電工儀表的使用與測(cè)量誤差

1、電工儀表的使用與測(cè)量誤差（1） 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解電壓表、電流表、萬(wàn)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(cè)量方法； 掌握電工儀表測(cè)量誤差的計(jì)算方法。（2） 實(shí)驗(yàn)方法 測(cè)量誤差 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。見圖2-3所示。當(dāng)測(cè)量電壓時(shí)，電壓表并接在電路兩端，電壓表中有一定的電流通過(guò)，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(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)。 測(cè)量方法a 用分流法測(cè)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(cè)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(shí)求得：（2-2）b 用分壓法測(cè)量電壓表的內(nèi)阻 RV為被測(cè)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(cè)量電流表內(nèi)阻電路 圖2-2 測(cè)量電壓表內(nèi)阻電路 圖2-3 方法誤差測(cè)量電路RV=R+R1電壓表的靈敏度為： 方法誤差的計(jì)算 方法誤差是由測(cè)量方法所導(dǎo)致，而由儀表內(nèi)阻產(chǎn)生的測(cè)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(cè)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(lái)測(cè)量值，當(dāng)與并聯(lián)后，用代替,則得： （2-4）絕對(duì)誤差為： （2-5） 化簡(jiǎn)后得： （2-6） 若，則得 相對(duì)誤差 (3) 實(shí)驗(yàn)儀器 萬(wàn)用表； 恒壓源； 恒流源； 電阻箱、固定電阻、電位器。 (4) 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 根據(jù)分流法原理測(cè)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(cè)量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)被測(cè)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(jì)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(shí)驗(yàn)結(jié)果填入表2-1。 根據(jù)分壓法原理，按圖2-2接線測(cè)量萬(wàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果填入表2-2。表2-2 電壓表內(nèi)阻測(cè)量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)被測(cè)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(jì)算RV()S25V100V 用萬(wàn)用表直流電壓25

5、V檔量限測(cè)量圖2-3電路中R2上的電壓U2值。并計(jì)算絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差，其中R120k，R210k。實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入表2-3。表2-3 電表內(nèi)阻產(chǎn)生的測(cè)量誤差實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)電源電壓UR1R2RV計(jì)算值U2實(shí)測(cè)值U2絕對(duì)誤差DU=U2-U2相對(duì)誤差DU/U2´100%20V20k10k（5） 實(shí)驗(yàn)要點(diǎn) 實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的恒壓源、恒流源均可通過(guò)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(cè)量，電流表串聯(lián)測(cè)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(xí)與解答 用量限為1A的電流表測(cè)實(shí)際值為0.8A電流時(shí)，儀表讀數(shù)為0.81A，求測(cè)量的絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1和2，若已求出10mA檔和100V檔內(nèi)阻，可否直接計(jì)算出1mA檔和25V檔的內(nèi)阻？題圖2-1 伏安法測(cè)量電阻電路 如題圖2-1(a),(b)所示為伏安法測(cè)量電阻的兩種電路，被測(cè)電阻的實(shí)際值為RX，電壓表的內(nèi)阻為RV，電流表的內(nèi)阻為RA