基本電工儀表的使用及測量誤差的計(jì)算

、實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜?shí)驗(yàn)臺上各類電源及各類測量儀表的布局和使用方法。掌握指針式電壓表、電流表內(nèi)阻的測量方法。熟悉電工儀表測量誤差的計(jì)算方法。二、原理說明為了準(zhǔn)確地測量電路中實(shí)際的電壓和電流，必須保證儀表接入電路后不會改變被測電路的工作狀態(tài)。這就要求電壓表的內(nèi)阻為無窮大；電流表的內(nèi)阻為零。而實(shí)際使用的指針式電工儀表都不能滿足上述要求。因此，當(dāng)測量儀表一旦接入電路，就會改變電路原有的工作狀態(tài)，這就導(dǎo)致儀表的讀數(shù)值與電路原有的實(shí)際值之間出現(xiàn)誤差。這種測量誤差值的大小與儀表本身內(nèi)阻值的大小密切相關(guān)。只要測出儀表的內(nèi)阻，即可計(jì)算出由其產(chǎn)生的測量誤差。以下介紹幾種測量指針式儀表內(nèi)阻的方法。用“分流法”測量電流表的內(nèi)阻圖3-1-1

如圖3-1-1所示。冼為被測內(nèi)阻（為）的直流電流表。測量時(shí)先斷開開關(guān)S,調(diào)節(jié)電流源的輸出電流』使』表指針滿偏轉(zhuǎn)。然后合上開關(guān)咨并保持/值不變，調(diào)節(jié)電阻箱鴕的阻值，使電流表的指針指在滿偏轉(zhuǎn)位置，此時(shí)有圖3-1-1&為固定電阻器之值，&可由電阻箱的刻度盤上讀得。用分壓法測量電壓表內(nèi)阻。圖3-1-2

如圖3-1-2所示。/為被測內(nèi)阻（耳）的電壓表。測量時(shí)先將開關(guān)咨閉合，調(diào)節(jié)直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓，使電壓表^的指針為滿偏轉(zhuǎn)。然后斷開開關(guān)￡，調(diào)節(jié)氏B使電壓表片的指針值減半。此時(shí)有：&=&+&電壓表的靈敏度為： f。式中。為電壓表滿偏時(shí)的電壓值。儀表內(nèi)阻引入的測量誤差（通常稱之為方法誤差，而儀表本身結(jié)構(gòu)引入的誤差稱為儀表基本誤差）的計(jì)算。U-u（1）以圖3-1-3所示電路為例，《上的電壓為以艮+鴕，若成1二鴕則七=\登現(xiàn)用一內(nèi)阻為&的電壓表來測量耳】值，當(dāng)耳與&并聯(lián)后，R_&艮虻玲+R】，以此來替代上式中的，則得T7艮V+艮口知—W+艮 十A-!Ry+R.絕對誤差為您如沒汶'-上）"1+珞為+耳Rv+Rr化簡后得AU=-耳㈤+2衣+&）+成肉（艮+&）

5u若艮1=珞=耳，則得7T相對誤差A(yù)U%=Uri-^xlOO%=z￡Z^x100%=-33.3%汀散 U/2由此可見，當(dāng)電壓表的內(nèi)阻與被測電路的電阻相近時(shí)，測得值的誤差是非常大的。（2）伏安法測量電阻的原理為：測出流過被測電阻矮的電流上及其兩端的電壓降殊，則其阻值&= 。圖3-1-43）、（冉）為伏安法測量電阻的兩種電路。設(shè)所用電壓表和電流表的內(nèi)阻分別為4=2om，&T00Q，電源口=2敏，假定&的實(shí)際值為R=wg?，F(xiàn)在來計(jì)算用此兩電路測量結(jié)果的誤差。電路（山）：A= %—= 20x20=2町必）

UIQ73/.RX=^=^^=6.666(KC1)相對誤差虹=Rx~R=6666~10xl00%=-33.4%R10電路(A):K=―-—= 20=1.98(^乩+乩0.1+10UR=U=20(^)「.&=亶=竺=10.1皿)Z-1QR相對誤差彩=1。.1-1。幻00%=1%10由此例，既可看出儀表內(nèi)阻對測量結(jié)果的影響，也可看出采用正確的測量電路也獲得較滿意的結(jié)果。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備表3-1-1序號名稱型號與規(guī)格數(shù)量備注1可調(diào)直流穩(wěn)壓電源0-30v二路2可調(diào)恒流源0-50mA13指針式萬用表1自備4可調(diào)電阻箱0-9999.901HE-X9

5電阻器按需選擇HS-U四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容根據(jù)“分流法”原理測定指針式萬用表（型或其他型號）直流電流Q.5淞4和5湖檔量限的內(nèi)阻。線路如圖3-1-1所示。&可選用宓-19中的電阻箱（下同）。表3-1-2被測電流量限S斷開時(shí)的表讀數(shù)（mA）N閉合時(shí)的表讀數(shù)（湖）R\(C)計(jì)算內(nèi)阻5"根據(jù)“分壓法”原理按圖3-1-2接線，測定指針式萬用表直流電壓2.5/和1。/檔量限的內(nèi)阻。表3-1-3被測電壓表量限S閉合時(shí)表讀數(shù)（叫￡斷開時(shí)表讀數(shù)(KC1)A計(jì)算內(nèi)阻耳g）[o(d

用指針式萬用表直流電壓檔量程測量圖3-1-3電路中&的電壓隊(duì)「之值，并計(jì)算測量的絕對誤差與相對誤差。表3-1-4U^107皿)計(jì)算值實(shí)測值絕對誤差?相對誤差(AU/U)xW0%12/10W五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)臺上配有實(shí)驗(yàn)所需的恒流源，在開啟電源開關(guān)前，應(yīng)將恒流源的輸出粗調(diào)撥到檔，輸出細(xì)調(diào)旋鈕應(yīng)調(diào)至最小。按通電源后，再根據(jù)需要緩慢調(diào)節(jié)。當(dāng)恒流源輸出端接有負(fù)載時(shí)，如果需要將其粗調(diào)旋鈕由低檔位向高檔位切換時(shí)，必須先將其細(xì)調(diào)旋鈕調(diào)至最小。否則輸出電流會突增，可能會損壞外接器件。實(shí)驗(yàn)前應(yīng)認(rèn)真閱讀直流穩(wěn)壓電源的使用說明書，以便在實(shí)驗(yàn)中能正確使用。電壓表應(yīng)與被測電路并聯(lián)使用，電流表應(yīng)與被測電路串聯(lián)使用，并且都要注意極性與量程的合理選擇。本實(shí)驗(yàn)僅測試指針式儀表的內(nèi)阻。由于所選指針的型號不同，本實(shí)驗(yàn)中所列的電流、電壓量程及選用的&、氏等均會不同。實(shí)驗(yàn)時(shí)請按選定的表型自行確定。

六、思考題根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1和2,若0.5湖已求出檔和2與湖檔的內(nèi)阻，可否直接計(jì)算得出5必檔和1。花檔的內(nèi)阻？用量程為1CM