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电表的改装与校准

从表头扩程到多点校准，把误差曲线和调零范围一起看。

将毫安表头扩为电流表与电压表，利用上下行标准读数计算示值误差。再设计串联欧姆表的调零电阻，观察电池电压变化如何约束可用调节范围。

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图 1　设计表头扩程电阻 → 重算上下行校准量 → 检查电池调零范围

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从记录到计算

电流表和电压表各有十个校准点，每点保留上下行标准读数。扩程设计采用表头 $I_g=1\ \mathrm{mA}$、$R_g=30\ \Omega$；欧姆设计考察电池 1.3–1.6 V 和 470 Ω 电位器。

校准先计算标准上下行均值，再计算“改装示值减标准均值”。往返差单独描述上下行读数的差异。扩程与调零设计则使用明确的表头参数。

$$ R_s=\frac{R_g}{n-1},\qquad R_M=\frac{U_{\mathrm{FS}}}{I_g}-R_g,\qquad R_W=\frac E{I_g}-R_g-R_3. $$

表 1　关键计算结果

电压 1.25 V 行对应标准均值 1.3305 V，是误差曲线上最明显的偏离，阅读时可直接返回该行核对。欧姆调零模型比较 1000 Ω 与 1100 Ω 两个限流电阻方案。

把校准偏离定位到具体读数

图 2　十个校准点重算的电流表示值误差

图 3 十个校准点重算的电压表示值误差，包含 1.25 V 原记录行	图 4 中值电阻 1500 Ω、E=1.5 V 的理想欧姆刻度模型

前两幅的纵轴是示值误差，零线表示与标准均值一致。第三幅给出欧姆档的理想偏转关系；观察校准读数与设计模型各自回答的问题。

在 Notebook 中探索

HTML 阅读版 包含上述控件；Jupyter 与 Wolfram Notebook 沿报告章节展开公式、数据处理和模型计算。

建议按以下顺序阅读：

1. 先看上下行标准读数，区分示值误差和往返差。
2. 对照电压误差图中的明显偏离与 1.25 V 原记录行。
3. 切换限流电阻设计，检查整个 1.3–1.6 V 区间的调零可行性。

在本机打开

环境安装与字体设置见使用指南。在仓库根目录启动本实验：

.\.venv\Scripts\python.exe -m jupyterlab experiments/course-03/meter-calibration/notebooks/analysis.ipynb

安装 Paclet 后，通过包入口打开 Wolfram Notebook。将安装路径改为本机仓库所在位置：

PacletInstall["D:/general-physics-lab/notebook/paclets/MeterCalibrationLab/dist/MeterCalibrationLab-0.1.0.paclet"];
Needs["MeterCalibrationLab`"];
MeterCalibrationLab`OpenNotebook[]

数据与计算实现

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