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1、普通物理实验,物理学院物理实验中心,三、电学实验基本知识,普通物理实验,物理学院物理实验中心,实验电表按其用途可分为：直流电表交流电表按其结构可分为：指针式电表数字式电表,普通物理实验,物理学院物理实验中心,指针式电表,(1)指针式直流电表 (2)指针式交流电表,普通物理实验,物理学院物理实验中心,刻度盘 指针永久磁铁线圈游丝 软铁心极掌零点调节螺丝,指针式直流电表的大部分是磁电式电表,普通物理实验,物理学院物理实验中心,（1）指针式直流电表,指针式检流计：它的特征是指针零点处在刻度的中央，便于检测出不同方向的直流 直流电压表：它的用途是测量电路中两点间直流电压的大小 直流电流表(毫安计、微安
2、计)：它的用途是测量电路中直流电流的大小,普通物理实验,物理学院物理实验中心,指针式直流电表按准确度分为七级：0.1；0.2；0.5；1.0；1.5；2.5；5.0电表的准确度等级是用电表的基本误差的百分数值表示的例如一个0.5级的电表，其基本误差为0.5%用电表的准确度等级及电表的量程Xm可以求出电表的最大允许误差，用极限误差e表示为 e=%Xm,普通物理实验,物理学院物理实验中心,电表的准确度等级及其基本误差,普通物理实验,物理学院物理实验中心,（2）指针式交流电表,指针式交流电表有电动式、整流式、铁动式、电子管式和晶体管式电表等多种类型现在随着数字电压表的普及, 电动式、铁动式、电子管式
3、等因其内阻小，频率响应范围较小，携带不便等诸多缺点而被数字电压表所取代在此仅提及目前尚在较广泛使用的整流式和电动式电表,普通物理实验,物理学院物理实验中心,整流式电表：它的主体是一个磁电式电表(直流电表)，附加半导体二极管或整流电路作为整流元件. 半波整流时：有效值(面板刻度的值)=平均值0.45全波整流时：有效值(面板刻度的值)=平均值0.90,普通物理实验,物理学院物理实验中心,正弦波形图及其经全波和半波整流后的波形图,普通物理实验,物理学院物理实验中心,整流式电表,整流式电表可以做成不同量程的电流表和电压表(加分流电阻或扩程电阻)，单位电压的电阻即每伏欧姆可达1000V，适用频率范围为5
4、02000 Hz如果采取适当措施，频率范围可稍扩大整流式电表的误差来源多，因此准确度稍低，通常这种电表的准确度最高只能达到1.5级，一般指针式万用表的交流电压挡准确度是5级,普通物理实验,物理学院物理实验中心,电动式电表：它和磁电式仪表类似，也有一个通电的活动线圈，所不同的是，在电动式仪表中，没有固定磁铁，而用另一个通电的固定线圈代替由于两个线圈中电流的相互作用导致活动线圈偏转，并在游丝恢复力矩作用下达到平衡,普通物理实验,物理学院物理实验中心,电动式电表结构示意图,普通物理实验,物理学院物理实验中心,电动式仪表可以交直流两用，它是指针式仪表中最准确的一种类型，准确度可达0.1级通常使用的电动
5、式电流表、电压表为0.5级，可作为校准其他交流电表的标准仪表由于电动式表中有线圈，当频率改变时感抗要相应改变，增大测量误差，因此电动式仪表适用的频率范围限制在20100 Hz电动式仪表的另一缺点是内阻小此外，周围的磁场对测量也有影响，必须加以屏蔽或采取其他措施,普通物理实验,物理学院物理实验中心,指针式电表使用注意事项,量程选择 电流方向 电表连法 视差问题 零点调节 电表符号,普通物理实验,物理学院物理实验中心,1. 量程选择,根据待测电流或电压的大小，选择合适的量程量程太小，或者过大的电压、电流，都会使指针式电表损坏；量程太大，对于指针式电表指针偏转太小，致使读数不确定度过大使用时应事先估
6、计待测量的大小，选择稍大的量程，试测一下，如不合适，再选用合适的量程如果不知道待测量的大小，则必须从最大量程开始试测,普通物理实验,物理学院物理实验中心,在使用电表时可根据电表的准确度等级求出测量值X的可能最大相对误差为 e/X=%(Xm/X)由上式看出测量值愈接近电表的量程Xm，测量误差就愈接近电表准确度等级的百分数当被测量值比选用的电表量程小得多时，测量误差将会很大这点在使用指针式电表时要特别注意,普通物理实验,物理学院物理实验中心,例如，一个0.5级、3 V量程的电压表其基本误差为0.5每个读数的最大误差不超过e=3 V0.5=0.015 V用其测量电压，当电表的读数为3 V时，测量的相
7、对误差为0.015 V3 V=0.5而当电压表读数为2 V时，测量的相对误差为0.015 V2 V=0.75,普通物理实验,物理学院物理实验中心,在选用电表时不应片面追求准确度愈高愈好，而应根据被测量的大小及对误差的要求，对电表准确度的等级及量程进行合理选择为了充分利用电表的准确度，被测的量应大于量程的三分之二这时电表可能出现的最大相对误差为%Xm/(2 Xm/3)=1.5%即测量误差不会超过准确度等级百分数的1.5倍,普通物理实验,物理学院物理实验中心,2. 电流方向,对于直流电表，指针偏转方向与所通过的电流方向有关接线时必须注意电表上接线柱的“+”、“-”标记“+”表示电流流入端，“-”表
8、示电流流出端，切不可把极性接错，以免撞坏指针对于各种交流电表和仪器(如示波器、各种信号源等)的两个接线端中有一端标有接地符号“”，称为“接地端”实际上它表示这一端与仪器、仪表的金属外壳相连在测试工作中，须正确设计电路，使得它们的“接地端”能在屏蔽外来干扰信号后恰当地(如直接或仅通过无感电阻)接在一起否则由于外界交流信号的干扰，影响测量结果，甚至使测量无法进行,普通物理实验,物理学院物理实验中心,3. 电表连法,电流表是用来测量电流的，使用时必须串接在电路中对于直流电流表，在将其接入电路中时，须分清电路断开处电流流入和流出的方向，分别接在直流电流表的标有“+”、“-”的接线柱上电压表是用来测量电
9、压的，用时应当与被测量电压两端并联,普通物理实验,物理学院物理实验中心,4. 视差问题,对于指针式电表，读数时应正确判断指针位置为了减少视差，必须使视线垂直于刻度表面计数精密的电表刻度尺下方附有镜面，当指针在镜中的像与指针重合时，所对准的刻度，才是电表的准确读数,普通物理实验,物理学院物理实验中心,5. 零点调节,指针式电表在其外壳上有零点调节螺丝，通电前应检查并调节指针指零,普通物理实验,物理学院物理实验中心,6. 电表符号,指针式电表的表盘左、右下方通常有一些表明电表基本结构、级别、安放方式(如水平、垂直或成角度放置)、使用要求等多种符号(如用于交流或直流测量)，在使用前一定要了解清楚,普
10、通物理实验,物理学院物理实验中心,磁电系仪表 电动系仪表 半导体整流器 直流 交流(单相) 直流和交流,普通物理实验,物理学院物理实验中心,以标度尺上量限百分数表示的准确度等级，例如1.5级 以标度尺长度百分数表示的准确度等级，例如1.5级 以指示值的百分数表示的准确度等级，例如1.5级,普通物理实验,物理学院物理实验中心,标度尺位置为垂直的 标度尺位置为水平的 标度尺位置与水平面倾斜成一角度，例如60o 绝缘强度实验电压为500 V 绝缘强度实验电压为2 kV,普通物理实验,物理学院物理实验中心,负端钮 正端钮 交流端钮 公共端钮(多量限仪表和复用仪表),普通物理实验,物理学院物理实验中心,与屏蔽相连接的端钮 接地用的端钮(螺钉或螺杆) 与外壳相连接的端钮 级防外磁场 级防外电场,普通物理实验,物理学院物理实验中心,数字电压表(数字万用电表),数字电压表是一种功能齐全、精度高、性能稳定、灵敏度高、结构紧凑的仪表它显示直观，能做到小型化、智能化，并且可以与计算机接口组成自动化测试系统由于数字电压表配以其他各种适当的转换电路(如交直流转换器、电流电压转换器、欧姆电压转换器、相位电压转换器等)可以进行除测量电压以外的其他电学量的测量，如电流、电阻、电容、频率、温度、二极管正向压降、晶体三极管hEF参数及电路通断测试，等等，所以这种功能齐全的数字表，又称为数字万用表,
