1、电工仪表的使用与测量误差.doc

电工仪表的使用与测量误差
(1) 实验目的
①了解电压表、电流表、万用表的使用;
②了解恒压源与恒流源的原理与使用;
③掌握电压表、电流表内电阻的测量方法;
④掌握电工仪表测量误差的计算方法。
(2) 实验方法
①测量误差通常,用电压表和电流表测量电路中的电压和电流,而电压表和电流表都具有一定的内阻,分别用RV和RA表示。见图2-3所示。当测量电压时,电压表并接在电路两端,电压表中有一定的电流通过,从而产生一定的误差,为了减小误差,要求电压表的内阻RV越大越好电流表串联在电路中,由于电流表有一定的内阻RA,因此,电流表分得一定的电压,从而造成一定的误差,为了减小误差,要求电流表的内阻越小越好。由于电压表、电流表内阻的存在而造成的测量误差,称之为方法误差。显然,方法误差值的大小与仪表本身内阻值的大小密切相关。
②测量方法
a 用‘分流法’测量电流表的内阻 RA为直流电流表的内阻,满量限电流为Im。测试电路如图2-1所示。首先断开开关S,调节电流源的输出电流S使电流表A指针满偏转,即I=IA=Im合上开关S,并保持IS值不变,调节电阻R使电流表A的指针指在1/2满偏转位置,即
(2-1)
此时求得:
(2-2)
b 用‘分压法’测量电压表的内阻 RV为被测电压表的内阻,满量限电压为Um,电路如图2-2所示。将开关S闭合,调节直流稳压源的输出电压,使电压表V的指针满偏转,其值为 U1,断开开关S,调节电阻R使电压表V的值减半。即
图2-1 测量电流表内阻电路图2-2 测量电压表内阻电路图2-3 方法误差测量电路

RV=R+R1
电压表的灵敏度为:

③方法误差的计算方法误差是由测量方法所导致,而由仪表内阻产生的测量误差,仪表本身构造上引起的误差称为仪表基本误差。方法误差测量电路如图2-3所示。
R2上的电压为:
,若,则(2-3)
现用内阻为的电压表来测量值,当与并联后,,用代替,则得:
(2-4)
绝对误差为:
(2-5)
化简后得:
(2-6)
若,则得

相对误差

(3) 实验仪器
①万用表;
②恒压源;
③恒流源;
④电阻箱、固定电阻、电位器。
(4) 实验内容
①根据‘分流法’原理测定直流电流表1mA和10mA档量限的内阻,电路如图2-1
表2-1 电流表内阻测量实验数据
被测表量限
(Ma)
S断开,调节恒流源,使I=IA=Im(mA)
S闭合,调节电阻R,
使IR=IA=Im/2(mA)
R
(Ω)
R1
(Ω)
计算内阻RA
(Ω)
1mA
10mA
所示。其中R为可变电阻约几欧,R1为10KΩ/4W电阻。实验结果填入表2-1。
②根据‘分压法’原理,按图2-2接线测量万用表直流电压25V和100V档量限的内阻。其中R为可变电阻,R1为10kΩ/8W电阻。实验结果填入表2-2。
表2-2 电压表内阻测量实验数据
被测表量限
(V)
S闭合,调节恒压源,使U=UV=Um(V)
S断开,调节电阻R,使UR=UV=Um/2(V)
R
(Ω)
R1
(Ω)
计算RV
(Ω)
S
25V
100V
③用万用表直流电压25V档量限测量图2-3电路