實(shí)驗(yàn)1(基本測(cè)量實(shí)驗(yàn))

1、實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1 1 基本測(cè)量實(shí)驗(yàn)基本測(cè)量實(shí)驗(yàn)浙江大學(xué)電工電子教學(xué)中心2015年年8月月實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解電源、測(cè)量?jī)x表以及數(shù)字萬(wàn)用表的使用方法；2、掌握測(cè)量電阻、電容、電壓和電流的方法；3、了解測(cè)量?jī)x表量程、分辨率、準(zhǔn)確度對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響；4 、初步介紹MULTISIM仿真軟件。5 、初步了解示波器、信號(hào)源。電阻電阻：端電壓與電流有確定函數(shù)關(guān)系，體現(xiàn)電能轉(zhuǎn)化為其它：端電壓與電流有確定函數(shù)關(guān)系，體現(xiàn)電能轉(zhuǎn)化為其它形式能量的二端器件，單位為歐姆形式能量的二端器件，單位為歐姆 。 伏安特性是用圖形曲線來(lái)表示電阻端部電壓和電流的伏安特性是用圖形曲線來(lái)表示電阻端部電壓和電流的關(guān)系，當(dāng)電壓電流成比例時(shí)（

2、特性為直線），稱(chēng)為關(guān)系，當(dāng)電壓電流成比例時(shí)（特性為直線），稱(chēng)為線性電線性電阻阻，否則稱(chēng)為，否則稱(chēng)為非線性電阻非線性電阻。RUIUI表示符號(hào)伏安特性U = f ( I )基本電路元件基本電路元件-電阻電阻電阻元件消耗的功率：電阻元件消耗的功率：U2RP=UI=I2R=金屬膜電阻金屬膜電阻排阻電阻排阻電阻大功率電阻大功率電阻水泥電阻水泥電阻基本電路元件基本電路元件常見(jiàn)電阻外形與特性電阻額定功率與最大容許電壓電流關(guān)系電阻額定功率與最大容許電壓電流關(guān)系基本電路元件基本電路元件-電阻器參數(shù)識(shí)別方法電阻器參數(shù)識(shí)別方法 直標(biāo)法直標(biāo)法 色標(biāo)法色標(biāo)法 四色環(huán)四色環(huán) 三條色環(huán)表示此電阻的標(biāo)稱(chēng)阻值，最后一條表示它的

3、偏差三條色環(huán)表示此電阻的標(biāo)稱(chēng)阻值，最后一條表示它的偏差 1）電容元件是體現(xiàn)電場(chǎng)能量的二端元件，用字母）電容元件是體現(xiàn)電場(chǎng)能量的二端元件，用字母 C 來(lái)表示，來(lái)表示， 其單位為法拉其單位為法拉 （F）。）。UcCciEQci2）電容上儲(chǔ)存的電荷）電容上儲(chǔ)存的電荷 與端電壓與端電壓 U 之間關(guān)系之間關(guān)系Cqcuq3）當(dāng)電壓和電流如圖方向時(shí)，有）當(dāng)電壓和電流如圖方向時(shí)，有 ccdqduicdtdt電容電壓與電流具有動(dòng)態(tài)關(guān)系電容電壓與電流具有動(dòng)態(tài)關(guān)系.基本電路元件基本電路元件-電容電容電解電容電解電容獨(dú)石電容獨(dú)石電容CBB安規(guī)電容安規(guī)電容 電力電容器電力電容器1）電感元件是體現(xiàn)磁場(chǎng)能量的二端元件，用字

4、母）電感元件是體現(xiàn)磁場(chǎng)能量的二端元件，用字母 L 來(lái)表示，來(lái)表示， 其單位為亨利其單位為亨利 （F）。）。2）電感交鏈的磁通鏈）電感交鏈的磁通鏈 與電流與電流 i 之間有之間有 = L i 3）當(dāng)電壓和電流如圖方向時(shí)，有）當(dāng)電壓和電流如圖方向時(shí)，有 LLddLdtdtuiULLiL i(A)(Wb)LiLU W磁鏈磁鏈基本電路元件基本電路元件-電感電感1）獨(dú)立電壓源）獨(dú)立電壓源 獨(dú)立電壓源兩端提供一個(gè)恒定或隨時(shí)間按一定規(guī)律變化的獨(dú)立電壓源兩端提供一個(gè)恒定或隨時(shí)間按一定規(guī)律變化的電壓，與流過(guò)電壓源的電流無(wú)關(guān)。電壓，與流過(guò)電壓源的電流無(wú)關(guān)。 實(shí)驗(yàn)時(shí)非零電壓源不能直接短路，兩個(gè)不等值的電壓源不能實(shí)驗(yàn)

5、時(shí)非零電壓源不能直接短路，兩個(gè)不等值的電壓源不能并聯(lián)。并聯(lián)。電壓源與電流源電壓源與電流源2）獨(dú)立電流源）獨(dú)立電流源 獨(dú)立電流源端部流出一個(gè)恒定或隨時(shí)間按一定規(guī)律變化的獨(dú)立電流源端部流出一個(gè)恒定或隨時(shí)間按一定規(guī)律變化的電流，與電流源端部電壓無(wú)關(guān)。電流，與電流源端部電壓無(wú)關(guān)。 非零電流源不能開(kāi)路非零電流源不能開(kāi)路 ，兩個(gè)不等值的電流源不能串聯(lián)。，兩個(gè)不等值的電流源不能串聯(lián)。理想電源與實(shí)際電源理想電源與實(shí)際電源實(shí)際電壓源實(shí)際電壓源UsuiUsR0ui實(shí)驗(yàn)時(shí)電壓源與電流源使用不能超出最大容許功率實(shí)驗(yàn)時(shí)電壓源與電流源使用不能超出最大容許功率:電壓源輸出電流小于額定電流電壓源輸出電流小于額定電流;電流源輸

6、出電壓小于額定電壓電流源輸出電壓小于額定電壓.測(cè)量?jī)x表測(cè)量?jī)x表(模擬表模擬表)磁電系直流電表磁電系直流電表電動(dòng)系交流電表電動(dòng)系交流電表儀表測(cè)量精度: 0.2級(jí),0.5級(jí),1.5級(jí)0.5級(jí)-測(cè)量誤差0.5%指示式儀表指示式儀表(板式表板式表)測(cè)量?jī)x表測(cè)量?jī)x表數(shù)字式儀表數(shù)字式儀表數(shù)字萬(wàn)用表數(shù)字萬(wàn)用表模擬萬(wàn)用表模擬萬(wàn)用表萬(wàn)用表萬(wàn)用表 數(shù)字電表是將被測(cè)對(duì)象離散化，數(shù)據(jù)處理后以數(shù)字電表是將被測(cè)對(duì)象離散化，數(shù)據(jù)處理后以數(shù)字形式顯示的儀表。數(shù)字形式顯示的儀表。 數(shù)字電表在原理、結(jié)構(gòu)、測(cè)量方法上完全不同數(shù)字電表在原理、結(jié)構(gòu)、測(cè)量方法上完全不同于模擬式儀表。于模擬式儀表。一、數(shù)字萬(wàn)用表基本特性一、數(shù)字萬(wàn)用表基本

7、特性 準(zhǔn)確度高準(zhǔn)確度高電壓可達(dá)電壓可達(dá)10-6數(shù)量級(jí)；數(shù)量級(jí)；輸入阻抗高輸入阻抗高能達(dá)到能達(dá)到100100兆歐；兆歐；測(cè)量范圍寬測(cè)量范圍寬靈敏度高靈敏度高DVMDVM的分辨率可達(dá)的分辨率可達(dá)0.010.01 V V；讀數(shù)清晰，直觀方便讀數(shù)清晰，直觀方便測(cè)量過(guò)程自動(dòng)化測(cè)量過(guò)程自動(dòng)化極性判斷；量限切換；自動(dòng)校極性判斷；量限切換；自動(dòng)校零零； 結(jié)構(gòu)復(fù)雜；結(jié)構(gòu)復(fù)雜； 成本高；成本高； 線路復(fù)雜；線路復(fù)雜； 專(zhuān)業(yè)維修專(zhuān)業(yè)維修；一、數(shù)字儀表的特點(diǎn)一、數(shù)字儀表的特點(diǎn) 各量程的測(cè)量范圍、誤差大小；各量程的測(cè)量范圍、誤差大?。?1) 測(cè)量范圍和量程測(cè)量范圍和量程 多量程的劃分與選擇多量程的劃分與選擇二、數(shù)字電壓

8、表的主要技術(shù)參數(shù)二、數(shù)字電壓表的主要技術(shù)參數(shù)(2) 分辨力分辨力 指指DVM能夠讀取的被測(cè)電壓的最小變化值，或顯示器能夠讀取的被測(cè)電壓的最小變化值，或顯示器末位跳一個(gè)字所需的輸入電壓值。末位跳一個(gè)字所需的輸入電壓值。二、數(shù)字電壓表的主要技術(shù)參數(shù)二、數(shù)字電壓表的主要技術(shù)參數(shù)(3) 輸入阻抗輸入阻抗 輸入阻抗指輸入阻抗指DVM在工作狀態(tài)下，從輸入端看進(jìn)去的輸入在工作狀態(tài)下，從輸入端看進(jìn)去的輸入電路的等效電阻。電路的等效電阻。 DVM在基本量程的輸入電阻可達(dá)在基本量程的輸入電阻可達(dá)10G ，對(duì)于非基本，對(duì)于非基本量程，由于使用了分壓器，一般為量程，由于使用了分壓器，一般為10M 。(5) 測(cè)量速度測(cè)

9、量速度 測(cè)量速度指在單位時(shí)間內(nèi)，儀表以規(guī)定的準(zhǔn)確度完成的測(cè)量速度指在單位時(shí)間內(nèi)，儀表以規(guī)定的準(zhǔn)確度完成的最大測(cè)量次數(shù)。它主要取決于最大測(cè)量次數(shù)。它主要取決于A/D轉(zhuǎn)換速度和運(yùn)放響應(yīng)時(shí)間。轉(zhuǎn)換速度和運(yùn)放響應(yīng)時(shí)間。二、數(shù)字電壓表的主要技術(shù)參數(shù)二、數(shù)字電壓表的主要技術(shù)參數(shù)(4) 顯示位數(shù)顯示位數(shù)DVM的顯示位數(shù)是以完整的顯示數(shù)字的多少來(lái)確定的。的顯示位數(shù)是以完整的顯示數(shù)字的多少來(lái)確定的。000019993 位位;12000099994位位三位半三位半1999顯示位數(shù)顯示位數(shù)(6) 準(zhǔn)確度誤差的表示準(zhǔn)確度誤差的表示三、數(shù)字表測(cè)量誤差計(jì)算方法三、數(shù)字表測(cè)量誤差計(jì)算方法x被測(cè)量的指示值被測(cè)量的指示值；%x

10、ax 幾個(gè)字幾個(gè)字 數(shù)字表測(cè)量誤差表示方法數(shù)字表測(cè)量誤差表示方法 幾幾個(gè)字的誤差指?jìng)€(gè)字的誤差指:幾個(gè)字最大量程最大顯示字?jǐn)?shù)三、數(shù)字表測(cè)量誤差計(jì)算方法三、數(shù)字表測(cè)量誤差計(jì)算方法例例: 2V量程測(cè)量電壓量程測(cè)量電壓, 指示值為指示值為1.556V, 該表準(zhǔn)確度為該表準(zhǔn)確度為:則測(cè)量引起的誤差為則測(cè)量引起的誤差為:(0.5%讀數(shù)讀數(shù) +3個(gè)字)3(0.5% 1.5562)0.01082000 xV 若用若用20V量程測(cè)量該電壓量程測(cè)量該電壓,則測(cè)量引起的誤差為則測(cè)量引起的誤差為:3(0.5% 1.55620)0.03782000 xV 用大量程測(cè)量小測(cè)量值誤差較大用大量程測(cè)量小測(cè)量值誤差較大.實(shí)驗(yàn)一

11、實(shí)驗(yàn)一 直流電阻的測(cè)量直流電阻的測(cè)量 DG-X現(xiàn)代電工電子綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)現(xiàn)代電工電子綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) MS8200G數(shù)字多用表數(shù)字多用表(數(shù)字萬(wàn)用表數(shù)字萬(wàn)用表)一、一、實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)設(shè)備 DG07實(shí)驗(yàn)?zāi)K實(shí)驗(yàn)?zāi)K DG08實(shí)驗(yàn)?zāi)K實(shí)驗(yàn)?zāi)K二、二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?.熟悉熟悉電工電子綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)電工電子綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng);2.熟悉熟悉MS8200G數(shù)字多用表數(shù)字多用表;3.熟悉熟悉基本測(cè)量方法基本測(cè)量方法;4.熟悉熟悉儀表測(cè)量誤差儀表測(cè)量誤差;5.熟悉熟悉實(shí)驗(yàn)報(bào)告書(shū)寫(xiě)基本格式實(shí)驗(yàn)報(bào)告書(shū)寫(xiě)基本格式.實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)一 直流電阻的測(cè)量直流電阻的測(cè)量測(cè)量電阻的歐姆表（萬(wàn)用表）法測(cè)量電阻的歐姆表（萬(wàn)用表）法1)選擇合適的量

12、程選擇合適的量程;2)減少接觸電阻誤差減少接觸電阻誤差;(1)萬(wàn)用表測(cè)量電阻萬(wàn)用表測(cè)量電阻三、三、實(shí)驗(yàn)測(cè)量實(shí)驗(yàn)測(cè)量直流電阻測(cè)量的伏安表法直流電阻測(cè)量的伏安表法AVRRRRAAVRVAxxxxRRIURAxxxxRRIUR1)伏安法測(cè)量時(shí)注意電阻功率伏安法測(cè)量時(shí)注意電阻功率與施加電壓與施加電壓(電流電流)限制限制(2)伏安表法測(cè)量電阻伏安表法測(cè)量電阻2)電流表內(nèi)阻影響測(cè)量數(shù)值電流表內(nèi)阻影響測(cè)量數(shù)值3)高阻值電阻測(cè)量高阻值電阻測(cè)量AVRARVVxVxxxxRRRRIUR VxxxRRRR 1AVRRR2. 直流中阻值電阻的間接測(cè)量直流中阻值電阻的間接測(cè)量 1)伏安法測(cè)量時(shí)注意電阻功率伏安法測(cè)量時(shí)注

13、意電阻功率與施加電壓與施加電壓(電流電流)限制限制2)電壓表內(nèi)阻影響測(cè)量數(shù)值電壓表內(nèi)阻影響測(cè)量數(shù)值3)低阻值電阻測(cè)量低阻值電阻測(cè)量直流電阻測(cè)量的伏安表法直流電阻測(cè)量的伏安表法3. 直流低阻值電阻的電橋測(cè)量直流低阻值電阻的電橋測(cè)量 (單臂直流電橋單臂直流電橋)AR1R2RXR3UsIbR1,R2,R3-精密電阻精密電阻Rx-待測(cè)電阻待測(cè)電阻R3-可調(diào)整可調(diào)整,當(dāng)調(diào)整當(dāng)調(diào)整R3,使得使得 等于零時(shí)等于零時(shí),讀取讀取R3值值,則待測(cè)電阻則待測(cè)電阻Rx等于等于BI21XXRRRR消除儀表內(nèi)阻和電源變化引起的誤差消除儀表內(nèi)阻和電源變化引起的誤差直流電阻的電橋測(cè)量法直流電阻的電橋測(cè)量法直流高阻直接測(cè)量與間

14、接測(cè)量直流高阻直接測(cè)量與間接測(cè)量5. 兆歐表法兆歐表法實(shí)驗(yàn)任務(wù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)n根據(jù)實(shí)驗(yàn)室各儀器儀表的使用手冊(cè)，分別填寫(xiě)實(shí)驗(yàn)所用的數(shù)字萬(wàn)用表、直流電源、數(shù)字直流電壓/電流表的技術(shù)性能。n用數(shù)字萬(wàn)用表分別測(cè)量：l當(dāng)精密可調(diào)電阻的指示值分別為2、10、50、200、1000、9999時(shí)的電阻值，測(cè)量數(shù)據(jù)填入表6-1-4；lDG08實(shí)驗(yàn)組件上的電阻值，測(cè)量數(shù)據(jù)填入表6-1-5；lDG08實(shí)驗(yàn)組件上的電容值，測(cè)量數(shù)據(jù)填入表6-1-6n用數(shù)字萬(wàn)用表和數(shù)字直流電表測(cè)量直流電壓按右圖接線，其中Us15V，為直流穩(wěn)壓電源；R1、R2選用精密可調(diào)電阻，R1的標(biāo)稱(chēng)值為510，R2的標(biāo)稱(chēng)值為1K。分別用數(shù)字萬(wàn)用表和數(shù)字直流

15、電壓表測(cè)量US、U1 和U2，測(cè)量數(shù)據(jù)填入表6-1-7。 n用數(shù)字萬(wàn)用表和數(shù)字直流電表測(cè)量直流電流。 按右圖接線，其中IS20mA，為直流穩(wěn)流電源，R1、R2選用精密可調(diào)電阻。用直流電流表和直流微安表分別測(cè)量以下兩種情況下的IS、I1和I2，測(cè)量數(shù)據(jù)填入表6-1-8。 R1、R2的標(biāo)稱(chēng)值均為10； R1、R2的標(biāo)稱(chēng)值均為1K。特別選題 在任務(wù)2中選擇一個(gè)電阻值，用伏安法測(cè)量其電阻：1、設(shè)計(jì)測(cè)量線路以及測(cè)量設(shè)備的參數(shù)（必須經(jīng)教師檢查）2、總結(jié)測(cè)量電阻的方法和注意事項(xiàng)3、比較不同測(cè)量電阻方法的誤差n根據(jù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)完成實(shí)驗(yàn)，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入相應(yīng)的表格；n分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，討論各實(shí)驗(yàn)誤差產(chǎn)生的原因；n計(jì)算測(cè)

16、量電阻、電容時(shí)的儀表誤差。實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)n進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，開(kāi)始實(shí)驗(yàn)之前，需要做哪些準(zhǔn)備工作？n在接線之前，實(shí)驗(yàn)臺(tái)的電源開(kāi)關(guān)、直流電源的輸出調(diào)節(jié)旋鈕分別應(yīng)該放在什么位置？電表的量程、電阻箱的指示值分別應(yīng)該取多少？n實(shí)驗(yàn)完畢，應(yīng)先關(guān)閉穩(wěn)壓（穩(wěn)流）電源開(kāi)關(guān)，再關(guān)閉實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源開(kāi)關(guān)，然后再拆線。n在進(jìn)行測(cè)量時(shí)，萬(wàn)用表的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)應(yīng)置于所需的測(cè)量功能及量程。若事先無(wú)法估計(jì)被測(cè)量的大小，應(yīng)將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)置于最高檔，再逐漸減小到合適位置。5. 為了提高測(cè)量精度，減小被測(cè)量的測(cè)量誤差，應(yīng)如何選擇萬(wàn)用表的測(cè)量量程？舉例說(shuō)明。6. 用萬(wàn)用表測(cè)量電容之前，應(yīng)將電容完全放電。在小量程時(shí)，由于表筆等分布電容的影響，表筆開(kāi)路時(shí)會(huì)有一個(gè)小的讀數(shù)，這是正常的，不會(huì)影響測(cè)量精度。7. 在實(shí)驗(yàn)任務(wù)4中，測(cè)量直流電流