------------------------------------高中物理仪表换算------------------------------------第1页------------------------------------仪表的各种换算：“电流表换算成电压表”是高中物理的重要组成部分。本课程要求达到以下目标：学会电流表换算成电压表的基本方法，即加深对电压“串联”的认识，掌握一种测量仪表内阻的方法——半偏法，能校准仪表电路。近年来，在一些正式的考试试卷中，仪表的设计中有一些扩展和形式，如：“电流表换算成电流表”、“电表换算成电流表”、“电表换算成电压表”。本文就这些情况进行归纳总结，希望这篇总结对广大考生有所帮助。1、电流表换算成电压表的方案是在电流表G上串联一个定值大电阻R0，就可以起到电压表的作用。设电压如图所示，改进后的压电表量程图为电压Um=（rg+R0）Ig。将改进后的压电表与校准表串联，用分流电压标准电压即可校准所有刻度。例1（2003杭州科研论文）将压电表由电流表改为电压调节表，串联电阻R0，如图所示。
若使用过程中发现仪表读数略小于准确度，应采取下列哪项措施来提高总电压读数？ A.在R0上串联一个比R0小得多的电阻 C.在R0上并联一个比R0小得多的电阻 B.在R0上串联一个比R0大得多的电阻 D.在R0上并联一个比R0大得多的电阻 分析与解答：读数较小的原因是改造后的仪表内阻电压太大，此时可将R0取小一些，这样从表头G上取下的电压较大，上指针较大改装电表高中物理，改造后的仪表电压指针相应电压值较大。在没有R0的情况下，在两端并联一个可变的大电阻也能达到同样的效果，所以本题答案为D。 2.流量计改装成流量计。改装方案是在流量计G上并联一个小的固定电阻R0，它的分流器就能起到大流量计的作用。如图所示，改造后的流量计的量程图为Im=Ig+Igrg/R0=（rg+R0）Ig/R0。校准电路将改造后的流量计与标准流量计串联，利用分流器即可校准所有量程。压电耦合器-------------------------------------第3页.------------------------------------例2（2004天津科学论文）有一只59C2型小型电流表（电表），偏置电流头满充电50µA，内阻约为800-850Ω。
将其改装成1mA、10mA双量程电流表。可供用的设备有：电阻选择器R1，最大阻值20Ω；电阻选择器R2，最大阻值100kΩ；电阻箱R1，最大阻值9999Ω；恒定电阻R0，阻值1kΩ；电源E1，电动势1.5V；电源E2，电动势3.0V；电源E3，电动势4.5V；（各源内阻不同）；标准电流表A，满偏置电流1.5mA；单刀开关S1和S2，单刀开关S3；电阻器及导线若干根。导线（1）采用图1所示电路表内阻，以提高测头测量精度。选定的电阻选择器为————；选定的源为————。（2）将G改装成双量程电流表。有两种备选电路如图2、图3所示，图2为合理电路，另一电路不合理，原因如下：（3）将改造后的电流表与标准电流表逐格比较（只检1mA量程），画出所用电路。比较器用被检电流表，用ˊ符号表示。图1 图2 图3 图4 分析与解答：（1）半偏压法要求主电路几乎无阻贝语网校，测电压时变成R>>Rˊ，源极电压越大越好，因此滑动电阻为电动势时，变压器应选取R2，源极应选取E3。
（2）图2为合理电路，若采用图3电路，当电路工作时改变量程，即S3由d变为c时，由于两个电阻Rd、Rc未并联到G，G中电流较大而损坏。 （3）电流表换算到1mA量程时，需并联电阻Rx=（Igrg/（Im-Ig）≈43Ω，换算后的电流表内阻为rA≈40Ω。因40Ω×1mA=（004V），所以可选用电压E1最小的源。当选用源E1=15V时，还必须串联一个电阻R0进行保护，才能安全工作。校准电路如图所示。 3、电压表换算成电流表 电压表换算方案------------------------------------第5页------------------------------------ 在电压表v上并联一个定值小电阻R0，其分流器即可起到电流表的作用。设电压表如图所示， = (1/Rv+R0)UV校准电路将改进后的电流表与标准电流表串联，通过连接支电路即可用电标准校准所有标尺。
压电固结例3（2004浙江科学论文）实验室有一块电压为mV、量程为150mV、内阻约150Ω的仪表，需将其折合成量程为10mA的电流表，并联校准。为此，实验室提供了如下设备：干电池测试电流表E（电动势为1.5V）、电阻箱R、滑动电阻R、电流表A（有1.5mA、15mA、150mA三个量程）和开关。（1）折合成仪表前必须知道仪表的内阻，利用电流表的电路图a可测出mV电压的内阻。在保证仪器不损坏、尽可能保证精度高的条件下，电路损耗仪所用的电流表A的量程应选定为————。若闭合K，调电阻后表头电压读数为150mV，电流表电流读数为1.05mA，则电压表内阻Rmv为————。（取三位显著数字）------------------------------------ 第6页 VU A .------------------------------------ （2）校准改造电流表时，以A为标准电流表，在图中画出改造电流表的校准电路（电阻作限流器），各元件应在标题中注上符号或字母。
中间电阻箱的数值标有图表值————（取三位显著数字），电流表的量程应为————。 图a� ...所需并联电阻R应为10mA=150mV/150Ω+150mV/R(10mA)，解得R=16.7Ω即电阻箱的阻值。由于改造后的量程为10mA，所以校准电流表的量程应为15mA。根据项目要求，校准路线如下：图4，电流表改装成电压表。电压转换方案------------------------------------第7页.------------------------------------在电压表V上串联一个大电阻R0，就能起到大表头的作用了。设压力电压如图所示，修改型电表的量程图为电压Um=Uv+UvR0/Rv=（R0+Rv）Uv/Rv校准电路：将修改型电表与标准电表并联，采用分流电压标准电压连接，即可校准所有量程。
压电固结例4（2004研究论文） 某压电测试电压VA，其内阻RA=1kΩ，测量变为1.0Ω。为用电阻箱扩大其测量范围，可将其改为3.0v的压电测试电压。修改后，用量程电压为3.0v的精密压电测试电压VB改装电表高中物理，对压电测试电压VC的所有量程进行校准。除需要两个压电测试电压VA、VB外，还需要如下设备：电源E（电动势约6V，内阻较小）；可变电阻器R（总电阻约10Ω）；电阻箱R0（1-9999Ω）；开关K；。（1）在实物中，用已校准的测试导线接上实验电路。 （2）电阻箱中R0的数值应为----------- （3）用上述表电压VB和经修改校准的表过电压Vc及a等量，测量电动势约为2V的电源的内阻r。写出简易测试步骤；并用所求得的数值表示内阻r=--------。
分析与解答： （1）将修正表电压Vc与标准表电压VB并联，并接滑动电阻隔开电路，如下图所示。 动态变压器图 （2）根据偏流电路欧姆定律30/1000可得R0=2000Ω。修正表电压Vc的内阻为Rc=1000+2000=3000Ω。 （3）ⅰ将电表电压Vc串联接入源相，下表测量接头电表电压读数为UcE=Uc+Ucr/Rc------①ⅱ将电表电压VB与Vc串联，待源相接通后，联测电量时两表头数字电压读数分别为UB、Uc'。E=UB+Uc'+Uc'r/Rc----②------------------------------------第9页