多量程電流表的設(shè)計與制作

1、實驗：電流表的改裝與校準(zhǔn)多量程電流表的設(shè)計與制作電流表的改裝與校準(zhǔn) 課題多量程電流表的設(shè)計與制作教學(xué)目的與要求：通過本次課學(xué)習(xí)，加深理解分流電阻的概念。學(xué)會校準(zhǔn)電流表設(shè)計電路改裝電表為電流表、多量程電流表。教學(xué)重點、難點：本節(jié)課教學(xué)重點：測定表頭內(nèi)阻。本節(jié)課教學(xué)難點：設(shè)計電路改裝電表為電流表、多量程電流表教學(xué)方法及師生互動設(shè)計：采用教師問，學(xué)生答形式。1. 如何測定表頭內(nèi)阻？2. 如何改裝成電流表、多量程電流表?課堂練習(xí)、作業(yè)：【討論題】1 .將100叭的表頭改裝成10mA的電流表，你有什么方法？2.將100叭 的表頭改裝成多量程的 250吩,10mA,100mA 的電流表，你有什么辦法？【思

2、考題】(1) 如何用半篇法，替代法測量表頭的內(nèi)阻 R?(2) 如何擴(kuò)大微安表的量程，如何校準(zhǔn)電流表 ？(3) 根據(jù)我國國標(biāo)(GB)規(guī)定，電表分哪7個等級？測量值的絕 對誤差如何計算？(4) 本實驗中的滑線變阻器在連接上和作用上有何不同 ？(5) 校正電流表時發(fā)現(xiàn)改裝表的讀數(shù)相對于標(biāo)準(zhǔn)表的讀數(shù)偏高，試問要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)表的數(shù)值，改裝表的分流電阻應(yīng)調(diào)大還是調(diào) 小?本次課教學(xué)內(nèi)容小結(jié)：1. 表頭內(nèi)組的測量。2. 改裝成電流表的分流電阻。3多量程電流表的設(shè)計與改裝1.實驗?zāi)康?1.通過本次課學(xué)習(xí)，加深理解分流電阻的概念2學(xué)會校準(zhǔn)電流表3設(shè)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100 3

3、）二個，毫安表（量程15mA）， ZX21型旋轉(zhuǎn) 式電阻箱，滑線變阻器（0100 Q），直流穩(wěn)壓電源（015V），單刀雙 擲開關(guān)各一個，導(dǎo)線若干。3. 實驗原理在實驗工作中，我們往往要用不同量程的電流表或電壓表來測量大小懸殊的電流或電壓。例如從幾微安到幾十安，從幾毫伏到幾千伏。但電表廠一般只制造若干規(guī)格的微安表圖1和毫安表（通常稱為表頭），我們可以根據(jù)實際需要，用并聯(lián)分流電阻或串聯(lián)分壓電阻的方法， 把它們改裝 成不同量程的電流表和電壓表（1）擴(kuò)大微安表的量程若要擴(kuò)大微安表（或毫安表）的量程，只要在微安表兩端并聯(lián)一個低電阻Rs,（稱為分流電阻）即可，如圖1所示。由于并聯(lián)了分流電 阻Rs,大部分電

4、流將從 Rs流過，這樣由分流電阻 Rs和表頭組成的 整體就可以測量較大的電流了。設(shè)微安表的量程Ig，內(nèi)阻為Rg，若要把它的量程擴(kuò)大為I。，分流電阻Rs應(yīng)當(dāng)多大?當(dāng)AB間的電流為Io時，流過微安表的電流為Ig （這時微安表的指針剛好指到滿刻度），流過Rs的電流Is= Io - Ig ,由于并聯(lián)電路兩端電壓相等，故 （Io -lg）Rs =lgRg(1),Rg/99，。通常取Io= 10Ig ,100lg，故分流電阻Rs 一般為Rg/9R即：要把表頭的量程擴(kuò)大 m倍，分流電阻應(yīng)取Rs二二m 1（2）表頭內(nèi)阻的測量（半偏法，替代法）由（1）式知，在改裝電表前，首先應(yīng)知道表頭的內(nèi)阻Rg。測量微安表內(nèi)阻

5、Rg的方法很多，在實驗課上已經(jīng)使用了半偏法測電表的內(nèi)阻，這里咱們主要用代替法測量表頭的內(nèi)阻， 即將被測表AN圖2M和另一微安表N串聯(lián)起來，再在兩端加一定的電壓 Vac，使N的 讀數(shù)等于某一定值In （In 一般為滿度的三分之二為宜），如圖2（左圖） 所示。然后保持Vac不變，用電阻箱R取代M,如圖2（右圖）所示， 使N的讀數(shù)仍為In，此時R的阻值就等于微安表M的內(nèi)阻Rg。4. 實驗步驟 （1）測量微安表M的內(nèi)阻1）按圖3接好線路，圖中E為穩(wěn)壓電源，Ki即電源開關(guān)，Ri為滑線變阻器，R2為ZX21型電阻箱，K2是單刀雙擲開關(guān)，M和N是兩個同型號的微安表。請教師檢查后，再進(jìn)行下面的步驟。2) 滑動

6、滑線變阻器Ri的滑動 觸頭，將A與滑動觸頭間的電阻 調(diào)至最小，單刀雙擲開關(guān)K2扳向 1，打開穩(wěn)壓電源E的開關(guān)Ki，將 E的輸出電壓調(diào)到2V。然后移動 Ri的滑動觸頭，使微安表N的讀數(shù)為60.0、A。以后不能再移動Ri的滑動觸頭，以保持電壓不變。3) 因為微安表M的內(nèi)阻約為2000 Q,故先將R2調(diào)到2000 Q,再 把K2扳向2，仔細(xì)調(diào)節(jié)R2，使N的讀數(shù)仍為60.0、A，此時R2的阻 值就等于微安表M的內(nèi)阻，記下M的內(nèi)阻Rg。(2)把量程為100 lA的微安表改裝成量程為10mA的毫安表1) Ig=100 lA, l0=10mA，根據(jù)(1)式計算出微安表M的分流電阻2)按圖4接好電路。調(diào)節(jié)電阻

7、箱R2的阻值等于Rs。這樣虛線框圖4內(nèi)由分流電阻Rs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(biāo)準(zhǔn)表， 用來校準(zhǔn)改裝成的毫安表。3)打開K1，將電源E的輸出 電壓仍保持為2V，調(diào)節(jié)A、C之間的電壓Vac,當(dāng)微安表M的讀數(shù)Iw，分別為100.0A,90.0 2，, 10.0 A, 0.0A（相當(dāng)于改裝毫安表的讀數(shù)Ig分別為10.0mA , 9.0mA，1.0mA , 0.0mA）時，記下標(biāo)準(zhǔn)毫安表對應(yīng)的讀數(shù) Ib 。4）以Ig為橫坐標(biāo)， 1 = （Ib 一 Ig）為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上作出 I Ig校準(zhǔn)曲線（應(yīng)將各點連成折線，而不是光滑曲線）。以后使用改裝的 毫安表時，可

8、以根據(jù)校準(zhǔn)曲線修正毫安表的讀數(shù)。 校準(zhǔn)曲線可參考圖 5所示。（1） 測量微安表M的內(nèi)阻Rg=Q（2） 把量程為100的微安表改裝成量程為10mA的毫安表Rs =Qlw(必)0.010.020.030.040.050.060.070.080.090.0100.0L（m 直）0.01.02.03.04.05.06.07.08.09.010.01 B（m 直）也 1 =Ib lc(mA)（3）把量程為100 JA的微安表改裝成量程為250吩,10mA , 100mA的多量程電流表表頭參數(shù)：lg=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,

9、電路如圖6所示。250 A, 1mA , 10mA分別比100卩 A擴(kuò)】呂HgRiRs10mA 1mA250/4大了 2.5倍、10倍和100倍。所以根據(jù)電流表量程的擴(kuò)展原則得:廠 R1= ( Rg+R2 + R3) (R1 + R2) = ( Rg+R3)L ( R1 + R2+R3) = Rg解方程可以得到:R1=33.3 Q R2=300 Q R3=1000 Q5. 常識介紹(1)電表的等級根據(jù)我國國標(biāo)(GB)規(guī)定，電表的等級分為以下7級：0.10.20.51.01.52.55.0如果用A表示電表的量程，用 K表示電表的等級，那么當(dāng)電表 的指針指示某測量值時，該測量值的最大絕對誤差A(yù)N = A K %例如量程15mA，等級為1.0級的毫安表，那么當(dāng)電表的指針指 示某一測量值時，該測量值的最大絕對誤差為AN = 151.0 % = 0.15 mA(2)電表標(biāo)度盤各種符號的意義此表為根據(jù)國家規(guī)定的電氣儀表的主要技術(shù)性能在電氣儀表面 板上的標(biāo)記。使用電表時，應(yīng)先認(rèn)真看清有關(guān)標(biāo)記，正確使用。如本 實驗所用的伏特表在表盤右下角標(biāo)有“一”標(biāo)記，表示該表應(yīng)水平放 置，不能豎立起來讀數(shù)。常見電氣儀表面板上的標(biāo)記名稱符號名稱符號測量儀表符號0磁電