物理設計性實驗 多用電表的改裝與除錯

2022-10-08 01:24:01 字數 2568 閱讀 5469

6-3)

(三)改裝微安表為歐姆表

用來測量電阻的電表稱為歐姆表,其原理如圖6-3所示.圖中e為乾電池的電動勢,電阻r0由可變電阻rl和固定電阻r2串聯組成,固定電阻r2中包含了電源的內阻, a、b為測量電阻時的接線柱,rx為待測電阻.

用歐姆表測電阻時,首先需要調零,即將a、b短路(rx=0),調節可變電阻r1,使表頭指標偏轉到滿刻度,這時電路中的電流即為滿偏電流.由全電路歐姆定律得

6-4)

可見,歐姆表的零分度線是在表頭標尺的滿刻度處,它正好與電流錶的零分度線位置相反.將r0阻值固定,rg+r0就是歐姆表的內阻.

當a、b斷開時,rx=∞,表頭指標不動.

當a、b之間接入電阻rx時,電路中的電流

6-5)

當rx改變時,i也隨著改變.可見每—個rx值都有—個對應的電流值i.如果我們在標尺上直接標出與i對應的電阻rx的值,就製成了歐姆表的標尺.

為此用電阻箱代替rx,當rx=rg+r0時,電流為滿偏電流的一半,即i=ig/2,指標指在表頭標尺的中心,習慣上用ri表示rg+r0,稱之為歐姆表的中值電阻.從電阻箱上取ri/2、ri、2ri、3ri……時,記錄相應表頭指標的位置,就標出了歐姆表的標尺。

可以證明,歐姆表的誤差除了與表頭的準確度等級有關外,還與指標的偏轉角度有關.當指標在歐姆表的中值電阻附近時相對誤差最小,為了減少誤差,歐姆表—般採用多量程擋位,使待測電阻盡可能地接近歐姆表的中值電阻。

由於乾電池的電動勢和內阻在使用後都會發生變化,歐姆表每次測量前都應調零,即使這樣,歐姆表的示值誤差也是比較大的,所以一般用歐姆表做快速粗略測量。

(四)改裝表的校準

在規定條件下,將改裝後的電表與標準表同時對同一物件(電流或電壓)進行測量,將測量結果相互比較,以確定改裝表的示值誤差的過程就是校準.校準時讀出改裝表的各個示值ax,同時讀出標準表對應的示值as,與ax對應的修正值.校準的結果可用校準曲線表示:

即以ax為橫座標,以為縱座標,標出各個校準點,然後把相鄰的兩個校準點用直線段連線,就得到了改裝表的校準曲線.如圖6-4所示就是改裝電流錶的校準曲線.有了校準曲線,使用改裝表時可根據校準曲線修正改裝表的讀數.

改裝表的修正值為.例如圖6-4中,ix=4.00ma時,,改裝表的修正值應為=4.

00-0.01=3.99ma.

實驗時,應使用比原表頭準確度等級更高的成品表代替標準表.當然,經過校準後的改裝表測量時仍然存在儀器誤差,這個誤差—般大於校準時所用的成品表的誤差,成品電流錶和電壓表的誤差參見附錄2-7.

【實驗內容】

(一)將表頭改裝為10ma量程的電流錶並校準

1.根據給定的表頭內阻為rg ,滿偏電流ig,由(6-1)式或(6-2)式算出分流電阻rs的值,用電阻箱充當rs ,與表頭並聯成5ma的電流錶.並決定此改裝表標尺的分度.

2.按圖6-5接線,將機械調零後的改裝表與標準電流錶接入電路.

3.接通電源,調節電路中的電流,使改裝表讀數從零逐漸增加到滿刻度,然後再逐漸減少到零.同時將改裝表和標準表相應的讀數ix和is填入資料表6-1.

4.以改裝表的讀數ix為橫座標,為縱座標,在座標紙上作出改裝電流錶的校準曲線.

(二)將表頭改裝為5v量程的直流電壓表並校準

1.根據(6-3)式計算出串聯的分壓電阻rh的值.用電阻箱充當rh,rh與表頭串聯成電壓表.並決定此改裝表標尺的標度.

2.將改裝電壓表與標準電壓表機械調零後,按圖6-6接入電路.

3.接通電源,調節滑線變阻器的滑塊,使改裝電壓表的讀數從零逐步增加到滿度,然後再逐漸減少到零,同時將改裝表和標準表相應的讀數ux和us填人資料表6-2.

4.以改裝表的讀數ux和δux=ux—us,分別為橫座標和縱座標,在座標紙上作出改裝電壓表的校準曲線.

(三)將表頭改裝為10v量程的交流電壓表

1.如上圖所示,電源改為交流電源,在電源正負極個接上乙個2cp型整流二極體。

2.接通電源,調節滑線變阻器的滑塊,使改裝電壓表的讀數從零逐步增加到滿度,然後再逐漸減少到零,同時將改裝表和標準表相應的讀數ux和us填人資料表6-3.

3.以改裝表的讀數ux和δux=ux—us,分別為橫座標和縱座標,在座標紙上作出改裝電壓表的校準曲線.

(四)將表頭改裝為×1k倍率歐姆表

1.根據給定的表頭引數ig、rg及電源電動勢e,由(6-4)式求出r0的阻值.

2.用電阻箱充當r2(使其阻值保持不變),滑線變阻器充當r1,按圖6-4將r2、r1與表頭和電池串聯,就構成了歐姆表.

當a、b兩接線柱斷路時,表頭指標應為零,如不為零應機械調零.

3.將圖6-3中a、b兩接線柱短路,調節滑線變阻器r1,使表頭的指標轉到滿刻度.

4.在保持rl和r2阻值不變的情形下,用另乙隻電阻箱充當rx,取其阻值為歐姆表的中值電阻ri=rg+r0的1/2、1、2、3、……,同時記下指標的偏轉格數,據此繪製出歐姆表的標尺.

【資料**】

表6-1 電流錶校準資料 ig= μa rgrs

表6-2 直流電壓表校準資料 ig= μa rg= ω rh

表6-3 交流電壓表校準資料 ig= μa rg= ω rh

表6-4 歐姆表標度尺的標定

ig= μa rge= v r0ri=rg+r0= ω

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