實驗二 減小儀表測量誤差的方法煙臺大學(xué)

1、v 1. 進(jìn)一步了解電壓表、 電流表的內(nèi)阻在測量過程中產(chǎn)生的誤差及其分析方法。v 2. 掌握減小因儀表內(nèi)阻所引起的測量誤差的方法。v減小因儀表內(nèi)阻而產(chǎn)生的測量誤差的方法有以下兩種：v1. 不同量限兩次測量計算法 當(dāng)電壓表的靈敏度不夠高或電流表的內(nèi)阻太大時，可利用多量限儀表對同一被測量用不同量限進(jìn)行兩次測量，用所得讀數(shù)經(jīng)計算后可得到較準(zhǔn)確的結(jié)果。v如圖2-1所示電路，欲測量具有較大 內(nèi)阻R0的電動勢US的開路電壓Uo時，如 果所用電壓表的內(nèi)阻Rv與R0相差不大時， 將會產(chǎn)生很大的測量誤差。 VURU00S 圖 2-1 設(shè)電壓表有兩檔量限，U1、U2分別為在這兩個不同量限下測得的電壓值，令Rv1和

2、Rv2分別為這兩個相應(yīng)量限的內(nèi)阻，則由圖2-1可得出UlUS Rv1 R0Rv1 U2US Rv2 R0Rv2 v由以上兩式可解得US和R0。其中US（即Uo）為：v由此式可知，當(dāng)電源內(nèi)阻R0與電壓表的內(nèi)阻Rv相差不大時， 通過上述的兩次測量結(jié)果，即可計算出開路電壓Uo的大小，且其準(zhǔn)確度要比單次測量好得多。 US U1U2(Rv2Rv1)U1Rv2U2Rv1 對于電流表，當(dāng)其內(nèi)阻較大時，也可用類似的方法測得較準(zhǔn)確的結(jié)果。如圖2-2所示電路，不接入電流表時的電流為 接入內(nèi)阻為RA的電流表A時，電路中的電流變?yōu)?I , USRI USRRAvRARIUS 圖 2-2v如果RAR，則II/2，出現(xiàn)很

3、大的誤差。 如果用有不同內(nèi)阻RA1、RA2的兩檔量限的電流表作兩次測量并經(jīng)簡單的計算就可得到較準(zhǔn)確的電流值。 按圖2-2電路，兩次測量得 由以上兩式可解得US和R，進(jìn)而可得： I1 US RRA1 I2 USRRA2IUS I1I2(RA1RA2)R I1RA1I2RA2v2. 同一量限兩次測量計算法 如果電壓表（或電流表）只有一檔量限，且電壓表的內(nèi)阻較?。ɑ螂娏鞅淼膬?nèi)阻較大）時，可用同一量限兩次測量法減小測量誤差。其中，第一次測量與一般的測量并無兩樣。第二次測量時必須在電路中串入一個已知阻值的附加電阻。 (1) 電壓測量測量如圖2-3所示電路的開路電壓Uo。 設(shè)電壓表的內(nèi)阻為Rv。第一次測量

4、，電壓表的讀數(shù)為U1。第二次測量時應(yīng)與電壓表串接一個已知阻值的電阻器R，電壓表讀 數(shù)為U2。 由圖可知Ul U2 RvUS RvUSRoRv RoRRv由以上兩式可解得US和Ro，其中US（即Uo）為：(2) 電流測量測量如圖2-4所示電路的電流I設(shè)電流表的內(nèi)阻為RA。第一次測量電流表的讀數(shù)為I1。第二次測量時應(yīng)與電流表串接一個已知阻值的電阻器R，電流表 讀數(shù)為I2。由圖可知 由以上兩式可解得US和R0，從而可得：USUo RU1U2Rv(U1U2)Il I2US USRoRA RoRARI US I1I2RRo I2(RAR)I1RAv由以上分析可知，當(dāng)所用儀表的內(nèi)阻與被測線路的電阻相差不大

5、時，采用多量限儀表不同量限兩次測量法或單量限儀表兩次測量法，通過計算就可得到比單次測量準(zhǔn)確得多的結(jié)果。v1 直流穩(wěn)壓電源030V1v2指針式萬用表MF-47或其他1自備v3直流數(shù)字毫安表0200mA1v4可調(diào)電阻箱09999.91DGJ-05v5電阻器按需選擇DGJ-05v1. 雙量限電壓表兩次測量法v按圖2-3電路，實驗中利用實驗臺上或DG04掛箱的一路直流穩(wěn)壓電源，取US2.5V，Ro選用50K(取自電阻箱)。用指針式萬用表的直流電壓2.5V和10V兩檔量限進(jìn)行兩次測量，最后算出開路電壓Uo之值。v2. 單量限電壓表兩次測量法v實驗線路同上。先用上述萬用表直流電壓2.5V量限檔直接測量，得U1。然后串接R10K的附加電阻器再一次測量，得U2。計算開路電壓Uo之值。v3. 雙量限電流表兩次測量法v按圖2-2線路進(jìn)行實驗，US0.3V，R300(取自電阻箱)，用萬用表0.5mA和5mA兩檔電流量限進(jìn)行兩次測量，計算出電路的電流值I。v1. 同實驗一v2. 采用不同量限兩次測量法時，應(yīng)選用相鄰的兩個量限，且被測值應(yīng)接近于低量限的滿偏值。否則，當(dāng)用高量限測量較低的被測值時，測量誤差會較大。v3. 實驗中所用的MF-47型萬用表屬于較精確的儀表。在大多數(shù)情況下，直接測量誤差不會太大。只