電工儀表的使用與測量誤差

1、電工儀表的使用與測量誤差（1） 實驗?zāi)康?了解電壓表、電流表、萬用表的使用； 了解恒壓源與恒流源的原理與使用； 掌握電壓表、電流表內(nèi)電阻的測量方法； 掌握電工儀表測量誤差的計算方法。（2） 實驗方法 測量誤差 通常，用電壓表和電流表測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。見圖2-3所示。當測量電壓時，電壓表并接在電路兩端，電壓表中有一定的電流通過，從而產(chǎn)生一定的誤差，為了減小誤差，要求電壓表的內(nèi)阻RV越大越好電流表串聯(lián)在電路中，由于電流表有一定的內(nèi)阻RA，因此，電流表分得一定的電壓，從而造成一定的誤差，為了減小誤差，要求電流表的內(nèi)阻越小越好。由于電壓表、

2、電流表內(nèi)阻的存在而造成的測量誤差，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)。 測量方法a 用分流法測量電流表的內(nèi)阻 RA為直流電流表的內(nèi)阻，滿量限電流為Im。測試電路如圖2-1所示。首先斷開開關(guān)，調(diào)節(jié)電流源的輸出電流S使電流表指針滿偏轉(zhuǎn),即I=IA=Im合上開關(guān)，并保持IS值不變,調(diào)節(jié)電阻使電流表的指針指在1/2滿偏轉(zhuǎn)位置，即 (2-1)此時求得：（2-2）b 用分壓法測量電壓表的內(nèi)阻 RV為被測電壓表的內(nèi)阻，滿量限電壓為Um，電路如圖2-2所示。將開關(guān)閉合，調(diào)節(jié)直流穩(wěn)壓源的輸出電壓，使電壓表的指針滿偏轉(zhuǎn)，其值為 U1,斷開開關(guān)，調(diào)節(jié)電阻使電壓表的值減半。即圖2-1

3、 測量電流表內(nèi)阻電路 圖2-2 測量電壓表內(nèi)阻電路 圖2-3 方法誤差測量電路RV=R+R1電壓表的靈敏度為： 方法誤差的計算 方法誤差是由測量方法所導致，而由儀表內(nèi)阻產(chǎn)生的測量誤差，儀表本身構(gòu)造上引起的誤差稱為儀表基本誤差。方法誤差測量電路如圖2-3所示。R2上的電壓為：,若，則 （2-3）現(xiàn)用內(nèi)阻為的電壓表來測量值，當與并聯(lián)后，用代替,則得： （2-4）絕對誤差為： （2-5） 化簡后得： （2-6） 若，則得 相對誤差 (3) 實驗儀器 萬用表； 恒壓源； 恒流源； 電阻箱、固定電阻、電位器。 (4) 實驗內(nèi)容 根據(jù)分流法原理測定直流電流表1mA和10mA檔量限的內(nèi)阻，電路如圖2-1 表

4、2-1 電流表內(nèi)阻測量實驗數(shù)據(jù)被測表量限(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()R1()計算內(nèi)阻RA()1mA10mA所示。其中R為可變電阻約幾歐，R1為10K4電阻。實驗結(jié)果填入表2-1。 根據(jù)分壓法原理，按圖2-2接線測量萬用表直流電壓25V和100V檔量限的內(nèi)阻。其中R為可變電阻，R1為10k8電阻。實驗結(jié)果填入表2-2。表2-2 電壓表內(nèi)阻測量實驗數(shù)據(jù)被測表量限(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()R1()計算RV()S25V100V 用萬用表直流電壓25

5、V檔量限測量圖2-3電路中R2上的電壓U2值。并計算絕對誤差和相對誤差，其中R120k，R210k。實驗結(jié)果填入表2-3。表2-3 電表內(nèi)阻產(chǎn)生的測量誤差實驗數(shù)據(jù)電源電壓UR1R2RV計算值U2實測值U2絕對誤差DU=U2-U2相對誤差DU/U2´100%20V20k10k（5） 實驗要點 實驗臺上的恒壓源、恒流源均可通過粗調(diào)（分段調(diào)）波動開關(guān)和細調(diào)（連續(xù)調(diào)）旋鈕調(diào)節(jié)其輸出量，并由該組件上數(shù)字電壓表、數(shù)字毫安表顯示其輸出量的大小。 電壓源輸出不允許短路，電流源輸出不允許開路。 電壓表并聯(lián)測量，電流表串聯(lián)測量（見圖2-1和2-2），并且要注意極性與量限的合理選擇。（6） 預(yù)習與解答 用量限為1A的電流表測實際值為0.8A電流時，儀表讀數(shù)為0.81A，求測量的絕對誤差和相對誤差。 根據(jù)實驗內(nèi)容1和2，若已求出10mA檔和100V檔內(nèi)阻，可否直接計算出1mA檔和25V檔的內(nèi)阻？題圖2-1 伏安法測量電阻電路 如題圖2-1(a),(b)所示為伏安法測量電阻的兩種電路，被測電阻的實際值為RX，電壓表的內(nèi)阻為RV，電流表的內(nèi)阻為RA