踏板摩托车油耗[实验目的]
2.学习将微安表改装成欧姆表的原理和方法。
3.绘制校准曲线。
[实验仪器]
微安表、电流表、电压表、滑线变阻器、电阻箱、直流电源、导线、开关等。
[实验原理]
一、改装微安表为电流表
量程为I ,根据欧姆定律可得
(6-1)
二、改装微安表为电压表
将表头改装为电压表时,可在微安表上串联一个分压电阻RH ,使大部分电压降落在RH 上,表头上承担的电压最大值仍然为IgRg 。设改装后的电压表量程为U ,由欧姆定律可得
(6-2)
三、改装微安表为欧姆表
将表头改装为欧姆表时,可在微安表上串联一个电动势为E 的干电池和一个可变电阻R0(实验时它由可变电阻Rl 和固定电阻R2 串联组成,R2 中包含了电源的内阻),这个电路的两端a 、b 即为欧姆表测量电阻时的接线柱。
用欧姆表测电阻时,首先需要调零,即将a 、b 短路( Rx = 0 ),调节可变电阻R1 ,使表头指针
偏转到满刻度,这时电路中的电流即为满偏电流。由全电路欧姆定律得
(6-3)
即欧姆表的零分度线是在表头标尺的满刻度处,它正好与电流表的零分度线位置相反。将R0 阻值固定,Rg + R0 就是欧姆表的内阻。
当a 、b 断开时,Rx = ∞ ,表头指针不动。
当a 、b 之间接入待测电阻Rx 时,电路中的电流
(6-4)
当Rx 改变时,I 也随着改变。可见每—个Rx 值都有—个对应的电流值I 。如果我们在标尺上直接标出与I 对应的电阻Rx 的值,就制成了欧姆表的标尺。
四、改装表的校准
将改装后的电表与标准表同时对同一对象(电流或电压)进行测量,将测量结果相互比较,以确定改装表的示值误差的过程就是校准。校准时读出改装表的各个示值Ax,同时读出标准表对应的示值As ,与Ax 对应的修正值。校准的结果可用校准曲线表示:即以Ax 为横坐标,以为纵坐标,标出各个校准点,然后把相邻的两个校准点用直线段连接,就得到了改装表的校准曲线。
[实验内容及步骤]
一、将表头改装为5 mA的电流表并校准
1.根据给定的表头内阻为Rg ,满偏电流Ig ,由(6-1)式算出分流电阻Rs 的值,用电阻箱充当Rs ,与表头并联成5 mA的电流表。并决定此改装表标尺的分度。
2.按图6-1接线,将机械调零后的改装表与标准电流表接入电路。
3.经教师检查线路后,接通电源,调节电路中的电流,使改装表读数从零逐渐增加到满刻度,然后再逐渐减少到零。同时将改装表和标准表相应的读数Ix 和Is 填入数据表6-1。
4.以改装表的读数Ix 为横坐标,为纵坐标,在坐标纸上作出改装电流表的校准曲线。
二、将表头改装为2.5 V的电压表并校准
1.根据(6-2)式计算出串联的分压电阻RH 的值。用电阻箱充当RH ,RH 与表头串联成电压表。并决定此改装表标尺的标度。
2.将改装电压表与标准电压表机械调零后,按图6-2接入电路。
3.接通电源,调节滑线变阻器的滑块,使改装电压表的读数从零逐步增加到满度,然后再逐渐减少到零,同时将改装表和标准表相应的读数Ux 和Us 填人数据表6-2 。
4.以改装表的读数Ux 和,分别为横坐标和纵坐标,在坐标纸上作出改装电压表的校准曲线。
三、将表头改装为欧姆表
1.根据给定的表头参数Ig 、Rg 及电源电动势E ,由(6-3)式求出R0 的大致阻值,并取R2 远大于R1 。
2.用电阻箱充当R2 (使其阻值保持不变),滑线变阻器充当R1 ,按图6-3将R2 、R1 与表头和电池串联,就构成了欧姆表。
当a 、b 两接线柱断路时,表头指针应为零,如不为零应机械调零。
3.将图6-3中a 、b 两接线柱短路,调节滑线变阻器R1 ,使表头的指针转到满刻度。
4.在保持Rl 和R2 阻值不变的情形下,用另一只电阻箱充当Rx ,取其阻值为欧姆表的中值电阻Ri = Rg + R0 的1/2、1、2、3、……倍,同时记下指针的偏转格数,据此绘制出欧姆表的标尺。
[数据表格雪佛兰科鲁兹价格]马6改装
表6-1 电流表校准数据 | ||||||
Ig = 50 μA Rg = 960 Ω R福特团购s = 9.69 Ω | 宝马摩托车跑车价格||||||
被校表读数Ix(mA) | 0.00 | 1.00 | 2.00 | 3.00 | 4.00 | 5.00 |
增加时标准表读数Is1(mA) | 0.00 | 0.98 | 2.01 | 3.00 | 4.02 | 5.00 |
增加时标准表读数Is2(mA) | 0.00 | 1.00 | 2.01 | 2.98 | 4.00 | 5.00 |
(mA) | 0.00 | 0.99 | 2.01 | 2.99 | 4.01 | 5.00 |
(mA) | 0.00 | -0.01 | 0.01 | -0.01 | 0.01 | 0.00 |
表6-2 电压表校准数据 | ||||||
Ig = 50 μA Rg = 960 Ω RH = 49040 Ω | ||||||
Ux(V) | 0.00 | 0.50 | 1.00 | 1.50 | 2.00 | 2.50 |
Us1(V) | 0.00 | 0.50 | 1.01 | 1.49 | 2.00 | 2.50 |
Us2(V) | 0.00 | 0.48 | 1.00 | 1.49 | 2.02 | 2.50卡迪拉克 |
(V) | 0.00 | 0.49 | 1.01 | 1.49 | 2.01 | 2.50 |
(V) | 0.00 | -0.01 | 0.01 | -0.01 | 0.01 | 0.00 |
表6-3 欧姆表标度尺的标定 | |||||||
Ig= 50 μA Rg= 960 Ω E = 1.0 V Ri = 20000 Ω | |||||||
Rx(Ω) | … | Ri/2 | Ri | 2Ri | 3Ri | 4Ri | … |
指针偏转格数 | … | 69 | 50 | 41 | 34.5 | 32.5 | … |
[数据处理]
一、改装电流表的校准曲线
二、改装电压表的校准曲线
三、改装欧姆表的标尺
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