毫安表改装欧姆表

作者：追风星空

单位：

邮编：210046

摘要：通过试验可以了解毫安表的理论结构，知道欧姆表的理论结构。也可以增强我们对实验的动手能力。电流计表头一般只能测量µA级电流和mV级电压，若要用它来测量较大的电流和电压，就必须用改装来扩大其量程。磁电式系列多量程表都是用这种方法实现的。电表改装的原理在实际中应用非常广泛。利用电桥平衡（四个电阻成比例）时，跨在两个支路上的电流表中没有电流通过，这一特性。掌握测定电流表表头内阻的方法，学会将微安表表头改装成欧姆表的测量原理和刻度方法。

关键字：电桥法内阻的测量    欧姆表的改装

MA Table modified Ohmmeter

Author: Wang Fei

Unit: School of Nanjing University of Science Zijin

Zip Code: 210046

Abstract: The experiment can understand mA theoretical structure of the table, knowing Ohm theoretical structure of the table. Can also enhance our ability to experiment hands-on. Galvanometer header generally only measured μA-level current and mV-level voltage, in order to use it to measure a large current and voltage, it must be modified to expand its range. Magnetic-electric series of multi-range tables are implemented in this way. Meter conversion principle is widely used in practice. The use of the bridge balance (four resistors proportional to), the cross-ammeter in the two teams on the road there is no current is passed, this characteristic. Determination of resistance ammeter to master the method header, learn to microamps typical examples of the first converted into ohmmeter measurement principle and calibration methods.

Keywords: bridge method for measuring the internal resistance ohm meter conversion

一 实验仪器

磁电式微安表头、标准电流表、标准电压表、滑线变阻器、电阻箱、电池、开关（单刀单掷和双掷）和导线电流计（不带灵敏度控制装置）；电阻箱（总电阻至少达10000Ω）；电阻箱式电桥；勒克朗谢电池。

二 电桥法内阻的测量

1．实验步骤
　 按图30／4（b）所示连接电路，其中L是干电池，R是电阻箱，G是待测内阻的电流计，   可以用一只放大镜来更细致地观察电流计的偏转。
  从比例臂（R1和R2）中拔出10Ω的插塞，调整R使得当K2合上时电流计的偏转约为满刻度的一半。当R3＝0和R3＝∞时电流计往相反方向偏转，就说明电路连接无误。
   当K1也合上时，找出电流计无任何方向的偏转时的R3之值，由此即可得出检流计的内阻。
   有时采用R1：R2＝10：1的比率，这取决于所用仪器的精度。

数据记录与处理
记录测量电流计内阻时的比例臂的比率和R3的值，并计算出电流计的内阻。
   注释：本方法可以用于测量任何安培计和伏特计的内阻。对于微安表，应当使R大到足以使电流降低到适当时值。

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2.实验原理：
在图30／4（a）所示网络中，一般而言，合上K2时G总会有偏转，若再合上K1，由于有电流沿BC通过，G的偏转将有变化。如果R1，R2和R3使BC两点的电位相等，则合上或断开K时，BC上都没有电流通过，电流计G的偏转无变化。这时有
        R1／R2＝R3／rg
       其中，rg是电流计的内阻。
   这样，当R1，R2和R3已知时，可以算出rg。

3.实验注意：

1电流表的满偏电压很小，一般都小于0.2V。而一节干电池的电动势有1.5V。所以不能直接用一节电池作为电源，而必须用分压电路，以降低其电压，而且最好用两极分压。
2．  电流表本身是电感性的元件。其电流不能突变。所以必须先接通电源使电流表处于通电状态，最后接通检流计。如果电桥平衡则检流计不动。这样便可读出电流表的内

三 欧姆表的改装

将微安表与可变电阻R0（阻值大）、Rm（阻值小），以及电池、开关等组成如图3-4-3所示电路，就将微安表组装成了一只欧姆表。图中Ig 、Rg是微安表的量程和内阻，E、r为电池的电动势和内阻。a和b是欧姆表两表笔的接线柱。

设a、b间由表笔接入待测电阻Rx后，通过Rx的电流为Ix，流经微安表头的电流为I，根据欧姆定律有

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file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-13614.png                             （3-4-7）

所以file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-22067.png     （3-4-8）

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可以看出，当Rm，R0，Rg和E一定时，I～Rx之间有一一对应关系。因此，只要在微安表电流刻度上侧标上相应的电阻刻度，就可以用来测量电阻了。根据这种关系绘制的欧姆表刻度如图3-4-4所示。由3-4-8式可以看出，欧姆表有如下特点： 

（1） 当Rx=0（相当于外电路短路）时,适当调节R0（零欧调节电阻)可使微安表指针偏转到满刻度，此时 

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当Rx=∞（相当于外电路断路)时，I=0，微安表不偏转。

可见,在欧姆表刻度尺上，指针偏转最大时示值为0；指针偏转减小，示值反而变大；当指针偏转为0时，对应示值为∞。欧姆表刻度值的大小顺序跟一般电表正好相反。

（2）当file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-5698.png 

即当待测电阻等于欧姆表内阻时，微安表半偏转，指针正对着刻度尺中央。此时欧姆表的示值习惯上称为中值电阻，亦即R中=Rm。

当      file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-31947.png

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 … …

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时，欧姆表的刻度是不均匀的，指针偏转越小处刻度越密。上述分析还说明为什么欧姆表测量前必须先将ab两端短路、调节R0使指针偏到满刻度（对准0Ω）。

另外，由于欧姆表半偏转时测量误差最小。因此，尽管欧姆表表盘刻度范围从0Ω到∞Ω，但通常只取中间一段(l/5R中～5R中)作为有效测量范围。若待测电阻阻值超出这个范围，可将Rm扩大10倍、100倍…，从而使R中也扩大同样倍数。如图3-4-4所示，只要在欧姆表面板上相应标上Rx×10、Rx×100、…等字样，就可以方便地测量出各档电阻的阻值。测量时选用Rx×10档？还是Rx×100档？…，应由Rx的估计值决定，原则上应尽量使欧姆表指针接近半偏转（Rx接近R中）为好。

上述欧姆表在理论上能够测量电阻，但实用上有问题。因为电池用久了电压会降低，若a，b间短路，将R0调小才能使电表满量程，这样中值电阻发生了变化，读数就不准确。因此实用的欧姆表中加进了分流式调零电路。

参考文献

《大学物理实验》    姚安居 编

《工科物理实验教程》  吴乃爵 编