2022年2022年基本电工仪表的使用及测量误差的计算 .pdf

、实验目的1. 熟悉实验台上各类电源及各类测量仪表的布局和使用方法。2. 掌握指针式电压表、电流表内阻的测量方法。3. 熟悉电工仪表测量误差的计算方法。二、原理说明1. 为了准确地测量电路中实际的电压和电流，必须保证仪表接入电路后不会改变被测电路的工作状态。这就要求电压表的内阻为无穷大；电流表的内阻为零。而实际使用的指针式电工仪表都不能满足上述要求。因此，当测量仪表一旦接入电路，就会改变电路原有的工作状态，这就导致仪表的读数值与电路原有的实际值之间出现误差。这种测量误差值的大小与仪表本身内阻值的大小密切相关。只要测出仪表的内阻，即可计算出由其产生的测量误差。以下介绍几种测量指针式仪表内阻的方法。2. 用“分流法”测量电流表的内阻名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 8 页 - - - - - - - - - 如图 3-1-1 所示。为被测内阻（）的直流电流表。测量时先断开开关，调节电流源的输出电流使表指针满偏转。然后合上开关，并保持值不变，调节电阻箱的阻值，使电流表的指针指在满偏转位臵，此时有为固定电阻器之值，可由电阻箱的刻度盘上读得。3. 用分压法测量电压表内阻。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 8 页 - - - - - - - - - 如图 3-1-2 所示。为被测内阻 () 的电压表。测量时先将开关闭合，调节直流稳压电源的输出电压，使电压表的指针为满偏转。然后断开开关，调节使电压表的指针值减半。此时有：电压表的灵敏度为：。式中为电压表满偏时的电压值。4. 仪表内阻引入的测量误差 （通常称之为方法误差， 而仪表本身结构引入的误差称为仪表基本误差）的计算。（1） 以图 3-1-3 所示电路为例，上的电压为， 若，则现用一内阻为的电压表来测量值， 当与并联后，以此来替代上式中的，则得绝对误差为化简后得名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 8 页 - - - - - - - - - 若，则得相对误差由此可见，当电压表的内阻与被测电路的电阻相近时，测得值的误差是非常大的。（2）伏安法测量电阻的原理为：测出流过被测电阻的电流及其两端的电压降，则其阻值。图 3-1-4 （）、（）为伏安法测量电阻的两种电路。设所用电压表和电流表的内阻分别为，电源，假定的实际值为。现在来计算用此两电路测量结果的误差。电路（）：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 8 页 - - - - - - - - - 相对误差电路（）：相对误差由此例，既可看出仪表内阻对测量结果的影响，也可看出采用正确的测量电路也获得较满意的结果。三、实验设备表 3-1-1 序号名 称型号与规格数 量备 注1 可调直流稳压电源0-30v二路2 可调恒流源0-50mA1 3 指针式万用表1 自备4 可调电阻箱0-9999.9 1 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 8 页 - - - - - - - - - 5 电阻器按需选择四、实验内容1. 根据“分流法”原理测定指针式万用表（型或其他型号）直流电流和档量限的内阻。线路如图3-1-1 所示。可选用中的电阻箱（下同）。表 3-1-2 被测电流量限断开时的表读数闭合时的表读数计算内阻2. 根据“分压法”原理按图3-1-2 接线，测定指针式万用表直流电压和档量限的内阻。表 3-1-3 被测电压表量限闭合时表读数断开时表读数计算内阻名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 8 页 - - - - - - - - - 3. 用指针式万用表直流电压档量程测量图3-1-3 电路中的电压之值，并计算测量的绝对误差与相对误差。表 3-1-4 计算值实测值绝对误差相对误差五、实验注意事项1. 实验台上配有实验所需的恒流源，在开启电源开关前， 应将恒流源的输出粗调拨到档，输出细调旋钮应调至最小。按通电源后，再根据需要缓慢调节。2. 当恒流源输出端接有负载时， 如果需要将其粗调旋钮由低档位向高档位切换时，必须先将其细调旋钮调至最小。否则输出电流会突增，可能会损坏外接器件。3. 实验前应认真阅读直流稳压电源的使用说明书，以便在实验中能正确使用。4. 电压表应与被测电路并联使用，电流表应与被测电路串联使用，并且都要注意极性与量程的合理选择。5. 本实验仅测试指针式仪表的内阻。由于所选指针的型号不同，本实验中所列的电流、电压量程及选用的、等均会不同。实验时请按选定的表型自行确定。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 8 页 - - - - - - - - - 六、思考题1. 根据实验内容1 和 2，若已求出档和档的内阻，可否直接计算得出档和档的内阻？2. 用量程为的电流表测实际值为的电流时，实际读数为，求测量的绝对误差和相对误差。七、实验报告1. 列表记录实验数据，并计算各被测仪表的内阻值。2. 计算实验内容3 的绝对误差与相对误差。3. 对思考题的计算。4. 其他（包括实验心得、体会及意见等）。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 8 页 - - - - - - - - -