電表改裝與校準

電表改裝與校準(FB308型電表改裝與校準試驗儀實驗講義杭州精科儀器有限企業(yè)電表改裝與校準電表在電學測量中有著廣泛的應用，因此怎樣理解電表和使用電表就顯得十分重要。電流計（表頭）由于構造的原因，一般只能測量較小的電流和電壓，假如要用它來測量較大的電流或電壓，就必須進行改裝，以擴大其量程。萬用表的原理就是對微安表頭進行多量程改裝而來，在電路的測量和故障檢測中得到了廣泛的應用。[試驗目的]1、測量表頭內阻及滿度電流2、掌握將表頭改成較大量程的電流表和電壓表的措施3、設計一種的歐姆表，規(guī)定在范圍內使用能調零4、用電阻器校準歐姆表，畫校準曲線，并根據校準曲線用組裝好的歐姆表測未知電阻5、學會校準電流表和電壓表的措施[試驗原理]常見的磁電式電流計重要由放在永久磁場中的由細漆包線繞制的可以轉動的線圈、用來產生機械反力矩的游絲、指示用的指針和永久磁鐵所構成。當電流通過線圈時，載流線圈在磁場中就產生一磁力矩，使線圈轉動并帶動指針偏轉。線圈偏轉角度的大小與線圈通過的電流大小成正比，因此可由指針的偏轉角度直接指示出電流值。一、測量量程、內阻電流計容許通過的最大電流稱為電流計的量程，用表達，電流計的線圈有一定內阻，用表達，與是兩個表達電流計特性的重要參數。測量內阻常用措施有：1．半電流法也稱中值法。測量原理圖見圖1。當被測電流計接在電路中時，使電流計滿偏，再用十進位電阻箱與電流計并聯作為分流電阻變化電阻值即變化分流程度，當電流計指針指示到中間值，且總電流強度仍保持不變，顯然這時分流電阻值就等于電流計的內阻。2．替代法。測量原理圖見圖2。當被測電流計接在電路中時，用十進位電阻箱替代它，且變化電阻值，當電路中的電壓不變時，且電路中的電流亦保持不變，則電阻箱的電阻值即為被測電流計內阻。替代法是一種運用很廣的測量措施，具有較高的測量精確度。2、改裝為大量程電流表根據電阻并聯規(guī)律可知，假如在表頭兩端并聯上一種阻值合適的電阻，如圖3所示，可使表頭不能承受的那部分電流從上分流通過。這種由表頭和并聯電阻構成的整體（圖中虛線框住的部分）就是改裝后的電流表。如需將量程擴大倍，則不難得出①圖3為擴流后的電流表原理圖。用電流表測量電流時，電流表應串聯在被測電路中，因此規(guī)定電流表應有較小的內阻。此外，在表頭上并聯阻值不一樣的分流電阻，便可制成多量程的電流表。3、改裝為電壓表一般表頭能承受的電壓很小，不能用來測量較大的電壓。為了測量較大的電壓，可以給表頭串聯一種阻值合適的電阻，如圖4所示，使表頭上不能承受的那部分電壓降落為：②實際的擴展量程后的電壓表原理見圖4用電壓表測電壓時，電壓表總是并聯在被測電路上。為了不致由于并聯了電壓表而變化電路中的工作狀態(tài)，規(guī)定電壓表應有較高的內阻。4、改裝微安表為歐姆表用來測量電阻大小的電表稱為歐姆表。根據調零方式的不一樣，可分為串聯分壓式和并聯分流式兩種。其原理電路如圖5所示。圖中為電源，為限流電阻，為調“零”電位器，為被測電阻，為等效表頭內阻。圖（b）中，與一起構成分流電阻。歐姆表使用前先要調“零”點，即、兩點短路，（相稱于），調整的阻值，使表頭指針恰好偏轉到滿度。可見，歐姆表的零點是就在表頭標度尺的滿刻度(即量限)處，與電流表和電壓表的零點恰好相反。在圖（a）中，當、端接入被測電阻后，電路中的電流為=3\*GB3③對于給定的表頭和線路來說，、、都是常量。由此可見，當電源端電壓保持不變時，被測電阻和電流值有一一對應的關系。即接入不一樣的電阻，表頭就會有不一樣的偏轉讀數，越大，電流越小。短路、兩端，即時=4\*GB3④這時指針滿偏。當時=5\*GB3⑤這時指針在表頭的中間位置，對應的阻值為中值電阻，顯然。當（相稱于、開路）時，，即指針在表頭的機械零位。因此歐姆表的標度尺為反向刻度，且刻度是不均勻的，電阻越大，刻度間隔愈密。假如表頭的標度尺預先按已知電阻值刻度，就可以用電流表來直接測量電阻了。并聯分流式歐姆表運用對表頭分流來進行調零的，詳細參數可自行設計歐姆表在使用過程中電池的端電壓會有所變化，而表頭的內阻及限流電阻為常量，故規(guī)定要跟著的變化而變化，以滿足調“零”的規(guī)定，設計時用可調電源模擬電池電壓的變化，范圍取即可?！苍囼瀮x器〕型電表改裝與校準試驗儀1臺〔試驗內容〕用中值法或替代法測出表頭的內阻中值法測量可參照圖6接線。先將調至，接通、，被改裝表和原則電流表后，先不接入電阻箱，調整中使改裝表頭滿偏，記住原則表的讀數，此電流即為改裝表頭的滿度電流，；再接入電阻箱（圖中虛線所示）。變化數值，使被測表頭指針從滿度減少到處。注意調整或，使原則電流表的讀數保持不變。。替代法測量可參照圖7接線。先將調至，接通、，被改裝表和原則電流表后，調整中使改裝表頭滿偏，記錄原則表的讀數，此值即為被改裝表頭的滿度電流，；再斷開接到改裝表頭的接線，轉接到電阻箱（圖中虛線所示），調整使原則電流表的電流保持剛剛記錄的數值。這時電阻箱的數值即為被測表頭內阻。2、將一種量程為的表頭改裝成（或自選）量程的電流表（1）、根據電路參數，估計值大小，并根據式①計算出分流電阻值。（2）、參照圖8接線，先將調至，檢查接線對的后，調整和滑動變阻器，使改裝表指到滿量程，這時記錄原則表讀數。注意：作為限流電阻，阻值不要調至最小值。然后每隔逐漸減小讀數直至零點，再按原間隔逐漸增大到滿量程，每次記下原則表對應的讀數于表1。表1改裝表讀數（）原則表讀數（）誤差（）減小時增大時平均值20406080100（3）、以改裝表讀數為橫坐標，原則表由大到小及由小到大調整時兩次讀數的平均值為縱坐標，在坐標紙上作出電流表的校正曲線，并根據兩表最大誤差的數值定出改裝表的精確度等級。（4）、反復以上環(huán)節(jié)，將表頭改成表頭，可按每隔測量一次（可選做）。（5）、將和表頭串聯，作為一種新的表頭，重新測量一組數據，并比較擴流電阻有何異同（可選做）。3、將一種量程為的表頭改裝成（或自選）量程的電壓表（1）、根據電路參數估計的大小，根據式②計算擴程電阻的阻值，可用電阻箱進行試驗。按圖9進行連線，先調整值至最大值，再調整；用原則電壓表監(jiān)測屆時，再調整值，使改裝表指示為滿度。于是電壓表就改裝好了。（2）、用數顯電壓表作為原則表來校準改裝的電壓表。調整電源電壓，使改裝表指針指到滿量程（）,記下原則表讀數。然后每隔逐漸減小改裝讀數直至零點，再按原間隔逐漸增大到滿量程，每次記下原則表對應的讀數于表2：表2改裝表讀數（）原則表讀數（）示值誤差減小時增大時平均值0.30.60.91.21.5（3）、以改裝表讀數為橫坐標，原則表由大到小及由小到大調整時兩次讀數的平均值為縱坐標，在坐標紙上作出電壓表的校正曲線，并根據兩表最大誤差的數值定出改裝表的精確度等級。（4）、反復以上環(huán)節(jié)，將表頭改成表頭，可按每隔測量一次（可選做）。（5）、將和表頭串聯，作為一種新的表頭，重新測量一組數據，并比較擴程電阻有何異同（可選做）。4、改裝歐姆表及標定表面刻度（1）、根據表頭參數和以及電源電壓，選擇為，為（2）、按圖10進行連線。調整電源，短路、兩接點，調使表頭指示為零。如此，歐姆表的調零工作即告完畢。（3）、測量改裝成的歐姆表的中值電阻。如圖10中虛線所示，將電阻箱（即）接于歐姆表的、測量端，調整，使表頭指示到正中，這時電阻箱的數值即為中值電阻，。（4）、取電阻箱的電阻為一組特定的數值，讀出對應的偏轉格數。運用所得讀數、繪制出改裝歐姆表的標度盤。表3，RxI（Ω）偏轉格數（）（5）、確定改裝歐姆表的電源使用范圍。短接兩測量端，將工作電源放在一檔，調整左右，先將逆時針調到低，調整直至表頭滿偏，記錄值；接著將順時針調到低，再調整直至表頭滿偏，記錄值，值就是歐姆表的電源使用范圍。（6）、按圖5（b）進行連線，設計一種并聯分流式歐姆表并進行連線、測量。試與串聯分壓式歐姆表比較，有何異同（可選做）。[思索題]1、測量電流計內阻應注意什么？與否尚有別的措施來測定電流計內阻？能否用歐姆定律來進行測定？能否用電橋來進行測定？2、設計的歐姆表，既有兩塊量程的電流表，其內阻分別為和，你認為選哪塊很好？3、若規(guī)定制作一種線性量程的歐姆表，有什么措施可以實現？[附錄]型電表改裝與校準試驗儀技術闡明儀器采用組合式設計,包括工作電源、原則電表、被改裝表、調零電路和電阻箱等電路和元件。通過學生自己連線，可以將指針式微安表改裝成不一樣量程的電流表、電壓表和歐姆表。該儀器具有使用和管理以便，又能培養(yǎng)學生實際動手能力。儀器重要參數電壓源該儀器電壓源設計有、兩檔，輸出電壓持續(xù)可調，用按鈕開關轉換，輸出電壓值用指針式電壓表監(jiān)測，電壓表的滿度值與量程開關同步。被改裝電表：采用寬表面表頭，量程，內阻約，精度級原則電壓表：量程位數字式電壓表，精度原則電流表：分為三個量程:位數字式電流表，精度，用按鈕開關轉換量程。5.電阻箱:,辨別率使用注意事項儀器內部有限流保護措施,但工作時盡量防止工作電源短路(或近似短路),以免導致儀器元器件等不必要的損失。試驗時應注意電壓源的輸出量程選擇與否對的,量程一般只用于電壓表改裝,其他電流表及歐姆改裝提議選用量程。儀器采用開放式設計，在連接插線時要注意：被改裝表頭