表

图3-25所示为改装表的内部电路图，表头虽为微安表，但也可反映电压，因共有内阻，若将100 μA内阻表头改装成10 V电压表，应串联多大的电阻RH，分析如下。考虑表头指针偏转角度时，所串RH恰好使改装电表两端电压量程为10 V，则因RH与表头串联，故有

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图3-25　改装表内部电路

由式（3-25），当表头参数（Ig，Rg）已知，改装的电压表量程10 V确定时，则RH可求，Ig、Rg确定后（即表头给定），RH仅由改装表量程10 V决定，反过来，RH不同，量程就不同，实验根据给定的表头及改装表的量程（10 V）由式（3-25）求出RH的数值，找一该数值的电阻（实际用电阻箱代替），与表头串联即为10 V电压表。需注意，此时表的刻度盘的每一电流刻度应乘以Rg+RH，即换算成电压来进行读数。

3.电表的校准

上述改装，中学已接触过，本实验与中学所学内容的区别在于校准，未校准的改装表是无法使用的。知道其误差范围（准确度等级），理论计算与实际结果是否在这一误差范围内，换句话说，如何知道改装表是否符合计算要求，这是在实验中要解决的重点问题，改装表一般通过理论计算都不可能符合设计要求，原因有二，一是表头本身还存在误差（如轴承摩擦、附加误差），二是表头参数Rg不能准确测定并受外界因素影响等。因此，必须对改装表进行校准。

校准方法采用比较法。将改装表与一量程相同的标准电表同时测量同一个电流（或电压）进行比较，校准步骤：①校准量程；②校准刻度；③画校准曲线。

以改装电流表的校准为例，说明校准过程，电流表校准电路如图 3-26所示。

图3-26中，R为保护电阻（用电阻箱），标准表量程为50 mA，与改装表量程相同。

步骤：接好电路，打开电源，调C至标准表零度，改装表若不在零度，调Rs使之到零度（超过零度调小Rs，否则调大Rs），此即为校准刻度，此时Rs实际值与Rs理论值不等（说明理论与实际有误差），而改装表每一刻度都可能与标准表有误差，选择代表点进行校准（如4 mA、6 mA、8 mA）。

图3-26　电流表校准电路

然后以ΔIi为纵轴、Isi为横轴，在坐标图上将所记录数据标注在图上，将相邻的两点用直线连接起来，即成为校准曲线，如图3-27所示。

注意，标注刻度时，由于电流偏热效应，电流应该从小到大、从大到小各进行一次（考虑内阻Rg受温度影响），而后对各数据求平均值，即

图3-27　校准曲线

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