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1、實驗一基本電工儀表使用及測量誤差分析一、實驗目的1.掌握電壓表、電流表等使用方法。2.會測定電壓表、電流表準確度。3.學會減少電表對測量結果的影響及測量誤差的計祘。二、實驗原理用電工測量儀表測量一個電量時，儀表的指示值Ax與被測量的實際值Ao之間，不可避免地存在一定的誤差，它可用兩種形式表示：絕對誤差：△＝Ax－Ao相對誤差：＝×100%用儀表測量會影響測量誤差的因素很多（可參閱“附錄一”或相關書籍），下面僅討論其中的兩個主要因素及處理方法。1．儀表準確度對測量誤差的影響：儀表準確度關系到測量誤差的大小。目前，我國直讀式電
2、工測量儀表準確度分為0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5和5.0七個等級。這些數字表示儀表在正常工作條件下進行測量時產生的最大相對誤差的百分數。儀表準確度等級通常標在儀表面板上。儀表使用過程中應定期進行校驗，最簡單的校驗方法是比較法。按儀表校驗規(guī)定，必須選取比被校表的準確度等級至少高2級的儀表作為標準表，校驗可用圖1－1所示電路。圖1－1比較法校驗電路在儀表的整個刻度范圍內，逐點比較被校表與標準表的差值△，根據△最大值的絕對值與被校表量程Am之比的百分數，可以確定被校表的準確度等級。如測得結果，則被校表的準確度等
3、級為2.5級。例：有一準確度為2.5級的電壓表，其量程為100V，在正常工作條件下，可產生的最大絕對誤差（即：由于儀表本身結構的不精確所產生的基本誤差）為：＝2.5％×100＝±2.5（V）對于量程相同的儀表，越小，所產生的就越小。另外，用上述電壓表分別測量實際值U為5V和100V的電壓時，測量結果的相對誤差分別為：可見，在選用儀表量程時，被測量程值愈接近儀表滿量程值，相對測量誤差越小。2．表內阻對測量誤差的影響：實際電路測量中，需將電壓表與被測電壓的支路并聯，電流表與被測電流的支路串聯。而電壓表的內阻不可能為無窮大，電流
4、表的內阻可能為零。所以當儀表接入被測電路時，會改變被測電路的工作狀態(tài)，使測得的結果與被測電路的實際值產生誤差。如測量未知電阻RX，可采用圖1－2中的兩種接法。圖1－2用伏安法測電阻的兩種方法圖1－2中，RV為電壓表內阻，RA為電流表內阻。根據電路基本定律，從圖1－2（a）可得(1－1)從圖1－2（b）可得（1－2）從式(1－1)或（1－2）可看出，電表內阻RA、RV對測量結果有影響。如果我們能測得電壓表、電流表的內阻，被測電阻RX就可通過式（1－1）或式（1－2）得到修正。另外，根據誤差理論，間接測量RX的相對誤差，可用下
5、列公式求得：對應式（1－1）的公式為(1－3)對應式（1－2）的公式為(1－4)式(1-3)和(1-4)式中、分別為電壓表、電流表讀數的相對誤差，、分別為電壓表內阻RV、電流表內阻RA測量值的相對誤差。三、實驗內容1.用實驗臺上數字式直流電壓表校驗一個MF型萬用表5V檔的準確度等級；用實驗臺上數字式直流毫安表校驗另一個MF型萬用表50mA檔的準確度等級。校驗方法：例如用圖1－1電路（a）校驗電壓表調節(jié)恒壓源輸出電壓US，使被校表指針依次指在標尺的大刻度值上，如圖1－3所示的a、b、c、d、e、f位，分別記下被校表標準表相應
6、的讀數UX、UO（參數表1－1），則UX、UO分別為測量值和真值，則在每一大刻度值上的絕對誤差為△U=UX－UO，根據值確定被校表等級。表1－1校驗電壓表的準確度等級MF型萬用表5V檔UX(V)0.001.002.003.004.005.00實驗臺數字式電壓表UO(V)絕對誤差△U(V)準確度等級：表1－2校驗電流表的準確度等級MF型萬用表50mA檔IX(mA)0.010.020.030.040.050.0實驗臺數字式電壓表IO(mA)絕對誤差△I(mA)準確度等級：2．用被校驗5V、50mAMF型電表，按圖1－2兩種接法
7、測標稱值為100的電阻值。用數字萬用表電阻檔測量被測電阻，將該測量值視為被測電阻的真值。表1－3內接法、外接法測電阻測量電路圖1－2（a）圖1－2（b）U(V)I(mA)RX＝(kΩ)3．數字式萬用表分別測出MF型5V電壓檔、50mA電流檔的內阻RV、RA。（△RV、△RA的計祘方法見萬用表使用說明書）四、主要儀器1．直流恒壓源2．數字式直流電壓表、毫安表3．MF型萬用表2只4．數字式萬用表1只5．被測電阻（用三相交流負載箱上100Ω可調電阻的最大值）五、實驗注意事項1．實驗臺上的恒壓源、恒流源均可通過粗調（分段調）波動
8、開關和細調（連續(xù)調）旋鈕調節(jié)其輸出量，并由該組件上數字電壓表、數字毫安表顯示其輸出量的大小。在啟動這二個電源時，先應使其輸出電壓調節(jié)或電流調節(jié)旋鈕置零位，待實驗時慢慢增大。2.恒壓源輸出不允許短路，恒流源輸出不允許開路。3.電壓表并聯測量，電流表串入測量，并且要注意極性與量程的合理選擇。六、思考1．
