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实验三十六 多用表的设计与组装

实验三十六 多用表的设计与组装. 江苏大学物理实验中心. 电流表表头只允许通过很小的电流.并联或串联一个电阻可将其分别改装成大量程的电流表或电压表. 多量程的电流表和电压表也是根据此原理制成的. 通过对表头的改装,还可将表头改装成测量电阻的欧姆表. (1)掌握将一表头改装为双量程电流表和双量程 电压表以及欧姆表的原理和设计方法 . (2) 学习多用表的组装和标定. 一 实验目的. 二 实验要求. (1) 电路设计 画出双量程电流表、电压表和欧姆表电路图,写出相应的计算公式. (2) 实验操作

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实验三十六 多用表的设计与组装

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Presentation Transcript

  1. 实验三十六多用表的设计与组装 江苏大学物理实验中心

  2. 电流表表头只允许通过很小的电流.并联或串联一个电阻可将其分别改装成大量程的电流表或电压表. 多量程的电流表和电压表也是根据此原理制成的. 通过对表头的改装,还可将表头改装成测量电阻的欧姆表.

  3. (1)掌握将一表头改装为双量程电流表和双量程 电压表以及欧姆表的原理和设计方法. (2) 学习多用表的组装和标定. 一 实验目的

  4. 二 实验要求 (1) 电路设计 画出双量程电流表、电压表和欧姆表电路图,写出相应的计算公式. (2) 实验操作 测量表头内阻Rg和满偏电流Ig. 计算电流量程分别为1mA、2 mA,电压量程分别为1V 、2V的多用表的各电阻元件阻值(3位有效数字),并完成改装和校准. 完成欧姆表的改装. (3) 数据处理 画出双量程电流表的两条校准曲线;计算改装表的准确度等级;对改装欧姆表进行定标.

  5. (1) 用替代法测量表头的内阻Rg. 方法: 将开关K合向位置1,调整电流I,使改装表指针满偏并记下标准表读数.将开关K合向位置2,调整电阻箱R,使标准表读数达到同样的数值,此时电阻箱示值即为表头内阻Rg. 三 实验原理

  6. (2)将表头改装成双量程电流表. 方法: 在表头两端并联两串联电阻Rs1和Rs2,表头及Rs1和Rs2组成的整体就是电流表. 并联电阻: 三 实验原理

  7. (3) 将表头改装成双量程电压表. 方法: 在表头上串联两电阻Rp1, Rp2使超过表头所能承受的那部分电压降在电阻Rp1, Rp2上.表头和电阻Rp1, Rp2组成的整体就是电压表. 串联电阻: 三 实验原理

  8. (4)电表的误差和校准. 为了减少改装表的误差,对改装表在量程范围内选取若干点校准测量,根据校准结果绘制校准曲线,通过校准曲线可以确定改装电表的准确度等级. 电表的准确度等级分为:0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5和5.0七个等级. 注意:两个校准点之间用 直线连接. Is为标准表读数,Ix 为改装表读数. 三 实验原理

  9. (5)欧姆表设计 Rt为调零电阻,R0限流电阻,E为干电池,Rx为待测电阻. 接入Rx后: Ix= E/ (Rg + Rt + R0 + Rx) 当E和Rg+ R0 + Rt的值一定时, Rx与Ix的值一一对应,因此,将电表刻度盘按电阻值来划分刻度(非均匀刻度),即构成欧姆表. 零电阻对应于电流最大值;当干电池经使用电动势下降时, Rt可用来调节零点. 三 实验原理

  10. 四 实验仪器 (1) 直流稳压电源一台 (2) 滑线变阻器:100Ω和10kΩ各一个 (3) 100μA改装表头一只 (4) 直流微安表(标准表)一只 (5) 直流毫安表(标准表)一只 (6) 直流电压表(标准表)一只 (7) 电阻箱两只 (8) 干电池一只 (9) 单刀开关两个

  11. 实验用改装表头 四 实验仪器

  12. 实验用标准微安表 四 实验仪器

  13. 实验用标准毫安表 四 实验仪器

  14. 实验用标准电压表 四 实验仪器

  15. 实验用滑线变阻器 四 实验仪器

  16. 测定表头满偏电流Ig. (1)开关K2合向位置1,两个滑线变阻器的滑动触头均置于安全位置. (2)合上K1,正确改变滑线变阻器滑动触头的位置,使改装表头指针偏转至满刻度100μA ,此时标准微安表的示值即为满偏电流Ig. 测定表头的内阻Rg 变阻器置安全位置, 开关K2合向2,调整电阻箱R0使标准表电流为Ig,此时电阻箱R0示值即为内阻Rg 注意(1)实验时,电源电压E不要高于3V ! (2)正确选择滑线变阻器. 五 实验内容

  17. 将表头改装成1mA和 2mA的电流表. (1)计算分流电阻Rs1和 Rs2 . (2)实验修正电阻 Rs1和 Rs2的阻值. 改变K2位置使标准表电流为分别1mA; 2mA时改装表指针均能正好偏转满刻度. (3)校准电流表:改装表从满偏(1mA; 2mA)起到零刻度,由大到小均匀取11个值进行校准,然后再增加电流重复测量一遍至满刻度为止.分别记录对应标准表读数求平均,即为各取值点的校准值. 注意(1)实验时,电源电压E不要高于3V ! (2)正确选择滑线变阻器. 五 实验内容

  18. 将表头改装成1V和 2V的电压表. (1)计算分压电阻Rp1和Rp2. (2)实验修正电阻Rp1和Rp2阻值. 将K2分别合于位置1和位置2 ,调节Rp1和Rp2阻值,使标准表电压读数分别为1V和2V时,改装表指针均正好偏转满刻度. (3)校准电压表:改装表从满偏(1V和2V)起到零刻度,由大到小均匀取11个值进行校准,然后再增加电压重复测量一遍至满刻度为止.分别记录对应标准表读数求平均,即为各取值点的校准值. 注意(1)实验时,电源电压E不要高于3V ! (2)正确选择滑线变阻器. 五 实验内容

  19. 设计一测量90KΩ殴姆表并对表头刻度进行定标: 将Rt置于最大值位置,选择合适的电阻值R0,使当ab间短路时,表头指针能满偏. 接入电阻箱Rx (90KΩ),记下表头指针指示位置的Ix值.从90KΩ到 0 Ω选7个不同的Rx值,分别记录Ix值,对表头刻度进行定标. 五 实验内容

  20. (1)数据表格: 测定表头满偏电流Ig: 表头满偏电流Ig = ____μA 测定表头内阻Rg: 表头内阻Rg = ____Ω 六 实验数据记录与处理

  21. 改装成1mA和2mA的电流表: 计算分流电阻Rs1= ___Ω , Rs 2= ___Ω ,通过实验修正的实际分流电阻Rs1’= ___Ω和Rs2’= ___Ω 六 实验数据记录与处理

  22. 改装成1V和2V的电压表: 计算分压电阻Rp` = ___Ω, Rp2 = ___Ω,通过实验修正的实际分压电阻Rp1’=___Ω和Rp2’=___Ω 六 实验数据记录与处理

  23. 改装成测量90KΩ殴姆表: 六 实验数据记录与处理

  24. (2)分别作改装电流表和改装电压表的校准曲线.(2)分别作改装电流表和改装电压表的校准曲线. (3)确定改装后电流表和电压表的准确度等级K. (4)对殴姆表表头刻度盘进行定标.并分析误差 六 实验数据记录与处理

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