實(shí)驗(yàn)一基本電工儀表的使用與測(cè)量誤差的計(jì)算

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1、電工電子實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)理工組：張延鵬9實(shí)驗(yàn)一基本電工儀表的使用與測(cè)量誤差的計(jì)算一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．熟悉實(shí)驗(yàn)臺(tái)上儀表的使用和布局；2．熟悉恒壓源與恒流源的使用和布局；3．掌握電壓表、電流表內(nèi)電阻的測(cè)量方法；4．掌握電工儀表測(cè)量誤差的計(jì)算方法。二、實(shí)驗(yàn)原理通常，用電壓表和電流表測(cè)量電路中的電壓和電流，而電壓表和電流表都具有一定的內(nèi)阻，分別用RV和RA表示。如圖1-1所示，測(cè)量電阻R2兩端電壓U2時(shí)，電壓表與R2并聯(lián)，只有電壓表內(nèi)阻RV無窮大，才不會(huì)改變電路原來的狀態(tài)。如果測(cè)量電路的電流I，電流表串入電路，要想不改變電路原來的狀態(tài)，電流表的內(nèi)阻RA必須等于零。但實(shí)際使用的電壓表和電流表一般都不能滿足上

2、述要求，即它們的內(nèi)阻不可能為無窮大或者為零，因此，當(dāng)儀表接入電路時(shí)都會(huì)使原來的狀態(tài)發(fā)生變化，使被測(cè)的讀數(shù)值與電路原來的實(shí)際值之間產(chǎn)生誤差，這種由于儀表內(nèi)阻引入的測(cè)量誤差，稱之為方法誤差。顯然，方法誤差值的大小與儀表本身內(nèi)阻值的大小密切相關(guān)，我們總是希望電壓表的內(nèi)阻越接近無窮大越好，而電流表的內(nèi)阻越接近零越好。可見，儀表的內(nèi)阻是一個(gè)十分關(guān)鍵的參數(shù)。通常用以下方法測(cè)量?jī)x表的內(nèi)阻。1.用“分流法”測(cè)量電流表的內(nèi)阻設(shè)被測(cè)電流表的內(nèi)阻為RA，滿量程電流為Im，測(cè)試電路如圖1-2所示，首先斷開開關(guān)S，調(diào)節(jié)恒流源的輸出電流I，使電流表指針達(dá)到滿偏轉(zhuǎn)，即I=IA=Im。然后和上開關(guān)S，并保持I值不變，

3、調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值，使電流表的指針在1/2滿量程位置，即IA=IS=Im/2則電流表的內(nèi)阻RA=R。2.用“分壓法”測(cè)量電壓表的內(nèi)阻設(shè)被測(cè)電壓表的內(nèi)阻為RV，滿量程電壓為Um，測(cè)試電路如圖1-3所示，首先閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)恒壓源的輸出電壓U，使電壓表指針達(dá)到滿偏轉(zhuǎn)，即U=UV=Um。然后斷開開關(guān)S，并保持U值不變，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值，使電壓表的指針在1/2滿量程位置，即UV=Um=Um/29則電壓表的內(nèi)阻RV=R。圖1-1電路中，由于電壓表的內(nèi)阻RV不為無窮大，在測(cè)量電壓時(shí)引入的方法誤差計(jì)算如下：R2上的電壓為：，若R1=R2，則U2=U/2現(xiàn)用一內(nèi)阻RV的電壓表來測(cè)U2值，當(dāng)RV與R2

4、并聯(lián)后，,以此來代替上式的R2，則得絕對(duì)誤差為若R1=R2=RV，則得△U=U/6相對(duì)誤差本試驗(yàn)使用的電壓表和電流表采用表頭（1mA、160Ω）及其制作的電壓表（1V、10V）和電流表（1mA、10mA）。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1．直流數(shù)字電壓表、直流數(shù)字電流表（EEL-06組件或EEL系列主控制屏）2．恒壓源（EEL-Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均含在主控制屏上，根據(jù)用戶的要求，可能有兩種配置：（1）+6V(+5V),+12V,0-30V可調(diào)或（2）雙路0-30V可調(diào)。）3．恒流源（0-500mA可調(diào)）4．EEL-23組件（含電阻箱、固定電阻、電位器）或EEL-51組件5．EEL-30組件（含磁電式表頭1m

5、A、160Ω，倍壓電阻和分流電阻，電位器）四、?實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1．據(jù)“分流法”原理測(cè)定直流電流表1mA和10mA量程的內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)電路如圖1-2所示，其中R為電阻箱，用×100Ω、×10Ω、×1Ω三組串聯(lián)，電流表用表頭和電位器RP2串聯(lián)組成，10mA電流表由1mA于分流電阻并聯(lián)而成，兩個(gè)電流表都需要與直流數(shù)字電流表串聯(lián)（采用20mA9量程檔），由可調(diào)恒流源供電，調(diào)節(jié)電位器RP2校準(zhǔn)滿量程。實(shí)驗(yàn)電路中的電源用可調(diào)恒流源，測(cè)試內(nèi)容見表1-1，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記入表中。表2-1電流表內(nèi)阻測(cè)量數(shù)據(jù)被測(cè)表量程（mA）S斷開，調(diào)節(jié)恒流源使I=IA=Im（mA）S閉合，調(diào)節(jié)電阻R,使IR=IA=Im/2（mA）R

6、(Ω)計(jì)算內(nèi)阻RA(Ω)1????10????2.根據(jù)“分壓法”原理測(cè)定直流電壓表1V和10V量程的內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)電路如圖1-3所示，其中R為電阻箱，用×1000Ω、×100Ω、×10Ω、×1Ω四組串聯(lián)，1V、10V電壓表分別用表頭、電位器RP1和倍壓電阻串聯(lián)組成，兩個(gè)電壓表都需要與直流數(shù)字電壓表并聯(lián)，由可調(diào)恒壓源供電，調(diào)節(jié)電位器RP1校準(zhǔn)滿量程。實(shí)驗(yàn)電路中的電源用可調(diào)恒壓源，測(cè)試內(nèi)容見表1-2，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記入表中。表1-2電壓表內(nèi)阻測(cè)量數(shù)據(jù)被測(cè)表量程（V）S閉合，調(diào)節(jié)恒壓源使U=UV=Um（V）S斷開，調(diào)節(jié)電阻R,使UR=UV=Um/2（V）R(Ω)計(jì)算內(nèi)阻RV(Ω)1103．方法誤差的

7、測(cè)量和計(jì)算實(shí)驗(yàn)電路如圖1-1所示，其中R1=300Ω,R2=200Ω，電源電壓U=10V（可調(diào)恒壓源），用直流電壓表10V檔量程測(cè)量R2上的電壓U2之值，并計(jì)算測(cè)量的絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差，試驗(yàn)和計(jì)算數(shù)據(jù)記入表1-3中。表1-3方法誤差的測(cè)量與計(jì)算RV計(jì)算值U2實(shí)測(cè)值U2′絕對(duì)誤差△U＝U2－U2′相對(duì)誤差五、?實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1．臺(tái)上的恒壓源、恒流源均可通過粗調(diào)（分段調(diào)）波動(dòng)開關(guān)和細(xì)調(diào)（連續(xù)調(diào)）旋鈕調(diào)節(jié)其輸出量，并由該組件上的數(shù)字電壓表、數(shù)字毫安表顯