电表的改装与校正
通常用于改装的电表习惯上称之为“表头”。有的表头只能测量微安级电流，因此所测量的电流或电压极为有限。为了使它能测量较大的电流值和电压值，就必须进行改装。经过改装的电表具有测量较大电流、电压和电阻等多种用途和功能。我们所接触到的各种电表几乎都是经过改装的，因此学会改装和校准电表是非常重要的。
一、实验目的
1．掌握电表的扩程原理和方法。 2．学会校准电流表、电压表的方法。
二、实验原理
1.电表的扩程原理 （1）改装电流表
表头的指针偏转到满刻度所对应的电流值Ig称为表头的量程，表头线圈的电阻Rg称为内阻。要将表头改装成一个能测量较大电流的电流表，即扩大它的量程，办法是在表头上并联一个分流电阻Rs，如图6.13所示，这样就使被测电流的大部分从分流电阻流过，而表头仍保持原来容许通过的最大电流，但实际量程扩大了。
设表头改装后的量程为I，根据欧姆定律得
(I-Ig)Rs=IgRg
若改装后量程I＝nIg，n为改装后量程的扩大倍数，则
可见，要使表头电流量程扩大n倍，只需给该表头并联一个阻值为
（2）改装电压表
的分流电阻。
内阻为Rg的表头，通以电流Ig时，由欧姆定律可知，在表头两端产生的电压降为Ug＝IgRg。一般情况下，由于Ig的数值较小，Rg也不大，所以表头测量电压的量程很小，常常不能满足实际测量的需要。为了能测量较高的电压，同样需要对表头进行改装。办法是在表头上串联一个分压电阻RH，如图6.14所示，这样就使被测电压大部分降落到串联的分压电阻上而表头上的电压降很小，仍保持原来的量值，但实际量程扩大了。按图6.14改装的电压表的量程取决于RH的阻
值。设表头改装后的电压量程为U，表头满刻度时有
U=IgRg+IgRH RH=
图6.14 改装电压表
由此可见，若要将量程为Ig的表头改装成量程为U的电压表，只要在表头上串联一个阻值为U/Ig－Rg的电阻即可。
2.电表的校准原理
改装后的电表必须经过校准确定其准确度等级后方可使用。电表的校准通常用比较法，即
用标准表和改装表同时测量同一个物理量，将标准表
的读数和改装表的读数进行比较。一般地，标准表的
精度要比改装表高。
校表时，必须先调好零点，再校准量程(满偏),在改
装表零至量程范围内均匀地取一些点，取得一组标准
表和改装表的读数，并画出校准曲线。曲线是标准表Δ－A改)与改装表读数A改
和改装表的读数差ΔA(ΔA=A标
两校准点之间用直线相连，成为一个折线图，不能画成光滑曲线。以后在使用这个电表时，可以根据校准曲线对测量值作修正以获得较高的准确度。
三、实验仪器
标准电流表、标准电压表、表头、电阻箱、滑线变阻器、直流稳压电源、开关等。
四、实验内容
1．将表头改装成量程为5mA的电流表
（1）改装电流表
根据实验室给出的表头的内阻Rg、量程Ig以及扩大后的电流量程I，依据式(1)求出分流电阻RS的计算值，将电阻箱调到该值后并联到表头两端，即改装为5mA的电流表了。
（2）连接电路
按图6.16所示将改装表接入校准电路。经指导教师检
查接线无误后再进行如下操作：先校正改装表零点，然后
接通电源，调节电路电流(调节滑线变阻器)，使标准表显示
值为5mA，此时改装表应该正好是满量程。若有偏离,可适
使改装表指示也为5mA。若调节Rs时标准表指当调节Rs，
示偏离5mA，可适当调节滑线变阻器或R使标准表指示值
保持为5mA(R在电路中起限流作用，实验中R取300Ohm左
右)，记下此时Rs的实验值。
（3）测量并记录数据
依次为0.00mA、1.00mA、2.00mA、保持Rs不变，调节回路电流，使改装表电流指示值I改
3.00mA、4.00mA、5.00mA时记录标准表的相应读数值；再使改装表电流指示值依次为5.00mA、4.00mA、3.00mA、2.00mA、1.00mA、0.00mA时再次记录标准表的相应读数值，填入数据表2中。
2．将表头改装成量程为3V的电压表
（1）改装电压表
根据表头的内阻Rg、量程Ig以及需要改装成的电压
表的量程U，依据式(2)求出串联电阻RH的计算值。取电
将电阻箱与表头串联即改装成量程为3V阻箱读数为RH，
的电压表了。
（2）连接电路
将改装的电压表与标准电压表按图6.17接好线路，
请指导教师检查接线无误时进行如下操作：接通电源，
先调准改装表零点，然后调节滑线变阻器的滑动头，使
标准表读数为3V，此时改装表应该正好是满量程。若有偏离，可以适当调节RH，使改装表指示也为3V。记下此时RH的实验值。 图6.16 校准电流表的电路 RsRg
（3）测量并记录数据
调节滑线变阻器，使改装电压表指示值U改0.60V、1.20V、保持RH的值不变，
依次为0.00V、1.80V、2.40V、3.00V时,记录标准表的相应读数值。再将改装表的电压指示值依次调节到3.00V、2.40V、1.80V、1.20V、0.60V、0.00V时，再次记录标准表的相应读数值，填入数据表格3中。
五、数据记录与处理
1．数据记录
内阻Rg (Ohm)
满度电流 Ig(mA)
扩程后的量程 I(mA)
扩 程 电 阻(Ohm) 计 算 值
表2 校准电流表数据表格(标准电流表等级K0=
改装表读数
标 准 表 读 数 I(mA)
ΔI=I-I′(mA)
表3 校准电压表数据表格(标准表等级K0=
改装表读数
标 准 表 读 数U(V)
2．数据处理
ΔU=U-U′(V)
（1）确定改装表的准确度等级
本实验所用的电表均系磁电系仪表，磁电系仪表的主要技术特性之一是它的准确度。准确度概念说明如下：
设在整个量程中，仪表指示值的最大绝对误差为ΔXm，则
其中Xm为电表量程（电表指针指到满刻度时的数值表示），K为仪表的准确度等级。对于给定仪表，由其量程和准确度等级确定它的基本绝对误差，即
ΔXm＝±XmK%
我国的磁电系仪表共分为0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0七个等级。如标有“0.5”的电表，
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篇一：电表的扩程和校准实验 电表的扩程和校准 实验目的 1．掌握电表的扩程和校准的基本方法。 2．进一步认识滑线式变阻器对电路中电压和电流的调控作用。 实验仪器 磁电式表头。标准电流表，标准电压表，滑线式变阻器，旋钮式电阻箱，直流稳压电源，开关等。 实验原理 1．将表头扩程为电流表 磁电系表头的线圈一般都是用很细的高强度漆包线绕成，表头的满偏电流很小。若要测量较大的电流，需要扩大其量程。方法是：在表头两端并联一个分流电阻Rp（如图1），使超过表头能承受的那部分电流从Rp流过。若表头的满偏电流Ig与内阻Rg已知，根据需要的电流表量程I，由欧姆定律可算出Rp为
Rp=IgRg/(I－Ig)=Rg/(ni－１)
(1) 式中ni＝Ｉ／Ｉg是电流表扩程倍数。由表头和分流电阻Rp组成的整体就是电流表。选用大小不同的Rp，就可以得到不同量程的电流表。 （图1） （图2） 2．将表头扩程为电压表 对一定内阻的表头，其端电压与通过它的电流成正比，只要在表头面板上刻上和电流相应的电压值，就得到一只量程（U＝ＩgＲg）很小的电压表（通常只有零点几伏），为了测量较大的电压，在表头上串联一个扩程电阻Rs（如图2）使超过表头所能承受的电压降落在Rs上。在已知满偏电流Ig和内阻Rg的条件下，根据需要的电压表量程U，容易算出扩程电阻为 Rs=（Ｕ／Ｉg）－Ｒg＝（ni－１）Ｒg(2) 式中 n = U / Ug = U / (Ig R g) 是电压扩程倍数。由表头和扩程电阻Rs组成的整体就是电压表，选用不同大小的Rs , 就可得到不同量程的电压表。 3．用比较法校准电表 用改装表和标准表同时测量一定的电流（或电压），记下待校表的示值 Ix 和 标准表的示值Is ，从而得到刻度的修正值△Ix( = Is－Ix
) 。把被校表整个量程上不同的刻度值都校准一遍，可画出Ix－△Ix曲线（注意：相邻两校准点用直线连接，整个图形是一条折线，如图 3 ，称为校准曲线。在以后使用这个电表时，就可根据校准扩程后的电表必须经过校准方能使用，方法是：用待校表和另一标准表曲线对其测量值予以修正，从而减小电表的误差，若把未经校准的电表用于测量，则所得结果的误差
只能由电表的级别来估计，准确度就要差一些。由校准的结果可以确定扩程表的级别，只要取校准各刻度所得最大的绝对误差值除以量程，就得到扩程表的级别a ，a%=(│△Ｉmax│／Ｉ)?１００％电表的级别a 包括了电表在构造上各种不完善因素带来的误差。 实验内容
1．测量表头内阻， 实验步骤: ① 按图接线；标准电压表接3V档。 ② 测量时先闭合K1，将K2置于1处，并把变阻器的滑头C滑到A端，然后慢慢增大电源电压，直到被测表头的读数满偏（即 ），并记下此时标准电压表的读数值。 ③ 断开K2，调节RH（或者电源电压E的值），使电压表读数保持不变，再调节R2, 直到微安表电流半偏；反复调节RH (或E)和R2的值，直到电压表的读数保持不变的同时，微安表电流正好半偏，记下R2 值，由公式可知R2即为表头内阻。 2.将量程100μA的表头扩程至1mA （1）根据测出的Ｒg由式Rp算出分流电阻。 （2）校准电路如图5。由于负载电阻较小，校准时电流变化范围较大，故控制电路采用限流，分压混合式，取Ｒ 1＞２Ｒ2作细调，Ｒp用电阻箱。标准表级别高于表头两级，量程与扩程表相同。 （3）校准量程，将电阻箱调为Ｒp计算值，调节Ｒ2，Ｒ1，使标准表式值为1mＡ，此时扩程表应指满偏值。若有 差异，细心调节Ｒp，使两只电表同时达到满偏值。 （4）校准刻度值，保持实调值Ｒp不变，调节Ｒ2，Ｒ1，在零到满偏值之间均匀地取扩程表有字的刻度值从大到小进 行校准，记下标准表相应示值，然后再由小到大复测一遍。 （5）取两次校准的平均值△Ｉｘ，作校准曲线并计算扩程表的级别。 3．将100μＡ 的表头扩程为３Ｖ的电压表 先由式（２）算出扩程电阻Ｒｓ，按图五接好校准电路，由于负载电阻较大，校准时电压变化范围较大，故控制电路采用二级分压式，取Ｒ１≈Ｒ２／１０作细调。其余步骤与校准电流表相同。 列数据表格：实验值：RS= 计算值：RS=
实验值：RP=
计算值：RP=并定出电表级别。 思考题： 实验时，Ｒp，Ｒs取值应比计算大，还是小些？为什么？篇二：电表的改装与校准 实 验 报 告 【实验目的】 1、 掌握电流表和电压表的改装方法。 2、 学会校准电流表和电压表。 3、学习欧姆表的设计与制作。 【实验仪器】 DH4508型电表改装与校准试验仪、ZX21电阻箱 【实验原理】 图1电流表改装 1、 微安表改装成电流表 微安表并联分流电阻Rp，使被测电流大部分从分流电阻流过，表头仍保持原来允许通过的最大电流Ig 。 并联分流电阻大小2 微安表串联分压电阻Rs，使大部分电压降落在串联的分压 电阻上，而微安表上的电压降仍不超过原来的电压量程IgRg。 串联分压电阻大小图2电压表改装 3、 使被校电表与标准电表同时测量一定的电流（电压），看其指示值与相应的标准值相符的程度。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，即得该电表的标称误差。 标定误差? 最大绝对误差 量程 ?100% 【实验内容】 1、将量程为100μA的电流计扩程为5mA电流表 （1）记录电流计参数，计算分流电阻阻值，数据填入表1中。用电阻箱作RP，与待改装的电流计并联构成量程为5mA的电流表。
（2）连接电路，校正扩大量程后的电流表。应先调准零点，再校准量程(满刻度点)，然后校正标有标度值的点。 校准量程时，若实际量程与设计量程有差异，可稍调RP。 校正电流表的电路 校正刻度时，使电流单调上升和单调下降各一次，将标准表两次读数的平均值作为IS，计算各校正点校正值。
（3）以被校表的指示值Ixi为横坐标，以校正值ΔIi为纵坐标，在坐标纸上作出校正曲线。数据填入表2中。
（4）求出改装电流表的标称误差。 3、将量程为100μA的电流计改装为量程1V的电压表 （1）计算扩程电阻的阻值数据填入表3中。 （2）校正电压表。与校准电流表的方法相似。数据填入表4中。 【数据记录】 表1
电流表改装与校正仪器参数 （U0=1.08V）表2
电流表校正数据记录(mA)：
电压表改装与校准仪器参数（U0=2.58V） 表4
电压表校正数据记录（V）：
【数据处理】 分别作出电流表和电压表的校正曲线。此后应用改装表进行测量时，根据校正曲线对测量的数值加以修 正，以得到准确的测量值。
改装电流表的标称误差= 0.15.0 ?100%?2% 改装电压表的标称误差= 0.091.0 ?100%?9% xi 【问题讨论】 1、标称误差的意义是什么？电表的校准有什么用途？ 校准曲线 答：标称误差指的是电表的读数与准确值的差异，包括电表在构造上各种不完善因素引入的误差。为了确定标称误差，用改装电表和一个标准电表同时测量一定的电流或电压，从而得到一系列的对应值，这一工作称为电表的校准。电表校准的目的：一是要评定该表在改装后是否仍符合原表头准确度的等级；二是要绘制校准曲线，以便对改装后的电表能准确读数。 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，定义为该电表的标称误差。根据标定误差的大小，即可定出被校电表的准确度等级。如标定误差在0.2%至0.5%之间，则该表就定为0.5级。 通过校准，测量出电表各个指示值Ix和标准电表对应的指示值Is，从而得到电表刻度的修正值。作出校准曲线ΔIi~Ixi，ΔUi~Uxi。根据校准曲线可以修正电表的读数。 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RP和分压电阻RS? 答：改装电流表读数比标准表偏高，说明分流电阻RP不够小，应减小分流电阻RP； 改装电压表读数比标准表偏高，说明分压电阻Rs不够大，应增大分压电阻Rs。 3、如何用微安表改装欧姆表？ 答：以串联分压式为例，其原理电路如图所示。 E为电源，R3为限流电阻，RW为调“零”电位器，Rx为被测电阻，Rg为等效表头内阻。RG与RW一起组成分流电阻。 欧姆表使用前先要调“零”点，即a、b两点短路，（相当于RX=0），调节RW的阻值，使表头指针正好偏转到满度。即：欧姆表的零点是就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。 当a、b端接入被测电阻Rx后，电路中的电流为I? E Rg?RW?R3?Rx
对于给定的表头和线路来说，Rg、RW、R3都是常量。由此可见，当电源端电压E保持不变时，被测电阻和电流值有一一对应的关系。即接入不同的电阻，表头就会有不同的偏转读数，Rx越大，电流I越小。短路a、b两端，即Rx=0时，I? ERg?RW?R3 ?Ig，这时指针满偏。 当Rx=Rg+RW+R3时，I?电阻，显然R中= Rg+RW+R3。 E Rg?RW?R3?RX ? 12 Ig，这时指针在表头的中间位置，对应的阻值为中值 当Rx=∞（相当于a、b开路）时，I=0，即指针在表头的机械零位。 所以欧姆表的标度尺为反向刻度，且刻度是不均匀的，电阻R越大，刻度间隔愈密。如果表头的标度尺预先按已知电阻值刻度，就可以用电流表来直接测量电阻了。 篇三：电表的扩程和校准 实验十
电表的扩程和校准
【实验目的】 1. 学会测定微安表（表头）的内阻。 2. 熟悉电流表、电压表的构造原理，学会改装电表的基本方法。 3. 掌握校准电流表基本方法。 【实验仪器】 表头、稳压电源、标准电阻、滑线变阻器、电阻箱、单刀双掷开关、电阻（10K，100Ω左右）、导线等。 【实验原理】 1. 测量微安表（表头）的内阻 表头内线圈的电阻称为表头内阻Rg，测量其值方法很多，在精度要求不高的条件下，可用“替代法”（也叫比较法）测量，如图１。图中A为参考电流表，G为被测表头，R为限流电阻，以限制回路中电流不超过表头的满刻度电流（量程）Ig。测量时先将开关K0掷1，调节滑线电阻器使G达到某一值（不超过满刻度）记下此时A表的电流值，然后将K0掷向2，调节电阻箱使A表的电流值达到刚才记下的值，此时电阻箱的电阻值就是表头的内阻Rg。图1
2. 扩大微安表的量程 在表头两端并联一个阻值较小的分流电阻RP（如图2），使流过表头的电流只是总电流的一部分。表头G和RP组成的整体就是电流表。选用不同阻值的RP能得到不同量程的电流表。 图2中，当表头满偏时，通过电流表的总量程为I，通过表头的电流为Ig，根据欧姆定律有 图2 IgRg=（I－Ig）RP
Rp? IgRgI?Ig
RgI 若表头的量程要扩大ni?倍，则Rp?。 Igni?1 根据改装电流表的量程I、表头的量程Ig和内阻Rg，可算出分流电阻RP 。 3. 校准电表 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。 【实验内容】 1. 测量表头内阻，并把微安表改装成电流表 按图1接好电路，把滑动变阻器滑动触头拨在a端，开关K0接1，并把微安表选在50微安直流档，把滑线变阻器的滑动触头缓慢的向b端滑动，在表头和微安表都不超过量程的情况下，使微安表达到某一值，并记下此值，然后把电阻箱的阻值调到最大值，不改变滑线电阻器的滑动触头及微安表的测量档位，把开关K0掷向2端，调节电阻箱的值，使微安表的读数重新回到刚才所记下的值，此时电阻箱的阻值即为表头内阻Rg．改变不同的微安表读数，测量三次，读数填入表1． 本实验中把50微安的表头改装为5毫安的电流表。计算量程扩大n倍所需并联的电阻：
根据公式: Rp? Rgn?1 计算所需RP。 2. 校准改装的电流表（校准电路如图4所示） 用一个100欧姆左右的电阻RZ，连在电路中，改变滑线变阻器的阻值，观察毫安表的读数，并观察表头的偏转．分别记下改装表和标准表相应的读数，填入表2中，以I改为横坐标，以ΔI为纵坐标，做出改装电表的校准曲线。 △I 图5 电流表的校准曲线示意图 图4 电流表校准电路 【数据处理要求】
表1 测量表头内阻 测量次数 读数 Rg Rg 1
校准点(mA） 标准表读数IS/mA 改装表读数Ix/mA 修正值△I =IS -Ix/mA 0 0 0.5 1 0.5 1
1.5 2 1.5 2
2.5 3 2.5 3
3.5 4 3.5 4
4.5 5 4.5 5
表2 校准改装的电流表
【思考题】 1. 将表头扩程成电流表、改装成电压表的原理是什么？ 2. 为什么不用欧姆定律来测表头内阻？ 3. 如何测量表头内阻Rg？在校准电流表和电压表时，如果发现改装表与标准表读数相比偏高，应如何调节分流电阻RP？本&&篇:《》来源于:
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