------------------------------------高中物理儀表換算------------------------------------第1頁------------------------------------儀表的各種換算：“電流表換算成電壓表”是高中物理的重要組成部分。本課程要求達到以下目標：學會電流表換算成電壓表的基本方法，即加深對電壓“串聯”的認識，掌握一種測量儀表內阻的方法——半偏法，能校準儀表電路。近年來，在一些正式的考試試卷中，儀表的設計中有一些擴展和形式，如：“電流表換算成電流表”、“電表換算成電流表”、“電表換算成電壓表”。本文就這些情況進行歸納總結，希望這篇總結對廣大考生有所幫助。1、電流表換算成電壓表的方案是在電流表G上串聯一個定值大電阻R0，就可以起到電壓表的作用。設電壓如圖所示，改進后的壓電表量程圖為電壓Um=（rg+R0）Ig。將改進后的壓電表與校準表串聯，用分流電壓標準電壓即可校準所有刻度。例1（2003杭州科研論文）將壓電表由電流表改為電壓調節表，串聯電阻R0，如圖所示。
若使用過程中發現儀表讀數略小于準確度，應采取下列哪項措施來提高總電壓讀數？ A.在R0上串聯一個比R0小得多的電阻 C.在R0上并聯一個比R0小得多的電阻 B.在R0上串聯一個比R0大得多的電阻 D.在R0上并聯一個比R0大得多的電阻 分析與解答：讀數較小的原因是改造后的儀表內阻電壓太大，此時可將R0取小一些，這樣從表頭G上取下的電壓較大，上指針較大改裝電表高中物理，改造后的儀表電壓指針相應電壓值較大。在沒有R0的情況下，在兩端并聯一個可變的大電阻也能達到同樣的效果，所以本題答案為D。 2.流量計改裝成流量計。改裝方案是在流量計G上并聯一個小的固定電阻R0，它的分流器就能起到大流量計的作用。如圖所示，改造后的流量計的量程圖為Im=Ig+Igrg/R0=（rg+R0）Ig/R0。校準電路將改造后的流量計與標準流量計串聯，利用分流器即可校準所有量程。壓電耦合器-------------------------------------第3頁.------------------------------------例2（2004天津科學論文）有一只59C2型小型電流表（電表），偏置電流頭滿充電50μA，內阻約為800-850Ω。
將其改裝成1mA、10mA雙量程電流表?？晒┯玫脑O備有：電阻選擇器R1，最大阻值20Ω；電阻選擇器R2，最大阻值100kΩ；電阻箱R1，最大阻值9999Ω；恒定電阻R0，阻值1kΩ；電源E1，電動勢1.5V；電源E2，電動勢3.0V；電源E3，電動勢4.5V；（各源內阻不同）；標準電流表A，滿偏置電流1.5mA；單刀開關S1和S2，單刀開關S3；電阻器及導線若干根。導線（1）采用圖1所示電路表內阻，以提高測頭測量精度。選定的電阻選擇器為————；選定的源為————。（2）將G改裝成雙量程電流表。有兩種備選電路如圖2、圖3所示，圖2為合理電路，另一電路不合理，原因如下：（3）將改造后的電流表與標準電流表逐格比較（只檢1mA量程），畫出所用電路。比較器用被檢電流表，用ˊ符號表示。圖1 圖2 圖3 圖4 分析與解答：（1）半偏壓法要求主電路幾乎無阻貝語網校，測電壓時變成R>>Rˊ，源極電壓越大越好，因此滑動電阻為電動勢時，變壓器應選取R2，源極應選取E3。
（2）圖2為合理電路，若采用圖3電路，當電路工作時改變量程，即S3由d變為c時，由于兩個電阻Rd、Rc未并聯到G，G中電流較大而損壞。 （3）電流表換算到1mA量程時，需并聯電阻Rx=（Igrg/（Im-Ig）≈43Ω，換算后的電流表內阻為rA≈40Ω。因40Ω×1mA=（004V），所以可選用電壓E1最小的源。當選用源E1=15V時，還必須串聯一個電阻R0進行保護，才能安全工作。校準電路如圖所示。 3、電壓表換算成電流表 電壓表換算方案------------------------------------第5頁------------------------------------ 在電壓表v上并聯一個定值小電阻R0，其分流器即可起到電流表的作用。設電壓表如圖所示， = (1/Rv+R0)UV校準電路將改進后的電流表與標準電流表串聯，通過連接支電路即可用電標準校準所有標尺。
壓電固結例3（2004浙江科學論文）實驗室有一塊電壓為mV、量程為150mV、內阻約150Ω的儀表，需將其折合成量程為10mA的電流表，并聯校準。為此，實驗室提供了如下設備：干電池測試電流表E（電動勢為1.5V）、電阻箱R、滑動電阻R、電流表A（有1.5mA、15mA、150mA三個量程）和開關。（1）折合成儀表前必須知道儀表的內阻，利用電流表的電路圖a可測出mV電壓的內阻。在保證儀器不損壞、盡可能保證精度高的條件下，電路損耗儀所用的電流表A的量程應選定為————。若閉合K，調電阻后表頭電壓讀數為150mV，電流表電流讀數為1.05mA，則電壓表內阻Rmv為————。（取三位顯著數字）------------------------------------ 第6頁 VU A .------------------------------------ （2）校準改造電流表時，以A為標準電流表，在圖中畫出改造電流表的校準電路（電阻作限流器），各元件應在標題中注上符號或字母。
中間電阻箱的數值標有圖表值————（取三位顯著數字），電流表的量程應為————。 圖a? ...所需并聯電阻R應為10mA=150mV/150Ω+150mV/R(10mA)，解得R=16.7Ω即電阻箱的阻值。由于改造后的量程為10mA，所以校準電流表的量程應為15mA。根據項目要求，校準路線如下：圖4，電流表改裝成電壓表。電壓轉換方案------------------------------------第7頁.------------------------------------在電壓表V上串聯一個大電阻R0，就能起到大表頭的作用了。設壓力電壓如圖所示，修改型電表的量程圖為電壓Um=Uv+UvR0/Rv=（R0+Rv）Uv/Rv校準電路：將修改型電表與標準電表并聯，采用分流電壓標準電壓連接，即可校準所有量程。
壓電固結例4（2004研究論文） 某壓電測試電壓VA，其內阻RA=1kΩ，測量變為1.0Ω。為用電阻箱擴大其測量范圍，可將其改為3.0v的壓電測試電壓。修改后，用量程電壓為3.0v的精密壓電測試電壓VB改裝電表高中物理，對壓電測試電壓VC的所有量程進行校準。除需要兩個壓電測試電壓VA、VB外，還需要如下設備：電源E（電動勢約6V，內阻較?。?；可變電阻器R（總電阻約10Ω）；電阻箱R0（1-9999Ω）；開關K；。（1）在實物中，用已校準的測試導線接上實驗電路。 （2）電阻箱中R0的數值應為----------- （3）用上述表電壓VB和經修改校準的表過電壓Vc及a等量，測量電動勢約為2V的電源的內阻r。寫出簡易測試步驟；并用所求得的數值表示內阻r=--------。
分析與解答： （1）將修正表電壓Vc與標準表電壓VB并聯，并接滑動電阻隔開電路，如下圖所示。 動態變壓器圖 （2）根據偏流電路歐姆定律30/1000可得R0=2000Ω。修正表電壓Vc的內阻為Rc=1000+2000=3000Ω。 （3）ⅰ將電表電壓Vc串聯接入源相，下表測量接頭電表電壓讀數為UcE=Uc+Ucr/Rc------①?、㈦姳黼妷篤B與Vc串聯，待源相接通后，聯測電量時兩表頭數字電壓讀數分別為UB、Uc'。E=UB+Uc'+Uc'r/Rc----②------------------------------------第9頁
