電流表的改裝與校準

1.實驗目的：

1.通過本次課學習，加深理解分流電阻的概念。

2.學會校準電流表

3.設計電路改裝電表為電流表、多量程電流表。

2.實驗儀器

微安表（量程100mA）二個，毫安表（量程15mA）， ZX21型旋轉(zhuǎn)式電阻箱，滑線變阻器（0～100Ω），直流穩(wěn)壓電源（0～15V），單刀雙擲開關(guān)各一個，導線若干。

3. 實驗原理

（1） 擴大微安表的量程

若要擴大微安表（或毫安表）的量程，只要在微安表兩端并聯(lián)一個低電阻R_s，（稱為分流電阻）即可，如圖1所示。由于并聯(lián)了分流電阻R_s，大部分電流將從R_s流過，這樣由分流電阻R_s和表頭組成的整體就可以測量較大的電流了。

設微安表的量程I_g ，內(nèi)阻為R_g ，若要把它的量程擴大為I₀ ，分流電阻R_s應當多大？

當AB間的電流為I₀時，流過微安表的電流為I_g （這時微安表的指針剛好指到滿刻度），流過R_s的電流I_s= I₀ - I_g ，由于并聯(lián)電路兩端電壓相等，故                  （1）

通常取I₀= 10I_g ，100I_g ，… ，故分流電阻R_s一般為R_g/9 ，R_g/99，…。              即：要把表頭的量程擴大m倍，分流電阻應取

（2） 表頭內(nèi)阻的測量（半偏法，替代法）

由（1）式知，在改裝電表前，先應知道表頭的內(nèi)阻R_g 。

4. 實驗步驟

（1） 測量微安表M的內(nèi)阻  

1） 按圖3接好線路，圖中E為穩(wěn)壓電源，K₁即電源開關(guān)，R₁為滑線變阻器，R₂為ZX21型電阻箱，K₂是單刀雙擲開關(guān)，M和N是兩個同型號的微安表。請教師檢查后，再進行下面的步驟。

  3） 因為微安表M的內(nèi)阻約為2000Ω，故先將R₂調(diào)到2000Ω，再把K₂扳向2，仔細調(diào)節(jié)R₂，使N的讀數(shù)仍為60.0 mA，此時R₂的阻值就等于微安表M的內(nèi)阻，記下M的內(nèi)阻R_g。

（2） 把量程為100 mA的微安表改裝成量程為10mA的毫安表 

  1） I_g=100 mA，I₀=10mA，根據(jù)（1）式計算出微安表M的分流電阻R_s 。

  2） 按圖4接好電路。調(diào)節(jié)電阻箱R₂的阻值等于R_s。這樣虛線框內(nèi)由分流電阻R_s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準表，用來校準改裝成的毫安表。

5）實驗記錄及數(shù)據(jù)處理

（1）測量微安表M的內(nèi)阻 R_g＝      Ω

（2）把量程為100mA的微安表改裝成量程為10mA的毫安表

R_s＝          Ω

（3）把量程為100 mA的微安表改裝成量程為250μA,10mA，100mA的多量程電流表

表頭參數(shù)：Ig=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,電路如圖6所示。250μA，1mA，10mA分別比100μA擴

大了2.5倍、10倍和100 倍。所以根據(jù)電流表量程的擴展原則得：

解方程可以得到：

       R₁=33.3Ω  R₂=300Ω  R₃=1000Ω

5. 常識介紹

   （1） 電表的等

    根據(jù)我標（GB）規(guī)定，電表的等分為以下7：

           0.1  0.2  0.5  1.0  1.5  2.5  5.0

    如果用A表示電表的量程，用K表示電表的等，那么當電表的指針指示某測量值時，該測量值的大誤差

                    ΔN = A ´ K %

例如量程15mA，等為1.0的毫安表，那么當電表的指針指示某一測量值時，該測量值的大誤差為

ΔN = 15 ´ 1.0 % = 0.15 mA

（2） 電表標度盤各種符號的意義

此表為根據(jù)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記。使用電表時，應先認真看清有關(guān)標記，正確使用。如本實驗所用的伏特表在表盤右下角標有“┌┐”標記，表示該表應水平放置，不能豎立起來讀數(shù)。

常見電氣儀表面板上的標記