电表的改装与校准(一)多法测量电表的内阻将表头改装为安培表

1电表的改装与校准（一）————多法测量电表的内阻、将表头改装为安培表【实验目的】1、了解磁电式电表的基本结构；2、掌握测定电流表表头的内阻的方法；3、学习将毫安表改装成较大量程的电流表、电压表以及欧姆表的原理及方法。【实验器材】DG-II型电表改装与校准实验仪【实验原理】电流计（表头）一般只能测量很小的电流和电压。如果要用它来测量较大的电流或电压，就必须进行改装，扩大其量程。电表的改装要依据电表自身的参数：gI（电表电流的量程）和gR（电表的内阻），并应用欧姆定律设计而成。一块电表的量程，从表盘上就能明显得到，而表头的内阻有时往往必须进行实际测量。一、表头内阻的测量表头线圈的电阻gR称为表头内阻。下面一系列图中各元件分别为：G为待测内阻的电表；gI为表头量程；0A为标准电流表；0V为标准电压表；0R为标准电阻箱；PR为变阻器；1R为200标准电阻；2R为2000标准电阻；（1）替代法测量电路如图1所示。将2K置于2处，调节PR使标准电流表0A在一较大示值处（同时注意表G的指示不要超过量程）；将2K置于1处，保持PR不变，调节0R使表0A指在原来位置上，则有0gRR。（2）电桥法测量线路如图2所示。取2110RR，0R为电阻箱。调节变阻器PR，使电表G中有电流通过；然后调节0R，使2S无论闭合还是接通，G中电流都不发生变化，这时则有：10020.1gRRRRR2（3）标准表法测量线路如图3所示。调节PR和0R值，合上1K，使G中电流为标准电流表的一半，则有0gRR。（4）半偏法测量线路图如图4所示。断开2K，调节PR，使G中通过满刻度电流gI，有：ggEIRRr（1）闭合2K，保持PR不变，调节0R，使G中电流为2gI，则：00002ggggggIRRERRRRRRrRR（2）由上述（1）（2）两式，忽略r解得：00gRRRRR二、电表的改装（1）将表头改装为安培表用于改装的微安表或毫安表称为“表头”。使表针偏转到满刻度所需要的电流gI称为量程。表头的满度电流很小，只适用于测量微安级或毫安级的电流，若要测量较大的电流，就需要扩大电表的电流量程。方法是：在表头两端并联电阻FR，使超过表头能承受的那部分电流从FR流过，而表头的电流仍在原来许可的范围之内。由表头和FR组成的整体就是安培表，FR称为分流电阻。选用不同大小的FR，可以得到不同量程的安培表。如图5所示，当表头满度时，通过安培计的总电流为I，通过表头的电流为gI，由欧姆定律有：gggUIR()ggFUIIR3得：111ggFggggIRRRRIIInI式中gII表示改装后电流表扩大量程的倍数，用n表示。可见，将表头的量程扩大n倍，只要在该表头上并联一个阻值为(1)gRn的分流电阻FR即可。表头的规格gI、gR事先测出，根据需要的安培计量程，有上述式子就可以算出应该并联的电阻值。通常，由于安培计的量程I远大于表头的量程gI，并联电阻FR应该远小于表头内阻gR。【实验步骤】1、测量表头的内阻按图连接电路，用上述几种方法分别测表头的内阻gR。2、将量程为1mA的表头扩程为10mA的电流表（1）计算分流电阻的阻值FR，用电阻箱0R作FR；（2）将量程为1mA的表头扩程为10mA的电流表。【数据记录与处理】1、记录4种方法测得的表头内阻值替代法()电桥法()标准表法()半偏法()平均值()2、电流表的改装和校准内阻()gR满度电流()gImA扩程后的I量程()mA扩程电阻()FR计算值()实际值()【注意事项】1、实验时，逐渐增大电源的电压，时刻注意几个电表的指针和数值，不能超出其量程。2、测量时，应随时调节电源E，并保持E不变。内阻测量结果gR应该精确到0.1。3、关闭电源之前，应将电源调节旋钮调至最小、电表量程选择最大，然后再关电源。