《实验一 基本电工仪表使用及测量误差分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《实验一 基本电工仪表使用及测量误差分析（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、实验一 基本电工仪表使用及测量误差分析一、实验目的1. 掌握电压表、电流表等使用方法。2. 会测定电压表、电流表准确度。3. 学会减少电表对测量结果的影响及测量误差的计祘。二、实验原理用电工测量仪表测量一个电量时，仪表的指示值Ax与被测量的实际值Ao之间，不可避免地存在一定的误差，它可用两种形式表示：绝对误差： =AxAoA相对误差：v = X 100%Ao用仪表测量会影响测量误差的因素很多(可参阅“附录一”或相关书籍)，下面仅讨论 其中的两个主要因素及处理方法。1 仪表准确度对测量误差的影响：仪表准确度关系到测量误差的大小。目前，我国直读式电工测量仪表准确度分为 0.1，0.2， 0.5，
2、1.0， 1.5， 2.5和5.0七个等级。这些数字表示仪表在正常工作条件下进行测量 时产生的最大相对误差的百分数。仪表准确度等级通常标在仪表面板上。仪表使用过程中应定期进行校验，最简单的校验 方法是比较法。按仪表校验规定，必须选取比被校表的准确度等级至少高2 级的仪表作为标 准表，校验可用图11 所示电路。被 测 表(a)校验电压表被 测 表图 1 1 比较法校验电路在仪表的整个刻度范围内，逐点比较被校表与标准表的差值,根据最大值的绝对值.AmAm与被校表量程Am之比的百分数v-100%，可以确定被校表的准确度等级。如m Am测得结果v二2.1%，则被校表的准确度等级V为2.5级。 mn例：
3、有一准确度为2.5级的电压表，其量程为100V，在正常工作条件下，可产生的最大 绝对误差(即：由于仪表本身结构的不精确所产生的基本误差)为：AU 二v xU = 土 2.5%X100=2.5 (V)mn对于量程相同的仪表，V越小，所产生的AU就越小。另外，用上述电压表分别测量实际值U为5V和100V的电压时，测量结果的相对误差 分别为：v =U X100% = 25 X100% = 50%20 U5 2.5v =X100% = 2.5%80 100可见，在选用仪表量程时，被测量程值愈接近仪表满量程值，相对测量误差越小。 2表内阻对测量误差的影响：实际电路测量中，需将电压表与被测电压的支路并联，
4、电流表与被测电流的支路串联。 而电压表的内阻不可能为无穷大，电流表的内阻可能为零。所以当仪表接入被测电路时，会 改变被测电路的工作状态，使测得的结果与被测电路的实际值产生误差。如测量未知电阻 R ，可采用图 1 2 中的两种接法。X图 12 用伏安法测电阻的两种方法图1 2中，R为电压表内阻，R为电流表内阻。根据电路基本定律，从图12 （a）可 VA得(R )、AUSRXUSRX(b)(a)从图1 2 (b)可得RXU - Ra(11)RX12)从式（1 1）或（1 2）可看出，电表内阻R、R对测量结果有影响。如果我们能测得电AV压表、电流表的内阻，被测电阻R就可通过式（1 1）或式（1 2）
5、得到修正。X另外，根据误差理论，间接测量R的相对误差，可用下列公式求得：X对应式（11）的公式为A RX X100% = RxdRvAUdRvAIX+xdURxdiRxARaRxX100%UAUUAIIRaARA+ AAb - IRaUU IRaAIU IRaARaX100%(13)对应式（12）的公式为表 11 校验电压表的准确度等级MF型万用表5V档Ux(V)0.001.002.003.004.005.00实验台数字式电压表Uo(V)绝对误差厶U(V)AU mUm 准确度等级：表 12 校验电流表的准确度等级MF型万用表50mA档I (mA)0.010.020.030.040.050.0实
6、验台数字式电压表IO (mA)绝对误差(mA)|Al|mIm 准确度等级：ARX x100% = RxdRAUX +dRvAIdRvARV X+X VRxRX Jx100%(R )AUr i)|AI(I、ar1 + X+RX 一+ 1 RX 一V1Rv丿UI X U丿IlI X Uy丿RV J阳RXx100%(14)AUAI式(1-3)和(1-4)式中丁、丁分别为电压表、电流表读数的相对误差, 为电压表内阻R 、电流表内阻R测量值的相对误差。VAARvRvARaRa分别三、实验内容1. 用实验台上数字式直流电压表校验一个 5V 档的准确度等级；用实验台上数字式直流 一个MF型万用表50mA档的
7、准确度等级。校验方法：例如用图1 1电路(a)校 恒压源输出电压us,使被校表指针依次指在 值上，如图 13 所示的 a、 b、 c、 d、 e、 f05图1 3MF 型万用 表 毫安表校验另验电压表调节标尺的大刻度位,分别记下被校表标准表相应的读数U、U (参数表1 1),则U、U分别为测量值和真值，则在每X O X O大刻度值上的绝对误差为U=U U,根据XOAU maxUm值确定被校表等级。2用被校验5V、50mAMF型电表，按图1 2两种接法测标称值为100。的电阻值。用数字 万用表电阻档测量被测电阻，将该测量值视为被测电阻的真值。表 13 内接法、外接法测电阻测量电路图 12 (a)
8、图 12 (b)U(V)I(mA)Rx= y Q)3数字式万用表分别测出MF型5V电压档、50mA电流档的内阻R、R。（AR R的计V AVA祘方法见万用表使用说明书）四、主要仪器1. 直流恒压源2. 数字式直流电压表、毫安表3. MF型万用表2只4. 数字式万用表 1 只5. 被测电阻（用三相交流负载箱上100Q可调电阻的最大值）五、实验注意事项1. 实验台上的恒压源、恒流源均可通过粗调（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、思考1. 用量程为100mA、1.5级电流表测量电流，电流表读数为89.5mA，求测量的绝对误差和 相对误差。AU AI2. 式（1 3）、（1 4）中的丁与丁求法？七、实验报告要求1. 根据表 11 和 12 的数据，计算各被测仪表的的准确度等级。2. 根据表 13 的数据，按式（13）和式（14）计祘两种电路测量误差，并进行比较。
