dh4508电表改装与校准改Word下载.doc

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测量原理图见图1。

当被测电流计接在电路中时，使电流计满偏，再用十进位电阻箱与电流计并联作为分流电阻，改变电阻值即改变分流程度，当电流计指针指示到中间值，且标准表读数（总电流强度）仍保持不变，可通过调电源电压和RW来实现，显然这时分流电阻值就等于电流计的内阻。

图1图2

（2）替代法

测量原理图见图2。

当被测电流计接在电路中时，用十进位电阻箱替代它，且改变电阻值，当电路中的电压不变时，且电路中的电流（标准表读数）亦保持不变，则电阻箱的电阻值即为被测电流计内阻。

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。

2、改装为大量程电流表

根据电阻并联规律可知，如果在表头两端并联上一个阻值适当的电阻R2，如图3所示，可使表头不能承受的那部分电流从R2上分流通过。

这种由表头和并联电阻R2组成的整体（图中虚线框住的部分）就是改装后的电流表。

如需将量程扩大n倍，则不难得出

R2=Rg/（n-1）①

图3为扩流后的电流表原理图。

用电流表测量电流时，电流表应串联在被测电路中，所以要求电流表应有较小的内阻。

另外，在表头上并联阻值不同的分流电阻，便可制成多量程的电流表。

图3图4

3、改装为电压表

一般表头能承受的电压很小，不能用来测量较大的电压。

为了测量较大的电压，可以给表头串联一个阻值适当的电阻RM，如图4所示，使表头上不能承受的那部分电压降落在电阻RM上。

这种由表头和串联电阻RM组成的整体就是电压表，串联的电阻RM叫做扩程电阻。

选取不同大小的RM，就可以得到不同量程的电压表。

由图4可求得扩程电阻值为：

②

实际的扩展量程后的电压表原理见图4

用电压表测电压时，电压表总是并联在被测电路上，为了不因并联电压表而改变电路中的工作状态，要求电压表应有较高的内阻。

4、改装毫安表为欧姆表

用来测量电阻大小的电表称为欧姆表。

根据调零方式的不同，可分为串联分压式和并联分流式两种。

其原理电路如图5所示。

图中E为电源，R3为限流电阻，RW为调“零”电位器，Rx为被测电阻，Rg为等效表头内阻。

图（b）中，RG与RW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RX=0），调节

（a）串联分压式（b）并联分流式

图5欧姆表原理图

RW的阻值，使表头指针正好偏转到满度。

可见，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。

在图（a）中，当a、b端接入被测电阻Rx后，电路中的电流为

③

对于给定的表头和线路来说，Rg、RW、R3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

④

这时指针满偏

当Rx=Rg+RW+R3时

⑤

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=Rg+RW+R3。

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。

并联分流式欧姆表利用对表头分流来进行调零的，具体参数可自行设计

欧姆表在使用过程中电池的端电压会有所改变，而表头的内阻Rg及限流电阻R3为常量，故要求RW要跟着E的变化而改变，以满足调“零”的要求，设计时用可调电源模拟电池电压的变化，范围取1.3~1.6V即可。

三、实验仪器

1、DH4508型电表改装与校准实验仪1台

2、ZX21电阻箱（可选用）1台

四、实验内容

DH4508型电表改装与校准实验仪的使用参见附录。

仪器在进行实验前应对毫安表进行机械调零。

1、用中值法或替代法测出表头的内阻，按图1或图2接线。

Rg=Ω

2、将一个量程为1mA的表头改装成5mA量程的电流表

（1）、根据式①计算出分流电阻值，先将电源调到最小，RW调到中间位置，再按图3接线。

（2）、慢慢调节电源，升高电压，使改装表指到满量程（可配合调节RW变阻器），这时记录标准表读数。

注意：

RW作为限流电阻，阻值不要调至最小值。

然后调小电源电压，使改装表每隔1mA（满量程的1/5）逐步减小读数直至零点；

（将标准电流表选择开关打在20mA档量程）再调节电源电压按原间隔逐步增大改装表读数到满量程，每次记下标准表相应的读数于下表。

表1

改装表读数（mA）

标准表读数（mA）

示值误差ΔI（mA）

减小时

增大时

平均值

1

2

3

4

5

（3）、以改装表读数为横坐标，标准表由大到小及由小到大调节时两次读数的平均值为纵坐标，在坐标纸上作出电流表的校正曲线，并根据两表最大误差的数值定出改装表的准确度级别。

（4）、重复以上步骤，将1mA表头改装成10mA表头，可按每隔2mA测量一次。

（可选做）。

（5）、将面板上的RG和表头串联，作为一个新的表头，重新测量一组数据，并比较扩流电阻有何异同（可选做）。

3、将一个量程为1mA的表头改装成1.5V量程的电压表

（1）、根据式②计算扩程电阻RM的阻值，可用R1、R2进行实验。

（2）、按图4连接校准电路。

用量程为2V的数显电压表作为标准表来校准改装的电压表。

（3）、调节电源电压，使改装表指针指到满量程（1.5V），记下标准表读数。

然后每隔0.3V逐步减小改装读数直至零点，再按原间隔逐步增大到满量程，每次记下标准表相应的读数于下表：

（4）、以改装表读数为横坐标，标准表由大到小及由小到大调节时两次读数的平均值为纵坐标，在坐标纸上作出电压表的校正曲线，并根据两表最大误差的数值定出改装表的准确度级别。

表2

改装表读数（V）

标准表读数（V）

示值误差ΔU（V）

0.3

0.6

0.9

1.2

1.5

（5）、重复以上步骤，将1mA表头改成5V表头，可按每隔1V测量一次。

4、改装欧姆表及标定表面刻度

（1）、根据表头参数Ig和Rg以及电源电压E，选择Rw为470Ω，R3为1KΩ，也可自行设计确定

（2）、按图5（a）进行连线。

将R1、R2电阻箱（这时作为被测电阻Rx）接于欧姆表的a、b端，调节R1、R2，使R中=R1+R2=1500Ω。

（3）、调节电源E=1.5V，调Rw使改装表头指示为零。

（4）、取电阻箱的电阻为一组特定的数值Rxi，读出相应的偏转格数di。

利用所得读数Rxi、di绘制出改装欧姆表的标度盘。

如表3所示：

表3E=V，R中=Ω

RxI（Ω）

R中

2R中

3R中

4R中

5R中

偏转格数（di）

（5）、按图5（b）进行连线，设计一个并联分流式欧姆表。

试与串联分压式欧姆表比较，有何异同。

（可选做）

五、思考题

1、是否还有别的办法来测定电流计内阻？

能否用欧姆定律来进行测定？

能否用电桥来进行测定而又保证通过电流计的电流不超过Ig?

2、设计R中=1500Ω的欧姆表，现有两块量程1mA的电流表，其内阻分别为250Ω和100Ω，你认为选哪块较好？

DH4508型电表改装与校准实验仪

使用说明

一、概述

指针式电流表、电压表、多用表广泛应用于各种电测场合，它们的指示都是用电流计来实现的。

单纯的电流计一般只能用来测量较小的电流和电压，所以必须对电流计进行改装，才能运用于各种测量领域。

本仪器通过连线能完成改装电流表、电压表、欧姆表实验，通过实验能提高使用者运用电表、使用电表的能力。

二、主要技术参数

1．指针式被改装表：

量程1mA，内阻约155Ω，精度1.5级

2．电阻箱：

调节范围0～11111.0Ω，精度0.1级

3．标准电流表：

0～2mA，0～20mA两量程，三位半数显，精度±

0.5%

4．标准电压表：

0～2V，0～20V两量程，三位半数显，精度±

5．可调稳压源：

输出范围0～2V，0～10V两量程，稳定度0.1%/min，负载调整率0.1%

6．供电电源：

交流220V±

10%，50Hz

7．外形尺寸：

400mm×

250mm×

130mm

三、使用说明

本仪器内附指针式电流计、标准电压表电流表、可调直流稳压电源、十进式电阻箱、专用导线及其它部件，无需其它配件便可完成多种电表改装实验。

本仪器的面板见附图1

附图1面