电表电表的改装及校准
实验目的：1.学会使用实验方法测定电流计的内阻
2.掌握电表扩大量程的原理和方法
3.学会对改装后的电表进行校正和制作校正曲线
实验仪器: 微安表头、数字检流计、伏特计、两个滑线变阻器、电阻箱等
实验原理:
（一） 电流计的量程
实验用的电流计大部分是磁电式的电表，线圈转动的角度（指针所偏转的角度）与通过的电流成正比，其偏转角是有限的，最大偏转角 为90度左右，所对应的电流值就是该电流计的量程 ，一般只有 量级。
（二） 电流计的扩大量程
如欲用该电流计测量超过其量程的电流，就必须扩大其量程，扩大量程的方法是在电表两端并联一个分流电阻 ，如图1所示。
图中虚框中的电表和 组成一个新的电流表。
设新电流表的量程为I，则当流入的电流为I时，由于流入电流计的电流为 ，所以 的电流从分流电阻 上流过，因
由上式可算出并联电阻的分流电阻为
令 ，称为量程的扩大倍数，则分流电阻为
当表头的规格 ， 测出，根据所要扩大的量程倍数n，就可以算出 。同一电表，并联不同的分流电阻，就可以得到不同量程的电流表。
（三） 将电流表改装成伏特表
电流表的满刻度电压也很小，仅为 ，一般在 量级。若用它测量较大的量程，则用在表头上串联分压电阻 的方法来实现。如图2所示，虚框中的电表和 组成一个量程为 的电压表。根据下式可计算出应串联的电阻。串联不同的阻值可以得到不同量程的电压表。
（四） 改装表的校正
电流表在扩大量程或改装后，还需要进行校正。校正的目的有二：一是评定该表在扩大量程或改装后是否符合原电表的准确度等级（级别数）；二是绘制校正曲线，以便对扩大量程或改装后的电表准确读数。常用的简便的校正方法是比较法，将待校表与标准表（级别数比待校表高两级的表）进行比较。
对扩大量程后的电流表进行校正，如图3所示。校正点应选在扩大量程的电表的全偏范围内各个标度值的位置上，
读出各个指示值 和标准电表对应的指示值 ，得到各校正点的修正值 。这样不仅可与等级度误差 作比较，以判定各校正点的 是否超过 ，而且可以画出电表的校正曲线（以 为横坐标， 为纵坐标，两个标准点用直线连起来，整个图形就是一个折线状，如图4所示。使用这个电表时，可以根据校正曲线修正电表的读数，得到较为准确的结果。
对改装后的电压表则用标准电压表进行校正，线路图如图5。校正点同样应选在改装表的有标度值的位置上，确定各校正点的 值，与准确度等级误差 作比较，并作 曲线。
一、 实验内容
（一）电流计内阻的测定
电流计有一定的内阻 。电表扩大量程或是改装时，我们需要知道电流计的两个参数 和 ， 可以在电流计的表盘上直接读出， 需测出。本实验用替代法测量，电路如图6。
1、 将 置1处，调节 ，使电流表指针在一较大值处，但不能超过量程。
将 置2处，保持 不变，调节变阻箱 ，使电流表指针指到原来的指示值，则 。
（二）将电流计扩大量程至某mA的电流表
1、计算分流电阻的阻值，用电阻箱作 ，按图3接线。
2、校准扩程后的电表。先调准零点，然后校准量程，再校准有标度值的点。校准量程时，若与设计要求有差异，可微调 ，是符合扩程要求；校准有标度值的点时，应使电流单调上升和下降各校一次，将校准表两次读数的平均值作为 ，计算 ，做校正曲线，并对是否符合准确度等级做出结论。
（三）将电流计改装成为一定量程的电压表
1、计算分压电阻 ，用电阻箱作 ，按图5接线。
2、校正改装后的电压表，方法同上；计算各校正点的 ，做校正曲线并对是否符合准确度等级做出结论。
二、 列表处理数据，做出校正曲线。
2．将表头改装成大量程的电流表
在表头两端并联一个阻值较小的分流电阻 （如图2），使流过表头的电流只是总电流的一部分。
表头 和 组成的整体就是电流表。选用不同阻值的 能得到不同量程的电流表。
在图2中，当表头满偏时，通过电流表的总量程为 ，通过表头的电流为 ，根据欧姆定律有
故得 ，若表头的量程要扩大 倍，则
（1）
测出表头的量程 和内阻 ，按所需的电流表量程 ，可算出分流电阻 。
3．将表头改装成大量程的电压表
在表头上串联一个阻值较大的分压电阻 （如图3），使超过表头电压量程的那部分电压降落在电阻 上。 亦称为扩程电阻。
表头和 组成的整体就是电压表。选用不同阻值的 可以得到不同量程的电压表。
在图3中，当表头满偏时，通过表头的电流为 ，设改装后电压表总量程为 ，因为 ，则
（2）
式中 称为电压表的每伏欧姆数，这是一个很重要的参数，单位为 。由（2）式根据所需要的电压表量程 和表头量程 、内阻 ，可算出分压电阻 。
电表的改装与校准
[实验目的]
1．学会测定表头的内阻和满度电流；
2．熟悉电流表、电压表、欧姆表的构造原理，学会改装并校准电流表、电压表的基本方法。
[实验仪器]
DH4508型电表改装实验仪1台（使用说明见附录），ZX21a电阻箱（可选用）。
[实验原理]
常见的磁电式电流计主要由放在永久磁场中的由细漆包线绕制的可以转动的线圈、用来产生机械反力矩的游丝、指示用的指针和永久磁铁所组成。当电流通过线圈时，载流线圈在磁场中就产生一磁力矩 ，使线圈转动，从而带动指针偏转。线圈偏转角度的大小与通过的电流大小成正比，所以可由指针的偏转直接指示出电流值。
1．表头的主要参数的测定
表头的主要参数：量程和内阻。量程是指针偏转满刻度时可测的最大电流值 ，也称表头的满偏电流。表头的内阻 是偏转线圈的直流电阻。电表的内阻是电表两端的电阻。测量内阻 的方法很多，这里介绍常用的两种方法：
（1）半偏法也称中值法
测量电路如图1-a所示，（请问：为什么这里用限流接法？）将 断开， 闭合，接通电路，调节 使表头满偏，记下此时标准表的读数 ，然后接通 ，在保持标准表的读数仍为 的情况下，调节电阻箱 的值使表头恰好为满刻度值的一半（这时若标准表的读数不为 ，则应调节 使标准表回复到原读数 ，并再调节电阻箱 使表头恰好为满刻度值的一半处，如此反复），则 。
（2）替代法
测量电路如1-b所示，将 置于1处，调节 使表头满偏（或在某一较大示值处），记下此时标准表的读数 ；将 置于2处，调节 使标准表的读数仍为 ，则 。
替代法是一种运用很广的测量方法，具有较高的测量准确度。（请问：如何确定表头的量程？）
2．将表头改装成大量程的电流表
在表头两端并联一个阻值较小的分流电阻 （如图2），使流过表头的电流只是总电流的一部分。
表头 和 组成的整体就是电流表。选用不同阻值的 能得到不同量程的电流表。
在图2中，当表头满偏时，通过电流表的总量程为 ，通过表头的电流为 ，根据欧姆定律有
故得 ，若表头的量程要扩大 倍，则
（1）
测出表头的量程 和内阻 ，按所需的电流表量程 ，可算出分流电阻 。
3．将表头改装成大量程的电压表
在表头上串联一个阻值较大的分压电阻 （如图3），使超过表头电压量程的那部分电压降落在电阻 上。 亦称为扩程电阻。
表头和 组成的整体就是电压表。选用不同阻值的 可以得到不同量程的电压表。
在图3中，当表头满偏时，通过表头的电流为 ，设改装后电压表总量程为 ，因为 ，则
（2）
式中 称为电压表的每伏欧姆数，这是一个很重要的参数，单位为 。由（2）式根据所需要的电压表量程 和表头量程 、内阻 ，可算出分压电阻 。
4．电表的校正
所谓校准，就是将改装后的电表与标准表，同时对同一个对象（如电流或电压）测量，进行比较。校正电表时，应做到“三校”：
（1）校零点。在电路没接通之前，检查被校表表头和校准表是否指零，否则要机械调零；
（2）校量程。接通电路，用标准表校准改装表的量程。校准时若稍有差异，可稍调 和 （或调 和 ），使之符合量程要求。
（3）校其他刻度值。在校准其他刻度时，校正点应选在被校表（即改装表）的量程范围内各个标度值的位置上，并使被校表的电流（或电压）等间隔单调上升和单调下降各一次（即从大到小校准5-10个刻度值，然后再从小到大重复校一遍），依次同时记下被校表和标准表在各校点的读数，分别记为 和 （或 和 ），从而得到该刻度的修正值 （或 ），并用坐标纸绘出电表的校正曲线图 （或 ），如图4所示。（校正曲线的作用：在以后使用这个改装表测量时，根据校正曲线可修正电表的读数，得到较为准确的测量结果。）
5．电表的标称误差和等级
标称误差是指电表的读数和准确值的差异，它包括了电表在构造上各种不完善的因素所引起的误差。为了确定标称误差，将改装电表和一个标准电表同时测量一定的电流（或电压），称为校准。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，即为该电表的标称误差。即
根据标称误差的大小，可确定电表的准确度等级。按照国家标准，指针式电表一般分为7个准确度等级，即0.1,0.2,0.5,1.0,1.5,2.5,5.0共7个等级。电表的等级是国家对电表规定的质量指标，电表出厂时一般已将级别标在表盘上。
[实验内容]
测定DH4508型电表改装与校准实验仪上面表头的内阻 。（参看电路图1）
将 的表头扩程改装成量程为 和电流表，并按图5电路对改装表进行校准。
将 的表头扩程改装成量程为 和电压表，并按图6电路对改装表进行校准。
请思考：为什么本实验的电路都是用限流接法而不用分压接法？
[数据处理]
整理并建立实验数据列表。
用坐标纸作出改装电表的校准曲线图 （或 ）。
计算改装电表的标称误差。
[附录DH4508型电表改装与校准实验仪简介]
1．主要技术参数
指针式被改电表：量程 ,内阻约 ，精度1.5级。
电阻箱：调节范围 ，精度0.1级。
标准电流表： , 两个量程，三位半数显，精度 级。
标准电压表： , 两个量程，三位半数显，精度 级。
可调稳压源：输出范围 , 两个量程，稳定度 ，负载调整率 。
供电电源：交流 , 。
外型尺寸： 。
2．使用说明
仪器内附指针式电流计、标准电流表、标准电压表、可调直流稳压电源、十进式电阻箱、专用导线及其它部件，无需配件便可完成多种电表的改装实验。
仪器的面板见附图1
附图1 面板示意图
1．稳压电源调节电位器 2．稳压电源输出端 3．稳压电源指示表头
4．标准电压表输出端 5．标准电压表 6．指针式电流计
7．指针式电流计输入端 8．标准电流表 9．标准电流表输入端
10． 电位器 11． 电阻 12． 、 电阻器
13． 电阻
