多量程電流表的設(shè)計(jì)與制作

1、實(shí)驗(yàn)：電流表的改裝與校準(zhǔn)多量程電流表的設(shè)計(jì)與制作電流表的改裝與校準(zhǔn) 課題多量程電流表的設(shè)計(jì)與制作教學(xué)目的與要求：通過(guò)本次課學(xué)習(xí)，加深理解分流電阻的概念。學(xué)會(huì)校準(zhǔn)電流表設(shè)計(jì)電路改裝電表為電流表、多量程電流表。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：本節(jié)課教學(xué)重點(diǎn)：測(cè)定表頭內(nèi)阻。本節(jié)課教學(xué)難點(diǎn)：設(shè)計(jì)電路改裝電表為電流表、多量程電流表教學(xué)方法及師生互動(dòng)設(shè)計(jì)：采用教師問(wèn)，學(xué)生答形式。1. 如何測(cè)定表頭內(nèi)阻？2. 如何改裝成電流表、多量程電流表?課堂練習(xí)、作業(yè)：【討論題】1 .將100叭的表頭改裝成10mA的電流表，你有什么方法？2.將100叭 的表頭改裝成多量程的 250吩,10mA,100mA 的電流表，你有什么辦法？【思

2、考題】(1) 如何用半篇法，替代法測(cè)量表頭的內(nèi)阻 R?(2) 如何擴(kuò)大微安表的量程，如何校準(zhǔn)電流表 ？(3) 根據(jù)我國(guó)國(guó)標(biāo)(GB)規(guī)定，電表分哪7個(gè)等級(jí)？測(cè)量值的絕 對(duì)誤差如何計(jì)算？(4) 本實(shí)驗(yàn)中的滑線變阻器在連接上和作用上有何不同 ？(5) 校正電流表時(shí)發(fā)現(xiàn)改裝表的讀數(shù)相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)表的讀數(shù)偏高，試問(wèn)要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)表的數(shù)值，改裝表的分流電阻應(yīng)調(diào)大還是調(diào) 小?本次課教學(xué)內(nèi)容小結(jié)：1. 表頭內(nèi)組的測(cè)量。2. 改裝成電流表的分流電阻。3多量程電流表的設(shè)計(jì)與改裝1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.通過(guò)本次課學(xué)習(xí)，加深理解分流電阻的概念2學(xué)會(huì)校準(zhǔn)電流表3設(shè)計(jì)電路改裝電表為電流表、多量程電流表2.實(shí)驗(yàn)儀器微安表（量程100 3

3、）二個(gè)，毫安表（量程15mA）， ZX21型旋轉(zhuǎn) 式電阻箱，滑線變阻器（0100 Q），直流穩(wěn)壓電源（015V），單刀雙 擲開(kāi)關(guān)各一個(gè)，導(dǎo)線若干。3. 實(shí)驗(yàn)原理在實(shí)驗(yàn)工作中，我們往往要用不同量程的電流表或電壓表來(lái)測(cè)量大小懸殊的電流或電壓。例如從幾微安到幾十安，從幾毫伏到幾千伏。但電表廠一般只制造若干規(guī)格的微安表圖1和毫安表（通常稱為表頭），我們可以根據(jù)實(shí)際需要，用并聯(lián)分流電阻或串聯(lián)分壓電阻的方法， 把它們改裝 成不同量程的電流表和電壓表（1）擴(kuò)大微安表的量程若要擴(kuò)大微安表（或毫安表）的量程，只要在微安表兩端并聯(lián)一個(gè)低電阻Rs,（稱為分流電阻）即可，如圖1所示。由于并聯(lián)了分流電 阻Rs,大部分電

4、流將從 Rs流過(guò)，這樣由分流電阻 Rs和表頭組成的 整體就可以測(cè)量較大的電流了。設(shè)微安表的量程Ig，內(nèi)阻為Rg，若要把它的量程擴(kuò)大為I。，分流電阻Rs應(yīng)當(dāng)多大?當(dāng)AB間的電流為Io時(shí)，流過(guò)微安表的電流為Ig （這時(shí)微安表的指針剛好指到滿刻度），流過(guò)Rs的電流Is= Io - Ig ,由于并聯(lián)電路兩端電壓相等，故 （Io -lg）Rs =lgRg(1),Rg/99，。通常取Io= 10Ig ,100lg，故分流電阻Rs 一般為Rg/9R即：要把表頭的量程擴(kuò)大 m倍，分流電阻應(yīng)取Rs二二m 1（2）表頭內(nèi)阻的測(cè)量（半偏法，替代法）由（1）式知，在改裝電表前，首先應(yīng)知道表頭的內(nèi)阻Rg。測(cè)量微安表內(nèi)阻

5、Rg的方法很多，在實(shí)驗(yàn)課上已經(jīng)使用了半偏法測(cè)電表的內(nèi)阻，這里咱們主要用代替法測(cè)量表頭的內(nèi)阻， 即將被測(cè)表AN圖2M和另一微安表N串聯(lián)起來(lái)，再在兩端加一定的電壓 Vac，使N的 讀數(shù)等于某一定值In （In 一般為滿度的三分之二為宜），如圖2（左圖） 所示。然后保持Vac不變，用電阻箱R取代M,如圖2（右圖）所示， 使N的讀數(shù)仍為In，此時(shí)R的阻值就等于微安表M的內(nèi)阻Rg。4. 實(shí)驗(yàn)步驟 （1）測(cè)量微安表M的內(nèi)阻1）按圖3接好線路，圖中E為穩(wěn)壓電源，Ki即電源開(kāi)關(guān)，Ri為滑線變阻器，R2為ZX21型電阻箱，K2是單刀雙擲開(kāi)關(guān)，M和N是兩個(gè)同型號(hào)的微安表。請(qǐng)教師檢查后，再進(jìn)行下面的步驟。2) 滑動(dòng)

6、滑線變阻器Ri的滑動(dòng) 觸頭，將A與滑動(dòng)觸頭間的電阻 調(diào)至最小，單刀雙擲開(kāi)關(guān)K2扳向 1，打開(kāi)穩(wěn)壓電源E的開(kāi)關(guān)Ki，將 E的輸出電壓調(diào)到2V。然后移動(dòng) Ri的滑動(dòng)觸頭，使微安表N的讀數(shù)為60.0、A。以后不能再移動(dòng)Ri的滑動(dòng)觸頭，以保持電壓不變。3) 因?yàn)槲脖鞰的內(nèi)阻約為2000 Q,故先將R2調(diào)到2000 Q,再 把K2扳向2，仔細(xì)調(diào)節(jié)R2，使N的讀數(shù)仍為60.0、A，此時(shí)R2的阻 值就等于微安表M的內(nèi)阻，記下M的內(nèi)阻Rg。(2)把量程為100 lA的微安表改裝成量程為10mA的毫安表1) Ig=100 lA, l0=10mA，根據(jù)(1)式計(jì)算出微安表M的分流電阻2)按圖4接好電路。調(diào)節(jié)電阻

7、箱R2的阻值等于Rs。這樣虛線框圖4內(nèi)由分流電阻Rs和表頭組成的 整體就成為量程為10mA的毫安 表了。圖中的毫安表作為標(biāo)準(zhǔn)表， 用來(lái)校準(zhǔn)改裝成的毫安表。3)打開(kāi)K1，將電源E的輸出 電壓仍保持為2V，調(diào)節(jié)A、C之間的電壓Vac,當(dāng)微安表M的讀數(shù)Iw，分別為100.0A,90.0 2，, 10.0 A, 0.0A（相當(dāng)于改裝毫安表的讀數(shù)Ig分別為10.0mA , 9.0mA，1.0mA , 0.0mA）時(shí)，記下標(biāo)準(zhǔn)毫安表對(duì)應(yīng)的讀數(shù) Ib 。4）以Ig為橫坐標(biāo)， 1 = （Ib 一 Ig）為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上作出 I Ig校準(zhǔn)曲線（應(yīng)將各點(diǎn)連成折線，而不是光滑曲線）。以后使用改裝的 毫安表時(shí)，可

8、以根據(jù)校準(zhǔn)曲線修正毫安表的讀數(shù)。 校準(zhǔn)曲線可參考圖 5所示。（1） 測(cè)量微安表M的內(nèi)阻Rg=Q（2） 把量程為100的微安表改裝成量程為10mA的毫安表Rs =Qlw(必)0.010.020.030.040.050.060.070.080.090.0100.0L（m 直）0.01.02.03.04.05.06.07.08.09.010.01 B（m 直）也 1 =Ib lc(mA)（3）把量程為100 JA的微安表改裝成量程為250吩,10mA , 100mA的多量程電流表表頭參數(shù)：lg=100微安 Rg=2000歐姆要求改裝為多量程電表，其中多量程電流表的量程為250微安、1mA，10mA,

9、電路如圖6所示。250 A, 1mA , 10mA分別比100卩 A擴(kuò)】呂HgRiRs10mA 1mA250/4大了 2.5倍、10倍和100倍。所以根據(jù)電流表量程的擴(kuò)展原則得:廠 R1= ( Rg+R2 + R3) (R1 + R2) = ( Rg+R3)L ( R1 + R2+R3) = Rg解方程可以得到:R1=33.3 Q R2=300 Q R3=1000 Q5. 常識(shí)介紹(1)電表的等級(jí)根據(jù)我國(guó)國(guó)標(biāo)(GB)規(guī)定，電表的等級(jí)分為以下7級(jí)：0.10.20.51.01.52.55.0如果用A表示電表的量程，用 K表示電表的等級(jí)，那么當(dāng)電表 的指針指示某測(cè)量值時(shí)，該測(cè)量值的最大絕對(duì)誤差A(yù)N = A K %例如量程15mA，等級(jí)為1.0級(jí)的毫安表，那么當(dāng)電表的指針指 示某一測(cè)量值時(shí)，該測(cè)量值的最大絕對(duì)誤差為AN = 151.0 % = 0.15 mA(2)電表標(biāo)度盤(pán)各種符號(hào)的意義此表為根據(jù)國(guó)家規(guī)定的電氣儀表的主要技術(shù)性能在電氣儀表面 板上的標(biāo)記。使用電表時(shí)，應(yīng)先認(rèn)真看清有關(guān)標(biāo)記，正確使用。如本 實(shí)驗(yàn)所用的伏特表在表盤(pán)右下角標(biāo)有“一”標(biāo)記，表示該表應(yīng)水平放 置，不能豎立起來(lái)讀數(shù)。常見(jiàn)電氣儀表面板上的標(biāo)記名稱符號(hào)名稱符號(hào)測(cè)量?jī)x表符號(hào)0磁電