姓名: 学号: 时间代码: 13278 实验序号:15
院系: 一年级工作部学生二部 专业: 级.班:0636 教师签名:
仪器与用具:直流微安表(Ig=100μA,内阻Rg=1200Ω),直流毫安表,直流电压表各一只;
滑线变阻器一只;
实验目的:(1)了解安培表和伏特表的构造原理。(2) 掌握将微安表改装成较大量程的电流
表和伏特表的原理和方法。(3)了解欧姆表的测量原理和刻度方法。(4) 学会校正电流表和电压表的方法。 实验报告内容(原理预习、操作步骤、数据处理、误差分析、思考题解答)
[实验原理]:
1. 将微安表改装成毫安表
实验中用于改装的微安表,习惯上称为“表头”。表针偏转到满刻度时所需要的电流强度Ig称为表头的量程,这个电流越小,表明表头的灵敏度越高。表头内线圈的电阻Rg称为表头内阻。表头能测量的电流是很小的,要将表头改装成能测量大电流的电表,就必须扩大它的量程。扩大量程的办法是在表头两端并联一个阻值较小的分流电阻Rs,这样就使被测量的电流大部分从分流电阻流过,而表头仍保持在原来允许通过的最大电流Ig范围之内。 设表头改装后的量程为I, 若I=nIg,由欧姆定律得
可见,当表头参量Ig和Rg确定后,根据微安表的量程扩大的倍数n,只需在微安表上并联一个阻值为Rg/(n—1)的分流电阻,就可以实现电流表的扩程。
表头上并联阻值不同的分流电阻,相应点引出抽头,便可制成多量程的电流表。
2. 将微安表改装成伏特表
由欧姆定律可知,微安表的电压量程位IgRg,虽然可以直接用来测量电压,显然由于量程太小不能满足实际需要。为了能够测量较高的电压,在微安表上串联一个阻值较大的电阻(也称分压电组)RH。这样就使得被测电压大部分落在串联的附加电阻上,而微安表上的电压降很小,仍保持原来的量值IgRg范围之内。
设微安表的量程为Ig,内阻为Rg,改装成量程为U的电压表,由欧姆定律得
当U=nIgRg时,有
可见,要将量程为Ig、内阻为Rg的微安表改装成量程为U的电压表只需串联一个阻值为RH的附加电阻即可。
表头上串联阻值不同的分压电阻,便可制成多量程的电压表。
[实验内容与操作步骤]:
静压试验
1. 电流表的改装和校正
物理实验中心
实验名称:电表的改装与校正 姓名: 时间代码:13278
(1) 根据实验室给定的表头(微安表)量限Ig内阻Rg以及要改装成的电流表量限I,用公式Rs==Rg/(n—1)算出所需并联的分流电阻Rg的阻值。
经计算,Rs=1.2欧姆
(2) 从实验室自备电阻箱上取相应的电阻值,与表头并联组成电流表。将改装的电流表按图2.2.7所示接好电路。
(3) 经老师检查电路正确后接通电源,调节滑线变阻器改变电路中的电流,使改装表读数从0增加到满刻度,然后再减到0,同时记下改装表与标准表相应电流的读数。
(4) 以改装表的读数I为横坐标,ΔI为纵坐标,在坐标纸上作出电流表的误差校正曲线。
2. 电压表的改装和校正
(!)根据表头的量限Ig和内阻Rg以及要改装成的电压表量限U,用公式RH==U/Ig-Rg,算出串联电阻RH的阻值。
经计算,Rh=28800欧姆
(2)从实验室预先准备的电阻箱上取相应的电阻值,将它与表头串联组成电压表。将改装的电压表与标准电压表按图2.2.8所示接好。
(3)接上电源,调节滑线变阻器的滑动头,使电压读数从0到满刻度,然后再减到0,同时记下改装表与标准表相应电压的读数,填入表格。
(4)以改装表的读数U为横坐标,ΔU为纵坐标,在坐标纸上作出电压表的误差校正曲线。
图2.2.7 图2.2.8
[实验数据及处理]:
(1)设计实验数据表,将实验数据填入表中。
电流表校正数据:(Ig=100μA,Rg=1200Ω,I=100mA,Rs=1.2Ω)
改装表 | I/mA | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 |
标准表 | IS/mA | 0 | 9.7 | 19.0 | 28.8 | 38.2 | 47.6 | 57.6 | 66.2 | 76.0 | buck电路图85.7 | 客流统计系统方案95.2 |
绝对误差 | ΔI=I-Is | 0 | 0.3 | 1.0 | 1.2 | 1.8 | 2.4 | 2.4 | 3.8 | 4.0 | 4.3 | 4.8 |
| | | | | | | | | | | | |
物理实验中心
实验名称:电表的改装与校正 姓名: 时间代码:13278
电压表校正数据:(Ig=100μA,Rg=1200Ω,U=3V,RH=28800Ω)
改装表 | U/V | 0 | 0.6 | 1.2 | 1.8 | 2.4 | 3.0 |
标准表 | Us/V | 0 | 0.6 | 1.2 | 1.8 | 2.39 | 2.98 |
绝对误差 | Δ= U- Us | 0 | 0 | 0 | 发明网0 | 0.01 | 0.02 |
| | | 溢水杯 | | | | |
(2)根据改正表的校正数据,分别求出毫安表和电压表的标称误差,并定出相应的精确度等级。
标称误差
改装的毫安表标称误差=;精确度等级约为5.0
改装的毫安表标称误差=;精确度等级约为0.7
[实验误差分析]:微小件精密加工
产生误差的主要原因:
1.(1)电阻箱阻值误差,特别是1.2Ω阻值较小较小的阻值误差就会产生电流表的误差。电表本身的系统误差。
2.
3. (2)读数误差(估读)。
二、[思考题]:
1.标称电表满刻度时,改装的电表未满刻度或超过满刻度,这两种情况倍增电阻是大还是小?
对于改装的电流表,未满刻度时,倍增电阻小,因其分流大。
超过满刻度,倍增电阻大,因其分流小。
对于改装的电压表,未满刻度时,倍增电阻大,因其分压大。
超过满刻度,倍增电阻小,因其分压小。
2.校正后的电表使用时,它的测量误差是否可以比标准的误差小些?试取任意刻度值加以比较。
本实验不可以,因校正后的改装表的精度5.0(或0.7)低于标准表(0.5)。若校正后的改装表的精度高于标准表,则可以。
3.为什么校正电表时需要把电流(或电压)从小到大做一遍,又从大到小做一遍?,两者完全一致说明了什么?不一致说明了什么?
主要是看刻度线是否均匀。两者完全一致说明刻度线是均匀的;不一致说明刻度线是不均匀的。
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笔试测评题:
1.一量程为100μA,内阻1kΩ的微安表,它可以测量的最大电压是多少?如果将它的量程扩大为原来的N倍,应如何选择扩程电阻?
它可以测量的最大电压是:
选择扩程电阻的阻值为: , Rg=1KΩ
2.校正电流表时,如果发现改装表的读数偏高,应如何调整?
校正电流表时,如果发现改装表的读数偏高;说明分流电阻的分流小阻值大,故应减小分流电阻的阻值。
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