电路实验（一）指导书整理版.doc

PAGE 86 实验一　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)的直流电流 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 可调电流源 R1为固定电阻器之值，RB可由电阻箱的刻度盘上读得。 图 1-1 3. 用分压法测量电压表的内阻。 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) 。 式 中U为电压表满偏时的电压值。 4. 仪表内阻引起的测量误差（通常称之为方 可调稳压源 法误差， 而仪表本身结构引起的误差称为仪表基 图 1-2 本误差）的计算。 （1）以图1-3所示电路为例，R1上的电压为 R1 1 UR1＝─── U，若R1＝R2，则 UR1＝─ U 。 R1＋R2 2 现用一内阻为RV的电压表来测量UR1值，当 RVR1 RV与R1并联后，RAB＝───，以此来替代 RV＋R1 RVR1 ──── RV＋R1 上式中的R1，则得UR1＝────── U 图 1-3 RVR1 ───＋R2 RV＋R1 RVR1 ──── RV＋R1 R1 绝对误差为△U＝UR1－UR1＝U(─────— － ────) RVR1 R1＋R2 ───＋R2 RV＋R1 －R2 1R2U 化简后得 △U＝───────────────── RV(R2 1＋2R1R2＋R2 2)＋R1R2(R1＋R2) U 若 R1＝R2＝RV，则得△U ＝－─ 6 UR1－UR1 -U/6 相对误差 △U％＝─────×100％＝──×100％＝－33.3% UR1 U/2 由此可见，当电压表的内阻与被则电路的电阻相近时，测量的误差是非常大的。 （2）伏安法测量电阻的原理为：测出流过被测电阻RX