大学物理实验电表的改装与校准实验数据

实验七 电表的改装与校准

目的

1、了解电表改装的基本原理和方法并学会校准电表的刻度； 2、了解电表内阻对测量的影响,掌握电表级别的定义； 3、掌握毫安计、伏特计和欧姆计的改装、校准和使用； 仪器和器材

TDKG-2型电表改装与校准实验仪 [主要仪器介绍]

1、TDKG-2实验仪 我们这里主要介绍该实验仪各旋钮的作用，以及使用方法。它的面板如图7-1所示。

①

② ⑧ ⑦

③ ⑥ ⑤

④

图7-1 TKDG-2型电表改装与校准实验面板图

①数字标准电压表 ②被改装电流计 ③可调直流稳压电源（0-2V） ④输出电压调节旋钮 ⑤可调电阻箱（0—999.9Ω/w） ⑥可调电阻及旋钮 ⑦固定电阻 ⑧数字校准电流表 实验原理

电表在电测量中得到广泛的应用，因此如何了解电表和使用电表就显得十分重要。磁电式电流计的表头的满度电流很小，一般只适用于测量毫安级以下的电流，用来测量电压，也只能在零点几伏以下。

电流计允许通过的最大电流称为电流计的量程，用Ig表示，电流计的线圈有一定内阻，用Rg表示，Ig与Rg是两个表示电流计特性的重要参数。若要测量较大的电流、电压、就需要扩大量程和改装电表做到多量程、多用途以适应需要。

1、电

实验七 电表的改装与校准

目的

1、了解电表改装的基本原理和方法并学会校准电表的刻度； 2、了解电表内阻对测量的影响,掌握电表级别的定义； 3、掌握毫安计、伏特计和欧姆计的改装、校准和使用； 仪器和器材

TDKG-2型电表改装与校准实验仪 [主要仪器介绍]

1、TDKG-2实验仪 我们这里主要介绍该实验仪各旋钮的作用，以及使用方法。它的面板如图7-1所示。

①

② ⑧ ⑦

③ ⑥ ⑤

④

图7-1 TKDG-2型电表改装与校准实验面板图

①数字标准电压表 ②被改装电流计 ③可调直流稳压电源（0-2V） ④输出电压调节旋钮 ⑤可调电阻箱（0—999.9Ω/w） ⑥可调电阻及旋钮 ⑦固定电阻 ⑧数字校准电流表 实验原理

电表在电测量中得到广泛的应用，因此如何了解电表和使用电表就显得十分重要。磁电式电流计的表头的满度电流很小，一般只适用于测量毫安级以下的电流，用来测量电压，也只能在零点几伏以下。

电流计允许通过的最大电流称为电流计的量程，用Ig表示，电流计的线圈有一定内阻，用Rg表示，Ig与Rg是两个表示电流计特性的重要参数。若要测量较大的电流、电压、就需要扩大量程和改装电表做到多量程、多用途以适应需要。

1、电

用补偿法改装电表--“大学物理实验

------大学物理设计型实验

一、 实验任务与要求

（1） 设计“补偿原理”对电流表、电压表的改装电路。

（2） 用“补偿原理”改装的电表与普通电表（内接、外接法）测一个56 W 的电阻。

（3） 用Excel2000中的最小二乘法处理实验数据。 二、实验方案

1、 建立物理模型

若在某一电学元件的两端加上直流电压，该元件内就会有电流通过，根据欧姆定律，通过该元件的电流与加在元件两端的电压成正比，两者比例关系为1/R，则：

R=U/I·····························（1）

式中R称为上述电学元件的电阻值，实验中只要测量出通过未知电阻的R值，这种测量电

用补偿法改装电表--“大学物理实验

------大学物理设计型实验

一、 实验任务与要求

（1） 设计“补偿原理”对电流表、电压表的改装电路。

（2） 用“补偿原理”改装的电表与普通电表（内接、外接法）测一个56 W 的电阻。

（3） 用Excel2000中的最小二乘法处理实验数据。 二、实验方案

1、 建立物理模型

若在某一电学元件的两端加上直流电压，该元件内就会有电流通过，根据欧姆定律，通过该元件的电流与加在元件两端的电压成正比，两者比例关系为1/R，则：

R=U/I·····························（1）

式中R称为上述电学元件的电阻值，实验中只要测量出通过未知电阻的R值，这种测量电

用excel处理大学物理实验数据：

大学物理试验特点：好做，数据难处理，尤其是不确定度以及方差之类的东西。用计算器算太困难。下面本人介绍一种简单实际的计算机处理方法。（excel高手就不必看了） 1、 新建excel表格，根据自己的表格建立excel表格，此处不详细介绍了，不会可以上网找，

或者去借本书自己看。 2、 将原始数据填入表格。 3、 用公式和函数处理数据。

公式部分：根据你的原始数据输入公式求出要求的值，如下图：

图中“=B1*9.8”即为公式，B1是数字2的坐标，然后回车就OK了，接下来就到了excel的独特魅力的地方了，批量处理数据

当结果出来以后，把鼠标放在19.6那一格的右下角处，当出现“＋”符号时，点住鼠标左键向右拖，拖到第五个格时所有的数据都有了。

OK，会了吗？

介绍一下符号 乘：“*” 除：“/ ” 平方：“^2”即“5^2”就是求5的平方，同样3次方就把“^”后面的2改成3，开平方就改成0.5， 顺序先后就加括号就行了，比如：

处理复杂的批量运算很爽的!!

函数功能，更能体现excel的优势了， 这里介绍几个常用的函数把，

sum函数：求和，可以求一列的和或一行的和 average函数：求平均值。

st

电表改装

一、实验目的1、了解电表改装、校准的原理和方法。 、了解电表改装、校准的原理和方法。 2、学会标定电表等级。 、学会标定电表等级。

二、实验原理1、将量程为Ig =0.1mA,内阻为Rg的毫安表的量程 10mA的电流表的原理图及理论计算公式 扩大为I=10mA的电流表的原理图及理论计算公式 mA Rg I g = RS I SRS = Rg I g IS 1 = Rg 9RS毫安表的量程扩大原理图

2、将量程为Ig =0.1mA,内阻为Rg的毫安表的量程 10V的电压表的原理图及理论计算公式 扩大为U=10V的电压表的原理图及理论计算公式0.1mA mA

Rm

10V 毫安表改装电压表原理图

三、实验仪器 微安表头，滑线变阻器，电阻箱，开关， 微安表头，滑线变阻器，电阻箱，开关， 导线， 导线，直流稳压电源等

四、实验内容与步骤1、用万用电表测表头内阻。 用万用电表测表头内阻。

改装表部分

2、改装并校对电流表 (1)计算分流电阻 S的理 计算分流电阻R 计算分流电阻 论值 (2)校对量程：记录分流 校对量程： 校对量程 电阻R 电阻 S的实际值

标准表mA

mA

Rg

RSRW改装并校对电流表

怎么较？分流电阻为什么有一个理论值还有一个 怎么较？ 实际值？若

常用的电压表和电流表都是由 小量程的电流表改装而成的

+

G

_

一、电流表的构造和工作原理1、构造：永磁铁和放入永磁铁磁 场的可转动线圈组成 θ∝IIg Rg大约几欧到几十欧

2、电路图：大约零点几伏 约几十微安到几毫安。

G Ug

(1)满偏电流:电流表指针偏转到最 大刻度时的电流Ig (2)电流表的内阻:表头G的电阻Rg (3)满偏电压:电流表G通过满偏电 流时,加在它两端的电压Ug

Ug=IgRg

二、把灵敏电流计改为电压表据串联电路的特点得： Ig Ug Rg U U g R (U U g ) Rg UgIgIg

电路图 RgG

R UR

Ug

解得：R

RVV

(2)电压表的内阻：Rv=Rg+R

U

三、把灵敏电流计G改为电流表A

据并联电路的特点得： U g I g Rg ( I I g ) R 解得：R I g Rg I Ig

电路图

Ig

RgG

IR R

(2)电流表的内阻： RA=Rg×R/(R+Rg)

I

RAA

U

误差及数据处理

物理实验离不开测量，数据测完后不进行处理 ，就难以判断实验效果，所以实验数据处理是物理实验非常重要的环节。这节课我们学习误差及数据处理的知识。数据处理及误差分析的内容很多，不可能在一两次学习中就完全掌握，因此希望大家首先对其基本内容做初步了解，然后在具体实验中通过实际运用加以掌握。

一、测量与误差

1. 测量

概念：将待测量与被选作为标准单位的物理量进行比较，其倍数即为物理量的测量值。

测量值：数值+单位。

分类：按方法可分为直接测量和间接测量；按条件可分为等精度测量和非等精度测量。 直接测量：可以用量具或仪表直接读出测量值的测量，如测量长度、时间等。

间接测量：利用直接测量的物理量与待测量之间的已知函数关系，通过计算而得

到待测量的结果。例如，要测量长方体的体积，可先直接测出长方体的长、宽和高的值，然后通过计算得出长方体的体积。

等精度测量：是指在测量条件完全相同（即同一观察者、同一仪器、同一方法和

同一环境）情况下的重复测量。

非等精度测量：在测量条件不同（如观察者不同、或仪器改变、或方法改变，

或环境变化）的情况下对同一物理量的重复测量。

2.误差

真值A：我们把待测物

西南交通大学物理实验中心

实验报告

学号：20114028 姓名：王涛 班级：物理一班 实验名称： 色度 实 验 组号：

实验时间：2013 年4 月24 日 讲 教师报告箱号： 实验目的： 1. 了解色度学的基本原理。 2. 熟悉WSD-1A型色度仪的实验装置及软件操作界面，并掌握使用方法。 3. 学会用透射或反射方法测量样品的主波长、纯度、色坐标等色度学量。 实验仪器： WSG-8型色度实验装置 光栅光谱仪结构参见仪器说明书。 实验原理： 色度学是研究颜色度量和评价方法的一门学科，现代色度学初步解决了对颜色作定量描述和测量的问题。 颜色可以分为黑白和彩色两个系列，黑灰白以外的所有颜色均为彩色系列。彩色可以用三个参数来表示：明度(亮度或纯度)、色调(主波长或补色主波长)和色纯度(饱和度)。明度表示颜色的明亮程度，颜色越亮明度值越大；色调反映颜色的类别，如红色、绿色、蓝色等。彩色物体的色调决定于在光照明下反射光的光谱成分。例如，某物体在日光下呈现绿色是因为它反射的光中绿色成分占优势，而其它成分被吸收

单摆实验

【实验目的】

1．通过对单摆周期的大量精密测量，利用偶然误差统计分布规律验证高斯误差分布定律，从而加深对偶然误差统计规律的认识。

2．利用单摆测重力加速度，掌握用不确定度分析讨论测量结果的方法，学会测量结果表达式的正确书写。 【实验仪器】

GM-1单摆实验仪（编号） 数字毫秒计（编号） 米尺 【实验原理】

一、利用偶然误差统计分布规律验证高斯误差分布定律

构思：对偶然误差服从正态分布规律的最好验证是统计检验。就是在一定条件下进行大量（几百次或更多）的精密测量，将其偏差的分布与理论值相比较，即是将偏差出现在一定区间的实际个数与理论计算的预期个数相比较，如果两者一致，则可以认为正态分布规律是成立的。

方案：

1、统计直方图 …… 2、误差的置信概率 …… 二、利用单摆测重力加速度 构思：…… 方案：…… 【实验内容及步骤】

一、利用偶然误差统计分布规律验证高斯误差分布定律（自拟） 二、利用单摆测重力加速度（自拟） 【数据记录及处理】

一、利用偶然误差统计分布规律验证高斯误差分布定律

单摆次数

1 2 3

累计时间(s)

0.668 1.400 2.023

周期（T/s）

1.355 1.381 1.387

偶然误差