电工仪表的使用与测量误差

1、电工仪表的使用与测量误差（1） 实验目的 了解电压表、电流表、万用表的使用； 了解恒压源与恒流源的原理与使用； 掌握电压表、电流表内电阻的测量方法； 掌握电工仪表测量误差的计算方法。（2） 实验方法 测量误差 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。见图2-3所示。当测量电压时，电压表并接在电路两端，电压表中有一定的电流通过，从而产生一定的误差，为了减小误差，要求电压表的内阻RV越大越好电流表串联在电路中，由于电流表有一定的内阻RA，因此，电流表分得一定的电压，从而造成一定的误差，为了减小误差，要求电流表的内阻越小越好。由于电压表、

2、电流表内阻的存在而造成的测量误差，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。 测量方法a 用分流法测量电流表的内阻 RA为直流电流表的内阻，满量限电流为Im。测试电路如图2-1所示。首先断开开关，调节电流源的输出电流S使电流表指针满偏转,即I=IA=Im合上开关，并保持IS值不变,调节电阻使电流表的指针指在1/2满偏转位置，即 (2-1)此时求得：（2-2）b 用分压法测量电压表的内阻 RV为被测电压表的内阻，满量限电压为Um，电路如图2-2所示。将开关闭合，调节直流稳压源的输出电压，使电压表的指针满偏转，其值为 U1,断开开关，调节电阻使电压表的值减半。即图2-1

3、 测量电流表内阻电路 图2-2 测量电压表内阻电路 图2-3 方法误差测量电路RV=R+R1电压表的灵敏度为： 方法误差的计算 方法误差是由测量方法所导致，而由仪表内阻产生的测量误差，仪表本身构造上引起的误差称为仪表基本误差。方法误差测量电路如图2-3所示。R2上的电压为：,若，则 （2-3）现用内阻为的电压表来测量值，当与并联后，用代替,则得： （2-4）绝对误差为： （2-5） 化简后得： （2-6） 若，则得 相对误差 (3) 实验仪器 万用表； 恒压源； 恒流源； 电阻箱、固定电阻、电位器。 (4) 实验内容 根据分流法原理测定直流电流表1mA和10mA档量限的内阻，电路如图2-1 表

4、2-1 电流表内阻测量实验数据被测表量限(Ma)S断开，调节恒流源，使I=IA=Im（mA）S闭合,调节电阻R，使IR=IA=Im/2(mA)R()R1()计算内阻RA()1mA10mA所示。其中R为可变电阻约几欧，R1为10K4电阻。实验结果填入表2-1。 根据分压法原理，按图2-2接线测量万用表直流电压25V和100V档量限的内阻。其中R为可变电阻，R1为10k8电阻。实验结果填入表2-2。表2-2 电压表内阻测量实验数据被测表量限(V)S闭合,调节恒压源，使U=UV=Um(V)S断开，调节电阻R，使UR=UV=Um/2(V)R()R1()计算RV()S25V100V 用万用表直流电压25

5、V档量限测量图2-3电路中R2上的电压U2值。并计算绝对误差和相对误差，其中R120k，R210k。实验结果填入表2-3。表2-3 电表内阻产生的测量误差实验数据电源电压UR1R2RV计算值U2实测值U2绝对误差DU=U2-U2相对误差DU/U2´100%20V20k10k（5） 实验要点 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。 电压源输出不允许短路，电流源输出不允许开路。 电压表并联测量，电流表串联测量（见图2-1和2-2），并且要注意极性与量限的合理选择。（6） 预习与解答 用量限为1A的电流表测实际值为0.8A电流时，仪表读数为0.81A，求测量的绝对误差和相对误差。 根据实验内容1和2，若已求出10mA档和100V档内阻，可否直接计算出1mA档和25V档的内阻？题图2-1 伏安法测量电阻电路 如题图2-1(a),(b)所示为伏安法测量电阻的两种电路，被测电阻的实际值为RX，电压表的内阻为RV，电流表的内阻为RA