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型旋轉式電阻箱，滑線變阻器（0～100Ω），直流穩壓電源（0～15V），單刀雙擲開關各一個，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一個低電阻R_s，（稱為分流電阻）即可，如圖1所示。由于并聯了分流電阻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，先應知道表頭的內阻R_g 。

4. 實驗步驟

（1） 測量微安表M的內阻  

1） 按圖3接好線路，圖中E為穩壓電源，K₁即電源開關，R₁為滑線變阻器，R₂為ZX21型電阻箱，K₂是單刀雙擲開關，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的內阻約為2000Ω，故先將R₂調到2000Ω，再把K₂扳向2，仔細調節R₂，使N的讀數仍為60.0 mA，此時R₂的阻值就等于微安表M的內阻，記下M的內阻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（1）式計算出微安表M的分流電阻R_s 。

  2） 按圖4接好電路。調節電阻箱R₂的阻值等于R_s。這樣虛線框內由分流電阻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）實驗記錄及數據處理

（1）測量微安表M的內阻 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：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

    根據我標（GB）規定，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

此表為根據家規定的電氣儀表的主要技術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。

常見電氣儀表面板上的標記