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1、电子电路与系统基础实验 2016 年 第一次实验1 / 8实验题目：仪器使用及常用基本电量的测量日期：2016 年 3 月 26 日电子电路与系统基础实验 2016 年 第一次实验2 / 8一、 实验目的1. 掌握直流稳压电源、数字万用表的使用方法；2. 掌握电压、电流和电阻的测量方法；3. 理解仪表内阻对测量结果的影响；4. 通过对电阻的测量，了解器件的偏差，理解测量误差。二、 实验电路图及其说明1. 用数字万用表测量电阻说明：正确的测量方法应该双手握住表笔保护环的后端即橡胶部分，如果握住了表笔的前端金属部分，相当于并联了人体内阻。2. 用数字万用表测量直流电压实验电路图如下：说明：前两组测
2、试条件中，万用表的内阻远远大于测量电路中的电阻，可忽略不计，而第三组测量条件则不符合，会有较大误差。3. 考察万用表内阻对测量结果的影响实验电路图如下：电子电路与系统基础实验 2016 年 第一次实验3 / 8说明：利用实验室现有条件进行设计实验电路，对万用表内阻造成的误差进行修正。三、 预习预习-实验一（1） 用数字万用表测量电阻实验记录表格如下：200k 1k测试 条件 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5手握 橡胶 部分手握 金属 部分（2）用数字万用表测量直流电压实验电路图如下：实验记录表格如下：测试条件 A-B B-C C-D A-C B-D A-D 由 C-D 电压换算的电流值电
3、子电路与系统基础实验 2016 年 第一次实验4 / 8理论值6.55V 3.344V 0.065V 9.933V 3.4069V 10V 65.783AR1=100K、R2=51K、R3=1K；Vi为+10.0V 测量值：测试条件 A-B B-C C-D A-C B-D A-D 由 C-D 电压换算的电流值理论值-6.55V-3.344V-0.065V-9.933V-3.4069V-10V -65.783AR1=100K、R2=51K、R3=1K；Vi为-10.0V 测量值：测试条件 A-B B-C C-D A-C B-D A-D 由 C-D 电压换算的电流值理论值6.55V 3.344V
4、0.065V 9.933V 3.4069V 10V 0.6578AR1=10M、R2=5.1M、R3=100K；Vi为+10.0V 测量值（3）考察万用表内阻对测量结果的影响实验电路图如下：电子电路与系统基础实验 2016 年 第一次实验5 / 8Us R1 R2 U2 理论值 U2 测量值 Rv Req四、 实验数据如图五、 实验数据整理与分析(1) 用数字万用表测量电阻实验数据整理如下：200k 1k测试 条件 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5手握 橡胶 部分199.3k198.2 k195.8 k199.1 k199.3 k0.998 k0.982 k0.983 k0.992 k0
5、.983 k手握金属部分时，示数在 170 k-190 k 之间不断波动。分析：. 同一标称值的不同电阻的实际阻值并不确定，而是有一定的误差范围。. 人体内阻也是波动的，接入测量电路后，测量值明显变小。电子电路与系统基础实验 2016 年 第一次实验6 / 8(2) 用数字万用表测量直流电压实验数据整理如下：测试条件 A-B B-C C-D A-C B-D A-D 由 C-D 电压换算的电流值理论值6.55V 3.344V 0.065V 9.933V 3.4069V 10V 65.783AR1=100K、R2=51K、R3=1K；Vi为+10.0V 测量值6.62V 3.35V 0.065V
6、9.99V 3.41V 10.06V 65.6A：测试条件 A-B B-C C-D A-C B-D A-D 由 C-D 电压换算的电流值理论值-6.55V-3.344V -0.065V -9.933V -3.4069V -10V -65.783AR1=100K、R2=51K、R3=1K；Vi为-10.0V 测量值-6.60V-3.34V -0.064V -9.97V -3.40V -10.04V -64A：测试条件 A-B B-C C-D A-C B-D A-D 由 C-D 电压换算的电流值理论值6.55V 3.344V 0.065V 9.933V 3.4069V 10V 0.6578AR1=
7、10M、R2=5.1M、R 3=100K；Vi为+10.0V测量值4.90V 2.56V 0.066V 9.90V 2.60V 10.06V 0.66A分析：. 前两组测量条件下，理论值与实际值在误差允许的范围内相等，这是由于万用表的内阻远远大于测量电路的内阻，几乎未对原始电路产生影响。. 第三组测量条件下，理论值与实际值相差较大，这是由于万用表的内阻接近测量电路的阻值，万用表对原始电路造成的影响已经不可忽略。(3) 考察万用表内阻对测量结果的影响电子电路与系统基础实验 2016 年 第一次实验7 / 8分析：利用戴维南定理从万用表两端将原电路等效，计算过程如图，可以利用理论手段对万用表内阻造
8、成的误差进行修正，修正值 与理论值符合得很好。六、 实验总结1. 数字万用表测量电阻的正确使用方法：(1) 手握住表笔保护环的后端即橡胶部分，避免人体与金属部分的接触，否则会使测量值偏小。(2) 根据电阻阻值选择合适的量程，如果事先不知道电阻阻值范围，应先使用大量程，再逐步调低档位，获得更精确的示数。(3) 若档位为最高档，则表笔短接时，示数不为“0” ，而是显示一个基础数，则测量时应从读数中减去此基础数。2. 数字万用表测量直流电压的正确使用方法：(1) 将红线黑线根据正负极插入万用表中，并将万用表调至直流电压档的最高档。(2) 红表笔接电流流入点，黑表笔接电流流出点，带万用表示数稳定后观察
9、读数，若读数较小，可以调低档位，重复本步骤，直到示数位数最多而且不溢出。(3) 数字万用表本身具有内阻，当测量电路中的阻值较小时，这一影响可忽略不计，但是当测量的电路的阻值足够大时，必须考虑万用表自身内阻的影响，这时可以重新设计测量电路或采用理论计算进行修正。3. 实验收获(1) 在本次实验中，学习到了基本实验操作，对电路实验有了基本的认识。(2) 如果实验测量值与理论值出现了较大误差，首先检查电路连接是否出现问题，如果没有问题，就应当分析这种误差出现的原因。七、 思考题解答1. 用数字万用表对电路进行测量时，为什么人体不能触碰被测电路的金属部分？答：人体本身也可以看做一个阻值较大的电阻，在用
10、数字万用表对电路进行测量时，若人体接触到被测电路的金属部分后，相当于将人体内阻接入电路，可能会改变原始电路的结构，对测量造成误差。并且，人体接触带点金属本身就具有一定的危险。2. 结合万用表使用原理，用万用表测电阻时必须将被测电阻从电路中断开吗？为什么？答：必须断开。万用表通过内部电源提供电压，通过标准电阻及其两电子电路与系统基础实验 2016 年 第一次实验8 / 8端的电压来确定待测电阻的阻值。若被测电阻仍位于原始电路中，原始电路的电流可能对电阻的测量造成影响，甚至损坏万用表。3. 结合实验分析回答数字万用表的内阻对电压测量结果的影响。答：通过实验二，我们可以得知，当被测电路的阻值相比于万用表内阻不可忽略时，万用表的内阻将对电压测量结果产生较大影响。实际上，通过理论计算，我们可以得知 ，一般情况下，电=压测量值总是小于实际值的。当测量电路中的阻值较小时，这一影响可忽略不计，但是当测量的电路的阻值足够大时，必须考虑万用表自身内阻的影响，这时可以重新设计测量电路或采用理论计算进行修正。
