第1次实验_实验1_直流电压、电流和电阻的测量(201202)

1、（书（书 P187 191）一、实验目的一、实验目的:1.掌握直流电源、测量仪表以及数字万用表的使用方法；掌握直流电源、测量仪表以及数字万用表的使用方法；2.掌握测量直流电压、电流和电阻的直接测量方法；掌握测量直流电压、电流和电阻的直接测量方法；3.了解测量仪表量程、分辨率对测量结果的影响。了解测量仪表量程、分辨率对测量结果的影响。4.学习如何学习如何正确表示测量结果正确表示测量结果。 3.实际值实际值满足规定准确度、用来替代真值使用的量值。满足规定准确度、用来替代真值使用的量值。1.1.真值真值 被测量值本身所具有的真实大小。是一个理想的概念。被测量值本身所具有的真实大小。是一个理想的概念。

2、2.2.约定真值约定真值 足够接近被测量真值的量。足够接近被测量真值的量。需要掌握的几个术语：需要掌握的几个术语：4.测量值测量值 从计量器具直接得出或经过必要计算而得出的量值。从计量器具直接得出或经过必要计算而得出的量值。5.标称值标称值 用以标志或识别元件、器件或设备的适当近似值。用以标志或识别元件、器件或设备的适当近似值。 标称值是根据国家制定的标准系列标注的，不是生标称值是根据国家制定的标准系列标注的，不是生产者任意标定的。产者任意标定的。 6.示值示值 指示仪表标度尺上的读数乘以仪表常数。指示仪表标度尺上的读数乘以仪表常数。7.测量误差测量误差测量结果与被测量真值之间的差别测量结果与

3、被测量真值之间的差别误差的表示方法：误差的表示方法：1.绝对误差绝对误差 测量示值测量示值- -被测量实际值被测量实际值2.2.相对误差相对误差 测量的绝对误差测量的绝对误差/ /被测量指定值的比值（用百分数被测量指定值的比值（用百分数 表示）表示） 根据被测量指定值的不同，又分为真值相对误差、根据被测量指定值的不同，又分为真值相对误差、 实际值相对误差和测量示值相对误差。实际值相对误差和测量示值相对误差。3.3.引用相对误差引用相对误差 绝对误差绝对误差/ /仪表量程的比值（用百分数表示）仪表量程的比值（用百分数表示） 4.仪表的准确度（最大引用误差）仪表的准确度（最大引用误差） 在正常的使

4、用条件下在正常的使用条件下, ,仪表测量结果的准确程度仪表测量结果的准确程度（测量的结果相对于被测量真值的偏离程度）叫（测量的结果相对于被测量真值的偏离程度）叫仪表的准确度。仪表准确度习惯上称为精度。仪表的准确度。仪表准确度习惯上称为精度。4.仪表的准确度（最大引用误差）仪表的准确度（最大引用误差） 在正常的使用条件下在正常的使用条件下, ,仪表测量结果的准确程度仪表测量结果的准确程度（测量的结果相对于被测量真值的偏离程度）叫（测量的结果相对于被测量真值的偏离程度）叫仪表的准确度。仪表准确度习惯上称为精度。仪表的准确度。仪表准确度习惯上称为精度。5.5.测量不确定度测量不确定度 表征合理地赋予

5、被测量之值的分散性，与测量结果表征合理地赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系相联系的参数。的参数。 定义中的定义中的“相联系相联系”，意指测量不，意指测量不确定度是一个与测量结果确定度是一个与测量结果“在一起在一起”的参数，在测量的参数，在测量结果的完整表示中应包括测量不确定度。结果的完整表示中应包括测量不确定度。 测量精度为测量精度为0.5级。级。举例：举例：用用20V档档 测量读数：测量读数：5.365.360.10 m20 0.5%0.10 测量结果：测量结果： 电阻精度为电阻精度为 0.2 级。级。 举例：举例：412 412 0.824412 1 412 0.2%0.824 量程

6、量程分辨率分辨率准确度准确度2V1mV(0.5读数读数1字字)量程量程分辨率分辨率准确度准确度2V1mV(0.5读数读数1字字)例：例：直流电压直流电压2V档：读数：档：读数：1.791V1.791（1.7910.5%+0.001）=1.791(0.008955+0.001)=1.7910.010 V示示值值相相对对误误差差0.010100%0.56%1.791x 量程量程分辨率分辨率准确度准确度2K1(0.8读数读数1字字)509 5.07509 5 509 509 0.8% 15.07 四、有效数字和数据处理方法：四、有效数字和数据处理方法： 有效数字有效数字可靠数字可靠数字+可疑数字（最

7、后一位）。可疑数字（最后一位）。 舍入原则舍入原则四舍、六入、五配偶四舍、六入、五配偶5.160.0258 5.16 0.02 3.000.015 3.00 0.02 表表7-1-1 _ 型万用表技术指标型万用表技术指标测量类别测量类别量程量程输入阻抗输入阻抗分辨率分辨率准确度准确度直流电流直流电流直流电压直流电压10M交流电流交流电流交流电压交流电压10M电阻电阻 MY61参考相关使用说明书参考相关使用说明书2 mA1 A (0.8%读数读数+1字字) 100 实验任务实验任务1.1 仔细阅读实验室各仪器仪表的使用手册，熟悉仔细阅读实验室各仪器仪表的使用手册，熟悉各仪器仪表的技术指标；各仪器

8、仪表的技术指标；表表7-1-1 _ 型万用表技术指标型万用表技术指标测量类别测量类别量程量程分辨率分辨率准确度准确度直流电流直流电流直流电压直流电压交流电流交流电流交流电压交流电压电阻电阻MY61参考相关使用说明书参考相关使用说明书2 mA1 A (0.8%读数读数+1字字) 表表7-1-2 直流电源技术性能直流电源技术性能输出电压范围输出电压范围输出电流范围输出电流范围直流稳压源直流稳压源直流稳流源直流稳流源输入阻抗输入阻抗量程范围量程范围测量精度测量精度直流电压表直流电压表直流电流表直流电流表 表表7-1-3 数字直流仪表技术指标数字直流仪表技术指标精密可调电阻精密可调电阻指示值指示值/

9、2105020010009999测量值测量值/ 量程量程/ 表表7-1-4 用数字万用表测量精密可调电阻用数字万用表测量精密可调电阻十进制电阻箱十进制电阻箱实验任务实验任务2.2 用数字万用表测量电阻；用数字万用表测量电阻；实验板电阻标称实验板电阻标称值值/ 测量值测量值/ 量程量程/ 表表7-1-5 用数字万用表测量实验板用数字万用表测量实验板 电阻电阻 验证验证KVLSU 1R2R 2U 1U2M 500k VVV基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律S12UUU 切勿带电测电阻切勿带电测电阻 验证验证KVLUS / VU1 / VU2 / V用数字万用表测量用数字万用表测量 用数字直流电压表测

10、量用数字直流电压表测量 表表7-1-6 测量直流电压（测量直流电压（US 15 V）切记记录量程，以便后续数据分析切记记录量程，以便后续数据分析用数字万用表和数字直流电压分别测量直流电用数字万用表和数字直流电压分别测量直流电压；压； 验证验证KCL基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律S12III 2R1RSI1I2IAAA1210RR 121kRR 十进制电阻箱十进制电阻箱 验证验证KCLIS / mAI1 / mAI2 / mAR1、 R2标称值均为标称值均为10 R1、 R2标称值均为标称值均为1 k 表表7-1-7(b) 用直流电流表测量直流电流（用直流电流表测量直流电流（IS 2 mA）切记记录量程，以便后续数据分析切记记录量程，以便后续数据分析4.2 用直流电流表测量直流电流。用直流电流表测量直流电流。六、实验注意事项六、实验注意事项p 直流稳压电源开路设置；直流稳流电源短路直流稳压电源开路设置；直流稳流电源短路设置；设置；p 仪表应选择合理的量程。若事先无法估计被仪表应选择合理的量程。若事先无法估计被测量的大小，应将转换开关置于最高档，再测量的大小，应将转换开关置于最高档，再逐渐减小到合适位置逐渐减小到合适位置实验拓展实验拓展能否令能否令IS20 mA，R1=R2取取5