電流計表頭一般只能測量很小的電流，若要用它來測量較大的電流和電壓，就必須進行改裝來擴大量程 , 各種多量程表（多用途萬用表）就是用這種方法制作的 . 萬用表是一種基本的電學儀表，它測量范圍廣，構造簡單，使用方便，是電磁學工作者的必備工具 . 本實驗要求同學先掌握有關的知識，然后設計并組裝一只簡易萬用表 . 

電表改裝與校正
　　電學實驗中經常要用電表（電壓表和電流表）進行測量，常用的直流電流表和直流電壓表都有一個共同的部分，常稱為表頭 . 表頭通常是一只磁電式微安表，它只允許通過微安級的電流，一般只能測量很小的電流和電壓 . 如果要用它來測量較大的電流或電壓，就必須進行改裝，擴大其量程 . 經過改裝后的微安表具有測量較大電流、電壓和電阻等多種用途 . 若在表中配以整流電路將交流變為直流，則它還可以測量交流電的有關參量 . 我們日常接觸到的各種電表幾乎都是經過改裝的，因此學習改裝和校準電表在電學實驗部分是非常重要的 .

【預習要求】
　　１．掌握滑線變阻器的分壓與限流的接線方法，如何解決粗細程度的調節 .

　　２．熟悉測量表頭內阻時應注意哪些事項 .

　　３．掌握電表擴大量程的方法和條件 . 
【實驗目的】
 
　　1 ．學會將微安表擴大量程以及改裝為伏特表的原理和方法 .

　　2 ．學會測量微安表表頭滿偏電流和內阻原理與方法 .

　　3 ．熟悉和掌握滑線變阻器的各種用法 .

　　４．初步使用萬用電表檢查電路故障 .
 
【實驗儀器】
 
　　　　微安表，標準電流表，標準電壓表（所謂標準電表是其準確度等級比所給表頭高兩級的表），直流穩壓電源，滑線變阻器，電阻箱，單刀雙擲開關，干電池，導線
 
【實驗原理】
 
　一、電表的改裝

　　1 . 表頭內阻的測量

　 表頭線圈的電阻 R g 稱為表頭內阻.它的測定方法很多，這里介紹一種替代法，測量線路如圖 35-1 所示 . 將 K 2 置于 2 處，調節 R 0 使表 A 0 在一較大示值處（同時注意表 A 的指針不要超過量程）；將 K 2 置于 1 處，保持 R 0 不變，調節 R n 使表 A 0 指在原來位置上，則有 R n =R g . 
 

　　2. 將表頭改裝為安培計

　　用于改裝的微安表稱為“表頭” . 使表針偏轉到滿刻度所需要的電流 I g 稱為量程 . 表頭的滿度電流很小，只適用于測量微安級或毫安級的電流，若要測量較大的電流，就需要擴大電表的電流量程 . 方法是：在表頭兩端并聯電阻 R p ，使超過表頭能承受的那部分電流從 R p 流過 . 由表頭和 R p 組成的整體就是安培計， R p 稱為分流電阻. 選用不同大小的 R P ，可以得到不同量程的安培計 .

　　如圖 35-2 所示，當表頭滿度時，通過安培計的總電流為 I ，通過表頭的電流為 I g ，

因為 

故得 （ 35-1 ）

　　表頭的規格 I g 、 R g 事先測出 ，根據需要的安培計量程，由式（ 35-1 ）就可以算出應并聯的電阻值 . 通常，由于安培計的量程 I 遠遠大于表頭的量程 I g ，并聯電阻 R p 遠遠小于表頭內阻 R g .

3. 將表頭改裝為伏特計

　　表頭的滿度電壓也很小，一般為零點幾伏 . 為了測量較大的電壓，在表頭上串聯電阻 R s ，如圖 35-3 所示，使超過表頭所能承受的那部分電壓降落在電阻 R s 上 . 表頭和串聯電阻 R s 組成的整體就是伏特計，串聯的電阻 R s 稱為擴程電阻 . 選用大小不同的 R s ，就可以得到不同量程的伏特計 .

因為 

可得 （ 35-2 ）

　　表頭的 I g 、 R g 事先測出，根據需要的伏特計量程，由（ 35-2 ）式就可以算出應串聯的電阻值 . 一般地，由于伏特計的量程 U 遠大于表頭的量程 U g ，串聯電阻 R S 會遠大于表頭內阻 R g .

當總電壓不變時，若回路之總電阻增加一倍則電流減為一半 . 根據這個簡單原理，就可以用表頭制作一只歐姆表 . 如圖 35 — 4 所示： 

　1. 將歐姆表兩測筆正（ A 紅表筆）、負（ B黑表筆）短接，調節限流電阻 使表頭指針滿度，則此時之總電流 或 . 式中 表示歐姆表的總內阻，即 

式中 為表頭內阻、 為分流電阻、 為限流電阻、 為電源內阻 . 若在歐姆表兩測筆（ A 、 B ）正、負間接上待測電阻 ，此時電流下降為 ，即

當 

時， ； 時， ；

時， 時， ；

時， .

　　由此可知，當被測電阻 等于歐姆表的總內阻 時，表頭指針在刻度盤的中心位置，故 又叫中心阻值或叫中值電阻 .理論上，任一歐姆表可測任何數值（從 0~ ）的電阻 . 但事實上當 時，其阻值無法精確讀出，從而帶來很大的讀數誤差 . 為了得到精確讀數，可按 10 進制分擋，分擋后各擋均有自己的總內阻 .

　　對于分擋后仍通用一條歐姆標度尺，這條標度尺的分度值是以 R × 1 擋的中心阻值標定出來的 . 此中心阻值叫姆表的表盤中心標度阻值 . 它與某檔的中心阻值的關系是：某檔的中心阻值 = 表盤中心標度阻值×該擋倍率 .中心阻值的大小，不僅與表頭的靈敏度有關，而且與電源干電池的節數及新舊程度（ E 的大小）有關 .

5 .萬用電表簡述

　　萬用電表是常用的儀表 . 它可以測量交、直流壓，交、直流電流，還可測量電阻等 . 它用途廣泛，但準確度低 . 當選擇開關撥到直流電壓擋，就是一個多量程直流伏特表，當選擇開關撥到直流電流擋，就是一個多量程安培表，它是將微安表并聯不同低電阻值的擋而組成 . 使用時必需串聯在電路中，并注意表筆的正負不能接反 . 使用歐姆表，每次測量前先要將表筆 A 和 B 相接（短路），調節“歐姆零點”旋鈕（它是一個變阻器）使偏轉為滿度，即指針指示零歐姆，以保證刻度的正確性 . 而且每次改變量程后都應當重新調節歐姆零點 . 注意：不得用歐姆表測量帶電的電阻！

二、電表的校準

　　電表在擴大量程或改裝后，還需要進行校準 .校準的目的是：（1）評定該表在擴大量程或改裝后是否仍符合原電表準確度的等級；（2）繪制校準曲線，以便于對擴大量程或改裝后的電表能準確讀數.

所謂準確度的等級是國家對電表規定的質量指標，它以數字形式標明在電表的表盤上 . 如標明為 級（ 為
0.1 ， 0.2 ， 0.5 ， 1 ， 1.5 ， 2.5 ， 5 等七個中的一個），則各點的最大示值誤差為 ： ， .

常用的簡便的校正方法就是比較法，將待校準表與級別較高的標準表進行比較 .

　（1）對擴大量程后的電流表可用標準電流表進行校準 . 線路如圖 35 — 5 所示，校準點應選在擴大量程后的電表的全偏轉范圍內各個標度值的位置上， 確定各校準點的 值 . 這樣不僅可與等級度誤差 作比較，以判定各校準點的 是否超過 ，而且可作 曲線供使用時對讀數作修正 .

　（2）對改裝后的電壓表則用標準電壓表進行校正 . 線路如圖 35 — 6 所示，校正點應選在改裝表的所有標度值的位置上，確定各校正點的 值，并可作 曲線 .

　（3）電表的校準

電表的校準結果除用等級表示外，還常用校準曲線表示 . 即以被校電表的指示值

　　I xi 為橫坐標，以校正值 Δ I i （ Δ I i 等于標準電表的指示值 I si 與被校表相應的指示值 I xi 的差值，即 Δ I i = I si - I xi ）為縱坐標，如圖 35—7 所示，注意兩個校準點之間用直線段連接，根據校準數據作出呈折線狀的校淮曲線（不能畫成光滑曲線） . 在以后使用這個電表時，根據校準曲線可以修正電表的讀數 .

　（4）定改裝后的毫安表及伏特表的誤差和級別

　　取 = ；選取各絕對誤差的最大值得 δ I max .所以，擴大量程后的毫安表的級別為

　　同理，改裝后的伏特表的級別為

【預習要求】
　　１．掌握滑 線變阻器的分壓與限流的接線方法，如何解決粗細程度的調節 .

　　２．熟悉測量表頭內阻時應注意哪些事項 .

　　３．掌握電表擴大量程的方法和條件 . 
【實驗目的】
 
　　1 ．學會將微安表擴大量程以及改裝為伏特表的原理和方法 .

　　2 ．學會測量微安表表頭滿偏電流和內阻原理與方法 .

　　3 ．熟悉和掌握滑線變阻器的各種用法 .

　　４．初步使用萬用電表檢查電路故障 .
 
【實驗儀器】
 
　　微安表，標準電流表，標準電壓表（所謂標準電表是其準確度等級比所給表頭高兩級的表），直流穩壓電源，滑線變阻器，電阻箱，單刀雙擲開關，干電池，導線
 
【實驗原理】
 
一、電表的改裝

　　1 . 表頭內阻的測量

　　表頭線圈的電阻 R g 稱為表頭內阻.它的測定方法很多，這里介紹一種替代法，測量線路如圖 35-1 所示 . 將 K 2 置于 2 處，調節 R 0 使表 A 0 在一較大示值處（同時注意表 A 的指針不要超過量程）；將 K 2 置于 1 處，保持 R 0 不變，調節 R n 使表 A 0 指在原來位置上，則有 R n =R g . 
 

　　2. 將表頭改裝為安培計

　　用于改裝的微安表稱為“表頭” . 使表針偏轉到滿刻度所需要的電流 I g 稱為量程 . 表頭的滿度電流很小，只適用于測量微安級或毫安級的電流，若要測量較大的電流，就需要擴大電表的電流量程 . 方法是：在表頭兩端并聯電阻 R p ，使超過表頭能承受的那部分電流從 R p 流過 . 由表頭和 R p 組成的整體就是安培計， R p 稱為分流電阻 . 選用不同大小的 R P ，可以得到不同量程的安培計 .
　　 如圖 35-2 所示，當表頭滿度時，通過安培計的總電流為 I ，通過表頭的電流為 I g ，

因為 

故得 （ 35-1 ） 表頭的規格 I g 、 R g 事先測出 ，根據需要的安培計量程，由式（ 35-1 ）就可以算出應并聯的電阻值 . 通常，由于安培計的量程 I 遠遠大于表頭的量程 I g ，并聯電阻 R p 遠遠小于表頭內阻 R g .

3. 將表頭改裝為伏特計

　　表頭的滿度電壓也很小，一般為零點幾伏 . 為了測量較大的電壓，在表頭上串聯電阻 R s ，如圖 35-3 所示，使超過表頭所能承受的那部分電壓降落在電阻 R s 上 . 表頭和串聯電阻 R s 組成的整體就是伏特計，串聯的電阻 R s 稱為擴程電阻 . 選用大小不同的 R s ，就可以得到不同量程的伏特計 .

因為 

可得 （ 35-2 ）

　　表頭的 I g 、 R g 事先測出，根據需要的伏特計量程，由（ 35-2 ）式就可以算出應串聯的電阻值 . 一般地，由于伏特計的量程 U 遠大于表頭的量程 U g ，串聯電阻 R S 會遠大于表頭內阻 R g .

【實驗要求】
 
　　1 ．測量表頭的內阻

　　2 ．將量程為 100 μ A 的表頭擴程為 1 mA ， 10 mA

　　3 ．將表頭改裝為 0-3V 、 0-10V 的電壓表

　　4. 歐姆表的改裝和標定表面刻度

　　5. 使用萬用電表檢查電路故障
 
【注意事項】 
　　1 ．接通電源前，應檢查滑線變阻器的滑鍵是否在安全位置，接分壓器線路和使用分壓器時，注意接線方法和開始使用時的規則 .

　　2 ．對限流線路的電阻箱及滑動電阻的阻值選擇，應開始從大阻值逐漸減小 . 防止電阻值從 9 到 0 的突然減小 .

　　3 ．記錄時注意有效數字位數 .
 
【思考題】

　　1 ．為什么校準電表時需要把電流（或電壓）從小到大做一遍又從大到小做一遍？

　　2 ．校正電流表時，如果發現改裝表的讀數偏高，應如何調整？

　　3 ．設想電表內阻測量的各種方法？

　　4 ．畫出校準曲線有何實際意義？ 

【預習要求】
　　1．按設計要求繪出測定表 頭內阻 R s 的電路圖， 繪出電流檔、電壓檔、電阻檔的電路圖，計算并選擇元件 .

　　2．畫出總電路圖，列出所選取元件的名稱、型號、規格、數據.（注：在選各電阻及變阻器 R p 時，除考慮其阻值大小外，還要考慮它們的誤差范圍，以免影響電表的精確度 . 考慮到多量程電表的累積誤差，各電阻的精確度等級應不大于 1 ％ ）

　　3．畫出校準的電路圖，簡述校準程序.
 
【實驗目的】
 
　　1．鞏固電學實驗和電路計算的基本知識.

　　2．培養和提高學生的實驗設計和動手能力.

　　3．掌握萬用電表的基本原理和設計方法 .

　　4．學習萬用電表的組裝與定標 .
 
【 實驗要求】
 
　　1 ．要求將一微安表頭設計、安裝成如下規格的萬用表：

　　　　 直流電流—— 10mA, 50mA　　　　　　直流電壓—— 3V ，

10V交流電壓—— 10V ， 50V　　　　　歐姆—— 

2 ．校準各檔，作出各擋的校準曲線，定出準確度等級 .
 
【實驗原理儀器】
 
　　　請自行提出所需儀器及元件的規格 .
 
【實驗提示】
 
　　電流表、電壓表、歐姆表的各自組成和工作原理大家已熟知，把三者的線路有序地結合在一起，加一個轉換開關，用同一個表頭指示，就組裝成了一只簡易萬用表 .

1.設計　1).先測定表頭內阻 ，按已做過的實驗（多種方法），確定一個方案，畫出電路圖 .
　　 (2).設計電流擋，計算并選擇元件.參考電路示圖35—8.

　　(3).設計電壓擋，計算并選擇元件.參考電路示圖35—9.

(4).設計電阻擋，計算并選擇元件.參考電路示圖35—10.（圖中， R 0 為保護電阻， R P 為調零可變電阻 .二者的選擇要根據實際使用中 電源 的電壓降范圍及 I g 、 R g 選取 .）

2．組裝

　　（ 1）按電路圖的所選元件組裝萬用表，并進行統調.對不合適的元件可以經過統調更換.

　　（ 2）用白紙畫出各量程刻度表，（電阻擋的刻度可用一電阻箱逐一定標）.并用膠帶把刻度表貼在指針下的原表盤上.

3．校準

　　列表畫出各量程的校正 曲線 .