内容发布更新时间 : 2024/5/4 0:12:39星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

实验一：基本电工仪表的使用及测量误差的计算

实验一：工程实际中基本电工仪表的使用及测量误差的计算

一、实验目的：

1． 熟悉实验台上各类电源及各类测量仪表的布局和使用方法； 2． 掌握指针式电压表、电流表内阻的测量方法； 3． 熟悉工程实际中电工仪表测量误差的计算方法。 二、原理说明：

1．为了准确地测量电路中实际的电压和电流，必须保证仪表接入电路后不会改变被测电路的工作状态。这就要求电压表的内阻为无穷大；电流表的内阻为零。而实际使用的指针式电工仪表都不能满足上述要求。因此，当测量仪表一旦接入电路，就会改变电路原有的工作状态，这就导致仪表的读数值与电路原有的实际值之间出现误差。误差的大小与仪表本身内阻的大小密切相关。只要测出仪表的内阻，即可计算出由其产生的测量误差。以下介绍几种测量指针式仪表内阻的方法。 2．用“分流法”测量电流表的内阻

如图1—1所示。A为被测内阻（RA）的电流表。测量时先断开开关S，调节电流源的输出电流I使A表指针满偏转；然后合上开关S，并保持I值不变，调节电阻箱RB的电阻值，使电流表的指针指在1/2满偏转位置，此时有 IA=IS=I/2 ∴RA=RB∥R1

RA - + IA A

RB S IS R1

- + 可调电流源 图1—1

3．用“分压法”测量电压表的内阻

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实验一：基本电工仪表的使用及测量误差的计算

如图1—2所示。V为被测内阻（RV）的电压表。测量时先将开关S闭合，调节直流稳压电源的输出电压，使电压表V的指针为满偏转；然后断开开关S，调节RB使电压表V的指示值减半。此时有：RV=RB+R1 电压表的灵敏度为：S=RV/U（Ω/V）

S RV + - V RB R1

- + 可调电压源

图1—2

4．仪表内阻引起的测量误差（通常称之为方法误差，而仪表本身结构引起的误差称之为仪表的基本误差）的分析

R1 1

（1）以图1—3所示为例，R1上的电压为UR1= U，若R1=R2，则UR1= U。

R1+R2 2

RR1

现用一内阻为RV的电压表来测量UR1值，当RV与R1并联后，RAB= V ，以此

RV+R1

来替代上式中的R1，则得

RVR1 RV+R1

UˊR1= U

RVR1

+R2

RV+R1

RVR1 RV+R1 R1

绝对误差为△U= UˊR1—UR1=U（ — ）

R1+R2 RVR1

+R2

RV+R1

—R12R2U

简化后得△U=

RV（R12+2R1R2+R22）+R1R2（R1+R2）

若R1=R2=RV，则得△U= —U/6

UˊR1—UR1 —U/6

相对误差△U%= ×100%= ×100%= —33%

UR1 U/2

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+ R2 U - A R1

B 图1—3

V 由此可见当电压表内阻与被测电路的电阻接近时，测量的误差是非常大的。

（2）伏安法测电阻：测出流过电阻RX的电流IR及其两端的电压降UR，则其电阻值RX=UR/IR。实际测量时，有两种测量电路如图1—4（a）、（b）

R A

+ A -

RV RX

V U

（a） RA + - A

RV RX

V U

（b） 图1 —4

由线路（a）可知，当RX＜＜RV时RV的分流作用才可忽略不计，A的读数接近实际流过电阻RX的电流值；这种接法称为电压表后接（电流表内接）——适于测量小电阻。

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