电流计（表头）由于构造的原因，一般只能测量较小的电流和电压。如果要用它来测量较大的电流和电压，就必须进行改造，以扩大其量程。万用表的原理就是对微安表头进行多量程改装而来。

[实验目的]

1、测量表头内阻及满度电流

2、掌握将1mA表头改成较大量程的电流表和电压表的方法，学会校准电流表和电压表的基本方法。

3、设计一个=1500Ω的欧姆表，要求E在1.3~1.6V范围内使用能调零（选做）

[实验仪器]

DH4508型电表改装实验仪1台。

[实验原理]

1、表头的主要参数的测定

表头(毫安表、电流计)的主要参数：量程和内阻。量程是指针偏转满刻度时可测的最大电流值，也称满偏电流。表头的线圈有一定内阻，用表示。测量内阻的方法很多，本实验采用替代法。 

替代法：如图1所示。当被改电流计(表头)接在电路中时，选择适当的电压和值使表头满偏，记下此时标准电流表的读数；不改变电压和的值，用电阻箱替代被测电流计，调节电阻箱的阻值使标准电流表的读数仍为，此时电阻箱的阻值即为被测电流计的内阻。

1

2

                                图1

2、改装为大量程电流表

在表头两端并联一个分流电阻，可以扩大毫安表的量程。如图2所示，由表头和并联电阻组成的整体（图中虚线框住的部分）就是改装后的电流表。

并联分流电阻大小  

如需将量程扩大倍，不难得出分流电阻的大小为       (1)

3、改装为电压表    

为了测量较大的电压，可以给表头串联一个较大的电阻，这种由表头和串联电阻组成的整体

就是改装后的电压表。如果要将表头改装成量程为的电压表，

由图3可得的大小为                            （2）

图  2                                      图 3

4、改装为欧姆表

根据调零方式的不同，欧姆表可分为串联分压式和并联分流式两种。其原理如图4所示。图中为电源，为限流电阻，为调零电位器，为被测电阻，为等效表头内阻。图（b）中，与一起组成分流电阻。

图4　欧姆表原理图

欧姆表使用前应先调“零”点，即将a、b两点短路（相当于），调节的阻值，使表头指针偏转到满度。可见，欧姆表的零点就是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5（a）中，当a、b端接入被测电阻后，电路中的电流为

对于给定的表头和线路，、、都是常量，由此可见，当电源端电压保持不变时，被测电阻和电流一一对应。因此，只要在表头的电流刻度上侧标上相应的电阻刻度，就可以用来测量电阻了。

当时，适当调节的值可使表头指针满偏，此时；

当时，，这时指针在表头的中间位置，对应的阻值称为中值电阻，显然。

当时，，即指针在表头的机械零位。

可见,在欧姆表刻度尺上，当指针偏转为0时，对应示值为∞。欧姆表刻度值的大小顺序跟一般电表正好相反，且刻度是不均匀的，电阻R越大，刻度间隔愈密。另外，欧姆表的误差除了与表头的准确度等级有关外，还与指针的偏转角度有关.当指针在欧姆表的中值电阻附近时测量误差最小。因此，尽管欧姆表表盘刻度范围从0Ω到∞Ω，但通常只取中间一段(l/5～5)作为有效测量范围。因此欧姆表—般采用多量程挡位，使待测电阻尽可能地接近欧姆表的中值电阻.

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。

5．电表的校正

所谓校准，就是将改装后的电表与标准表，同时对同一个对象（如电流或电压）测量，进行比较。校正电表时，应做到“三校”：

（1）校零点。在电路没接通之前，检查被校表表头和校准表是否指零。

（2）校量程。电流表改装成较大量程的电流表和电压表时，用标准表校准改装表的量程。

（3）校其他刻度值。在校准其他刻度时，校正点应选在被校表（即改装表）的量程范围内各个标度值的位置上，并使被校表的电流（或电压）等间隔单调上升(下降)各一次（即从大到小校准10个刻度值，然后再从小到大重复校一遍），依次记下被校表和标准表在各校点的读数，分别记为和（或和），从而得到该刻度的修正值（或），绘出电表的校正曲线图（或）。（校正曲线的作用：在以后使用这个改装表测量时，根据校正曲线可修正电表的读数，得到较为准确的测量结果。）

6．电表的标称误差和等级

标称误差是指电表的读数和准确值的差异，它包括了电表在构造上各种不完善的因素所引起的误差。为了确定标称误差，将改装电表和一个标准电表同时测量一定的电流（或电压），称为校准。校准的结果得到电表各个刻度的绝对误差，选取其中最大的绝对误差除以量程，即为该电表的标称误差。即

根据标称误差的大小，可确定电表的准确度等级。按照国家标准，指针式电表一般分为7个准确度等级，即0.1,0.2,0.5,1.0,1.5,2.5,5.0共7个等级。电表的等级是国家对电表规定的质量指标，电表出厂时一般已将级别标在表盘上。

[实验内容]

1、测定表头满度电流和内阻

将电源电压调低，调至最大，按图１连线，调节和使表头满偏，记下此时标准电流表的读数，即为表头的满度电流＝　　　mA，然后断开接在表头上的连线，转接到电阻箱上，调节使得标准电流表的读数仍为刚才记录电流值，此时电阻箱等于表头的内阻=　　　。

2、将一个量程为1mA的表头改装成量程为5mA的电流表

（1）根据式①计算出分流电阻的理论值=　　　。

（2）将标准电流表的量程置于20mA，电源E调低，电阻箱阻值调为。按图2接线，检查接线正确后，调节E和，当标准电流表显示的电流为5mA时，微调电阻箱的电阻值，使表头指到满量程，记录此时分流电阻的实际值=　　　。于是量程为5mA的电流表就改装好了。(注意：作为限流电阻，阻值不要调至最小值。)

（3）用量程为20mA的数显电流表作为标准表来校准改装的电流表。调小电源电压，使改装表每隔1mA（满量程的1/5）逐步减小读数至零点;再调节电源电压按原间隔逐步增大改装表的读数到满量程，每次记下标准电流表相应的读数于下表。

表1  电流表改装与校正仪器参数                                                   

3、将一个量程为1mA的表头改装成量程为1.5V的电压表

（1）根据②式算出扩程电阻理论值=　　　。

（2）按图3连接电路，标准电压表选择开关打在2V挡量程，调节电阻箱的值为，（的阻值，可用电阻箱R进行实验），调电源,当标准电压表显示的电压值为1.5V，微调电阻箱R的阻值，使表头满偏，记录此时扩程电阻的实际值=　　　，于是1.5V的电压表就改装好了。

（3）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。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0.3 V逐步减小改装读数直至零点，再按原间隔0.3 V逐步增大到满量程，记下每次标准表相应的读数于下表；

表3  电压表改装与校准仪器参数

4、改装欧姆表及标定表面刻度

(1) 取电源电压E＝1.5V，根据表头参数和，计算出中值电阻的理论值=　　　

(2) 首先欧姆表的调零：按图4(a)进行连线，调节电源=1.5，用导线连接a、b（短路a、b两点，相当于），调使表头指针满偏，此时表头指示电阻值为零。

(3)将电阻箱R1、R2 (此时作为被测电阻Rx)接于欧姆表的a、b端，调节R1、R2，使表头指针在的中间位置，记录中值电阻的实际值=　　　。 

(4) 取电阻箱的电阻为一组特定的数值=, , , , , , , ,读出指针相应的偏转格数di（格数从左到右读数0-50格）。利用所得读数、绘制出改装欧姆表的标度盘。

表5     =         ， =　　　， =　　　。 

1．注意接入改装表电信号的极性与量程大小，以免指针反偏或过量程时出现“打针”现象。

2．实验仪提供的标准电流表和标准电压表仅作标准时的标准。

[数据处理]

1、填写实验数据列表。

2、分别作出电流表和电压表的校正曲线。

3、计算改装电表的标称误差

4、绘制出改装欧姆表的标度盘

 [思考题]

1、标称误差的意义是什么？电表的校准有什么用途？

2、在校正电流表和电压表时发现改装表与标准表读数相比各点均偏高，是什么原因？应如何调节分流电阻和分压电阻?

示例： =125的欧姆表标度盘

[附录DH4508型电表改装与校准实验仪简介]

1．主要技术参数

指针式被改电表：量程,内阻约，精度1.5级。

电阻箱：调节范围，精度0.1级。

标准电流表：,两个量程，三位半数显，精度级。

标准电压表：,两个量程，三位半数显，精度级。

可调稳压源：输出范围,两个量程，稳定度，负载调整率。

供电电源：交流,。

外型尺寸：。

2．使用说明

注意事项：

实验中所需的电阻，皆有此电阻箱提供，由于接线柱2引起的误差过大，因此实验时只接接线柱1和3，输出电阻值的范围    0-11111.0.

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

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