内容发布更新时间 : 2025/2/16 0:06:45星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
实验一:基本电工仪表的使用及测量误差的计算
实验一:工程实际中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. 熟悉工程实际中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的电阻值,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
RA - + IA A
RB S IS R1
- + 可调电流源 图1—1
3.用“分压法”测量电压表的内阻
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实验一:基本电工仪表的使用及测量误差的计算
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)
S RV + - V RB R1
- + 可调电压源
图1—2
4.仪表内阻引起的测量误差(通常称之为方法误差,而仪表本身结构引起的误差称之为仪表的基本误差)的分析
R1 1
(1)以图1—3所示为例,R1上的电压为UR1= U,若R1=R2,则UR1= U。
R1+R2 2
RR1
现用一内阻为RV的电压表来测量UR1值,当RV与R1并联后,RAB= V ,以此
RV+R1
来替代上式中的R1,则得
RVR1 RV+R1
UˊR1= U
RVR1
+R2
RV+R1
RVR1 RV+R1 R1
绝对误差为△U= UˊR1—UR1=U( — )
R1+R2 RVR1
+R2
RV+R1
—R12R2U
简化后得△U=
RV(R12+2R1R2+R22)+R1R2(R1+R2)
若R1=R2=RV,则得△U= —U/6
UˊR1—UR1 —U/6
相对误差△U%= ×100%= ×100%= —33%
UR1 U/2
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+ R2 U - A R1
B 图1—3
V 由此可见当电压表内阻与被测电路的电阻接近时,测量的误差是非常大的。
(2)伏安法测电阻:测出流过电阻RX的电流IR及其两端的电压降UR,则其电阻值RX=UR/IR。实际测量时,有两种测量电路如图1—4(a)、(b)
R A
+ A -
RV RX
V U
(a) RA + - A
RV RX
V U
(b) 图1 —4
由线路(a)可知,当RX<<RV时RV的分流作用才可忽略不计,A的读数接近实际流过电阻RX的电流值;这种接法称为电压表后接(电流表内接)——适于测量小电阻。
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