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1、设计性实豔：电表改装与设计实验课题（二）：将微安表改装成伏特表学院：机械与电子工程学院姓名：学号:（一）实验课题：将微安表改装成伏特表（二）实验目的：（1）熟悉表头的构造和原理；（2）掌握改装电流表的原理和方法；（2）学习电表的设计、改装和校正的方法。（三）实验仪器：微安表：5O
2、1A,100J1A,200
3、lAo电压表：IV,3V,15VO毫安表：1mA,lOmAo电流计，电阻箱，滑动变阻器，单刀开关，双刀开关，电源，导线若干。（四）实验原理：IIIVVI（1）在改装电表前，首先应知道表头的内阻饨。I、替代法测量微安表内阻傀的方法很多，较为简便常用的方
4、法是“替代法”，即将被测表/W和另一微安表/V串联起来，再在两端加一定的电压1/ac，使N的读数等于某—•7ACT7AC一定值人仏一般为满度的三分之二为宜），如图上图（左）所示。然后保持“AC不变，用电阻箱/?取代M,如上图（右）所示，使N的读数仍为人，此时R的阻值就等于微安表M的内阻傀。替代法测量微安表内阻的电路如图1所示。首先选定总电源电压为E,当开关K合到1时，调节限流电阻Ri使流过电流表Ai的电流为11,并保证微安表A2不超量程。再把电阻箱&的阻值调到远大于Rg的粗测值，然后，把开关K合到2,逐渐调小电阻R2,直到电流表A的电流回到11。由于两次
5、测量时电路电源电压和电流都相等，所以，R2就是微安表际的测量值。因为两次调节的电流很难完全相等，再考虑到不确定度计算的需要，我们假定第二次测量时微安表的电流为12,因此有:E"(Ri+Ro+&)(1)E=?2(Ri+Ro+尺2)(2)把公式（1）和（2）的左右两边对应相除,得：令：则（3）式变为:整理得:R厂+[(l-n)(Ri+Ro)+&]⑶⑷（5）⑹图1等備法测量微安表内阻的电路II、半偏法和全偏法A、半偏法测量微安表内阻电路如图所示:当R二R1时，
6、二
7、”即有:ERl+Rg保持E不变,当R二R2时,l=l2=—2ER2+Rgli图3B、全偏法测量微
8、安表内阻电路如图所示:全偏法测量微安表内阻电路如图所示:测量微安表M内阻的电路图当R二R1时，l=li，V=Vi有：Vi=h（Rl+心）VI当R二R?时，1=12=1］，V=V2=—，有:2y=ll（R2+心）联立得：^=Ri-2R2III、伏安法1）按图接好线路，图中E为稳压电源，K］即电源开关，R1为滑线变阻器，&电阻箱，©是单刀双掷开关，M和/V是两个同型号的微安表。请教师检查后，再进行下面的步骤。2）滑动滑线变阻器局的滑动触头，将人与滑动触头间的电阻调至最小，单刀双掷开关©扳向I,打开稳压电源E的开关（K）将E的输出电压调到2V。然后移动局的滑动
9、触头,使微安表/V的读数为X
10、iAo以后不能再移动弘的滑动触头，以保持电压不变。3）先将局调到一定值，再把©扳向2,仔细调节/?2,使/V的读数仍为X
11、HA,此时&的阻值就等于微安表M的内阻，记下M的内阻甩。IV、电流监控法实验中若不具备上述条件，可在电路中加装一监控电流表G,可用与被测电流表相同型号的电流表。如图所示。实验中，先将S2断开，5接通，调节变阻器R的值,使被测电流表G指针满偏，记下监控表心的示值0。再接通S2,反复调节变阻器R和电阻箱疋，使G的指针恰好半偏，而&的示值不变。这时电阻箱"的示值即可认为等于G的内阻这样即可避免前法造成的系统误差
12、。用图所示电路测量电流表G的内阻，也可不用半偏法。将开关£、S2均接通,读出被测电流表G的示值厶、监控表G的示值0、电阻箱的示值则可根据】G计算出电流表G的内阻。(2)Vo与表头串联的分压电阻Rm若要把微安表改装成电压表，只要用一个高电阻略（称为分压电阻）与原微安表串联即可，如图所示。由于串联了分压电阻Rm，总电压的大部分降在上，这样由分压电阻备利表头组成的整体就可以测量较大的电压了。设微安表的量程为4，内阻为&，若要把它改装成量程为％的电压表，分压电阻Rm应取多大？当人、B两点间的电压为％时，流过微安表的电流为/g（这时微安表的指针刚好指到满刻度。因此
13、只要在微安表的标度盘上直接标上与该电流相应的电压，微安表就成为电压表了），根据欧姆定律，I校准改装的电压表V.=Ig（Rg+Rm）•••%斗-也上g（五）实验步骤：把量程为100
14、1A的微安表改装成量程为10V的伏特表1）/g=ioo
15、iA,yo=iov,根据⑵式计算出微安表M的分压电阻/?m。2）按图接好电路。调节电阻箱局的阻值等于/?mo这样虚线框内由分压电阻鹉和表头组成的整体就成为量程为10V的伏特表了。图中的伏特表作为标准表，用来校准改装成的伏特表。3）打开K],将电源E的输出电压调到12V,调节A、C间的电压1/ac，当微安表M的读数/w分别为
16、100.0JLLA,90.0JIA,…，10.0J1A（相当于改装的伏特表的读数
