基本电工仪表的使用与测量误差的计算.doc

基本电工仪表的使用与测量误差的计算一实验目的1.熟悉实验台上仪表的使用及布局；2.熟悉恒压源与恒流源的使用及布局；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。二实验原理通常，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。如图21所示，测量电阻R2两端电压U2时，电压表与R2并联，只有电压表内阻RV无穷大，才不会改变电路原来的状态。如果测量电路的电流I，电流表串入电路，要想不改变电路原来的状态，电流表的内阻RA必须等于零，。但实际使用的电压表和电流表一般都不能满足上述要求，即它们的内阻不可能为无穷大或者为零，因此，当仪表接入电路时都会使电路原来的状态产生变化，使被测的读数值与电路原来的实际值之间产生误差，这种由于仪表内阻引入的测量误差，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，我们总是希望电压表的内阻越接近无穷大越好，而电流表的内阻越接近零越好。可见，仪表的内阻是一个十分关注的参数。通常用下列方法测量仪表的内阻：1用分流法测量电流表的内阻设被测电流表的内阻为RA，满量程电流为I，测试电路如图22所示,首先断开开关,调节恒流源的输出电流，使电流表指针达到满偏转,即IIAI。然后合上开关S, 并保持I值不变,调节电阻箱的阻值,使电流表的指针指在1/2满量程位置，即 则电流表的内阻。2用分压法测量电压表的内阻设被测电压表的内阻为RV，满量程电压为U，测试电路如图23所示,首先闭合开关,调节恒压源的输出电压U，使电压表指针达到满偏转,即UUVU。然后断开开关S, 并保持U值不变,调节电阻箱的阻值,使电压表的指针指在1/2满量程位置，即则电压表的内阻。图21电路中，由于电压表的内阻RV不为无穷大，在测量电压时引入的方法误差计算如下：,R2上的电压为：,若R1=R2，则U2=U/2现用一内阻RV的电压表来测U2值，当RV与R2并联后，以此来代替上式的R2 ,则得绝对误差为若，则得相对误差本实验使用的电压表和电流表采用实验一的表头（1、160）及其制作的电压表（1V、10V）和电流表（1、10）。三实验设备1直流数字电压表、直流数字电流表（EEL06组件或EEL系列主控制屏）2恒压源（EEL、均含在主控制屏上，根据用户的要求，可能有两种配置（1）6 V（+5V），12V，030V可调或（2）双路030V可调。）3恒流源（0500可调）4EEL23组件（含电阻箱、固定电阻，电位器）或EEL51组件5EEL30组件（含磁电式表头1、160，倍压电阻和分流电阻，电位器）四实验内容1根据分流法原理测定直流电流表1mA和10mA量程的内阻实验电路如图2-2所示，其中R为电阻箱，用100、10、1三组串联，1mA电流表用表头和电位器RP2串联组成，10mA电流表由1mA电流表与分流电阻并联而成（具体参数见实验一），两个电流表都需要与直流数字电流表串联（采用20mA量程档），由可调恒流源供电，调节电位器RP2校准满量程。实验电路中的电源用可调恒流源，测试内容见表21，并将实验数据记入表中。表21 电流表内阻测量数据被测表量程（mA）S断开，调节恒源，使IIAI（mA）S闭合，调节电阻R，使IRIAI/2（mA）1. 1. R（）计算内阻RA（）110 2根据分压法原理测定直流电压表1V和10V量程的内阻实验电路如图2-3所示，其中R为电阻箱，用1、100、10、1四组串联，1V、10V电压表分别用表头、电位器RP1和倍压电阻串联组成（具体参数见实验一），两个电压表都需要与直流数字电压表并联，由可调恒压源供电，调节电位器RP1校准满量程。实验电路中的电源用可调恒压源，测试内容见表22，并将实验数据记入表中。表22 电压表内阻测量数据被测表量程（V）S闭合，调节恒压源，使UUVU（V）S断开，调节电阻R，使URUVU/2（V）R（）计算RV（）1103方法误差的测量与计算实验电路如图2-1所示，其中R1300， R2200，电源电压U10V（可调恒压源，用直流电压表10V档量程测量R2上的电压U2之值，并计算测量的绝对误差和相对误差，实验和计算数据记入表23中。表23 方法误差的测量与计算RV计算值U2实测值U2绝对误差DU= U2U2相对误差DU/ U2100%五实验注意事项1实验台上的恒压源、恒流源均可通过粗调（分段调）波动开关和细调（连续调）旋钮调节其输出量，并由该组件上数字电压表、数字毫安表显示其输出量的大小。在启动这二个电源时，先应使其输出电压调节或电流调节旋钮置零位，待实验时慢慢增大。2.恒压源输出不允许短路，恒流源输出不允许开路。3.电压表并联测量，电流表串入测量，并且要注意极性与量程的合理选择。六预习与思考题1根据已知表头的参数（1、160），计算出组成1V、10V电压表的倍压电阻和1mA、10mA的分流电阻。2若根据图22和图23已测量出电流表1mA档和电压表1V档的内阻，可否直接计算出10mA档和10V档的内阻？3用量程为10A的电流表测实际值为8A电流时，仪表读数为8.1A，求测量的绝对误差和相对误差。4如图2-4(a)、(b)为伏安法测量电阻的两种电路，被测电阻的实际