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1、U2U1RIVR图 2-1AR串 入 ARmIIR图 2-S可 调 恒 流 源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
2、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,
3、即 II AI 。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2mSI则电流表的内阻 RA。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 UU VU 。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VRmURUS图 2-3可 调 恒 压 源2mRVU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
4、压为：U212,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， 2VR，以此来代替上式的 R2 ,则得2V12+ 绝对误差为 URRURRU )()+( 1V21212V1212若 V21R，则得 6相对误差00020 3.121 UU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
5、（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
6、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II A I （mA ）S闭合，调节电阻 R，使IRI AI /2（mA）1.1. R（）计算内阻 RA（）1 10 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
7、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 U UVU （V）S断开，调节电阻 R，使URU VU /2（V）R（） 计算 RV（）1 10 3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 U= U2U 2 相对误差 U/ U2100五实验注意事项1实验台上的恒压源、恒流源均可通
8、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VARURVARU图 2-4(a) (b)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，被测电阻的实际值为 R，电压表的内阻为 RV，电流表的内阻为 RA,求两种电路测电阻 R 的相对误差。七实验报告要求1根据表 21 和表 22 数据，计算各被测仪表的内阻值，并与实际的内阻值相比较；2根据表 23 数据，计算测量的绝对误差与相对误差；3回答思考题。
