预备实验电表改装.pptx
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1、实验目的 1.了解磁电式直流电表的基本结构和使用方法;2.学习扩大电流表量程的方法,了解多用表的改装原理;3.学习电表的校准方法。第1页/共32页实验原理 1.磁电式直流电表(又称指针偏转式直流电表)(1)表头结构:永久磁铁的两极连着带圆筒孔腔的极掌。极掌之间装有圆柱形软铁芯,其作用是使极掌和铁芯间的空隙中磁场较强,且使磁力线以圆柱的轴为中心呈均匀辐射状。在圆柱行铁芯上支撑有一个可在铁芯和极掌间的空隙处运动的矩形线圈,其上固定一根指针或光指针。当有电流流通时,线圈受电磁力矩作用而偏转,直到跟游丝的反扭力矩平衡而静止不动。线圈偏转角的大小与所通过的电流成正比。电流方向不同,偏转方向也不同。第2页
2、/共32页(2)直流电压表和直流电流表:磁电式直流电表的表头经过改装扩程,可以组成直流电压表和直流电流表,其主要参数如下:(a)量程:改装后的电表常有多个量程,使用时读数共用一个刻度。(b)内阻:电表两端的电阻。同一电压表的不同量程所对应的内阻是不同的。(c)电表级别:电表的准确度等级 是用电表基本误差的百分数值表示的。假设电表的准确度等级 及电表的量程 ,则电表的最大允许误差用极限误差 表示:实验原理第3页/共32页(3)磁电式直流电表的使用方法及注意事项:(a)量程的选择:量程太小,会损坏电表;量程太大,会加大读数误差。根据电表的准确度等级可求出测量值 的可能的最大相对误差为:测量值越接近
3、电表的量程,测量误差就越接近电表准确度等级的百分数。当测量值比选用的电表量程小得多时,测量误差将很大。一般选择测量值为所选量程的2/3.(b)电表连接:电表正负极不得接错;使用电压表时应并联,在使用电流表时应串联(c)视差:垂直与刻度表面读数(d)调零:零点调节螺丝,通电前应检查并调节指针归零(e)符号:表盘的左右下方通常有表明电表基本结构、级别、安放方式、使用条件等多种符号,使用前了解清楚。实验原理第4页/共32页2.测量微安表的内阻半偏法电压表法电流表法求差法有效替代法电桥法实验原理第5页/共32页2.测量微安表的内阻半偏分流法:先断开开关 ,接通开关 ,并调节电位器 使微安表达到满量程(
4、或某个较大值);再接通开关 ,使电阻箱与微安表并联,并调节电阻箱值 ,直到微安表的示值为满量程的1/2,如果电路中的电阻满足 ,则可认为电路电流与接通开关之前近似相等,则有 。测量值比真值偏小。实验原理第6页/共32页2.测量微安表的内阻替代法:先将开关K2接到a点,再接通开关K1,调节分压器R1,在被测表不超过满量程的条件下,使检测表达到某个较大的示值I,然后保持分压器的输出电压不变,然后保持分压器的输出电压不变,将K2改接到开关b点,以电阻箱代表被测表,并调节R0,使检测表示值仍为I,此时的R0就是被测表的内阻。实验原理第7页/共32页3.磁电式直流电表的改装(1)将微安表扩程改装为直流电
5、流表 表头并联电阻R即可扩大表头的电流量程。设扩展的电流量程为I,则R 的阻值应为:实验原理第8页/共32页在微安表上并联不同阻值的分流电阻,可制成多量程的安培表。同理得:实验原理第9页/共32页多量程电流表并联分流电阻的方式(量程转换方式)通常也有两种:开路转换和闭路转换,通常用后者。图中转换开关K(一般采用波段开关)实验原理第10页/共32页(2)将微安表改装为直流电压表实验原理第11页/共32页实验原理第12页/共32页(3)电表的校准校准的必要性校准定义:使被校电表与标准电表同时测量一定的电流(或电压),看其指示值与相应的标准值(从标准电表读出)相符的程度。校准的手段:求出改装表的精确
6、等级、校准曲线。校准的结果得到电表各个刻度的绝对误差。选取其中最大的绝对误差除以量程,即得该电表的标称误差,即 根据标称误差的大小,将电表分为不同的等级,常记为K。例如,若0.5%标称误差1.0%,则该电表的等级为1.0级。实验原理第13页/共32页校准曲线:即以被校电表的指示值为横坐标,以校正值(校正值等于标准电表的指示值与被校表相应的指示值的差值)为纵坐标,两个校正点之间用直线段连接,根据校正数据作出呈折线状的校正曲线(不能画成光滑曲线)。在以后使用这个电表时,根据校准曲线可以修正电表的读数。IiIxi0Imax图14-7 校准曲线实验原理第14页/共32页实验内容 1.把量程为 (内阻约
7、为 )的表头改装为量程为 的直流电流表。(1)测量微安表的内阻。按照图2和图3连接电路,分别用半偏法和替代法测量微安表的内阻 ;(2)将 代入式(1)计算分流电阻 ;(3)对改装的电表进行校准。按照图8连接电路,图中用电阻箱代替 ,电源为 ,用 和 分别作为粗调、细调的滑线变阻器(或电位器),并以数字万用表的直流电流量程作为标准表进行校准;第15页/共32页(4)校准电表零点。用表头零点调节螺丝,将指针调到零。(5)校准满度。合上开关,调节变阻器 和 ,使标准毫安表达到 1mA,并检查被改装的电流表是否也是1mA.若后者没有达到1mA,就要改变 ,反复调节,使被改装表头和标准表头均达到1mA。
8、(6)校准电表线性:调节变阻器,先使被改装电流的电流等量减少 ,同时记下标准毫安表的示值,直至 ;再使被改装电流的电流等量增加 ,同时记下标准毫安表的示值,直至 。将两次校准结果取平均。实验内容 第16页/共32页2.把量程为 (内阻约为 )的表头改装为量程为 的直流电压表。将代入式(2)计算扩程电阻 。按照图9连接电路,图中 用电阻箱代替,电源为 .参考前述改装电流表的实验步骤,对改装的直流电压表进行校准(以数字万用表作为校准表),作校准曲线,并定出改装后电表的等级。实验内容 第17页/共32页3.组装多量程的直流电流表和直流电压表。(1)用上述微安表 改装成 直流电流表。(2)用上述微安表
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