电流表的改装与校准

1.实验目的：

1.通过本次课学习，加深理解分流电阻的概念。

2.学会校准电流表

3.设计电路改装电表为电流表、多量程电流表。

2.实验仪器

微安表（量程100mA）二个，毫安表（量程15mA）， ZX21型旋转式电阻箱，滑线变阻器（0～100Ω），直流稳压电源（0～15V），单刀双掷开关各一个，导线若干。

3. 实验原理

（1） 扩大微安表的量程

若要扩大微安表（或毫安表）的量程，只要在微安表两端并联一个低电阻R_s，（称为分流电阻）即可，如图1所示。由于并联了分流电阻R_s，大部分电流将从R_s流过，这样由分流电阻R_s和表头组成的整体就可以测量较大的电流了。

设微安表的量程I_g ，内阻为R_g ，若要把它的量程扩大为I₀ ，分流电阻R_s应当多大？

当AB间的电流为I₀时，流过微安表的电流为I_g （这时微安表的指针刚好指到满刻度），流过R_s的电流I_s= I₀ - I_g ，由于并联电路两端电压相等，故                  （1）

通常取I₀= 10I_g ，100I_g ，… ，故分流电阻R_s一般为R_g/9 ，R_g/99，…。              即：要把表头的量程扩大m倍，分流电阻应取

（2） 表头内阻的测量（半偏法，替代法）

由（1）式知，在改装电表前，先应知道表头的内阻R_g 。

4. 实验步骤

（1） 测量微安表M的内阻  

1） 按图3接好线路，图中E为稳压电源，K₁即电源开关，R₁为滑线变阻器，R₂为ZX21型电阻箱，K₂是单刀双掷开关，M和N是两个同型号的微安表。请教师检查后，再进行下面的步骤。

  3） 因为微安表M的内阻约为2000Ω，故先将R₂调到2000Ω，再把K₂扳向2，仔细调节R₂，使N的读数仍为60.0 mA，此时R₂的阻值就等于微安表M的内阻，记下M的内阻R_g。

（2） 把量程为100 mA的微安表改装成量程为10mA的毫安表 

  1） I_g=100 mA，I₀=10mA，根据（1）式计算出微安表M的分流电阻R_s 。

  2） 按图4接好电路。调节电阻箱R₂的阻值等于R_s。这样虚线框内由分流电阻R_s和表头组成的整体就成为量程为10mA的毫安表了。图中的毫安表作为标准表，用来校准改装成的毫安表。

5）实验记录及数据处理

（1）测量微安表M的内阻 R_g＝      Ω

（2）把量程为100mA的微安表改装成量程为10mA的毫安表

R_s＝          Ω

（3）把量程为100 mA的微安表改装成量程为250μA,10mA，100mA的多量程电流表

表头参数：Ig=100微安   Rg=2000欧姆

要求改装为多量程电表，其中多量程电流表的量程为250微安、1mA，10mA,电路如图6所示。250μA，1mA，10mA分别比100μA扩

大了2.5倍、10倍和100 倍。所以根据电流表量程的扩展原则得：

解方程可以得到：

       R₁=33.3Ω  R₂=300Ω  R₃=1000Ω

5. 常识介绍

   （1） 电表的等

    根据我标（GB）规定，电表的等分为以下7：

           0.1  0.2  0.5  1.0  1.5  2.5  5.0

    如果用A表示电表的量程，用K表示电表的等，那么当电表的指针指示某测量值时，该测量值的大误差

                    ΔN = A ´ K %

例如量程15mA，等为1.0的毫安表，那么当电表的指针指示某一测量值时，该测量值的大误差为

ΔN = 15 ´ 1.0 % = 0.15 mA

（2） 电表标度盘各种符号的意义

此表为根据家规定的电气仪表的主要技术性能在电气仪表面板上的标记。使用电表时，应先认真看清有关标记，正确使用。如本实验所用的伏特表在表盘右下角标有“┌┐”标记，表示该表应水平放置，不能竖立起来读数。

常见电气仪表面板上的标记