仪表与误差王民富

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,实验一,基本电工仪表的使用,及,测量误差的计算,一、实验目的,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.,熟悉电工仪表测量误差的计算方法。,实验台,二、实验台布局和仪表,实验台布局（交流部分,实验台左部）,指针式,交流,电压表,数字式,交流,电压表,数字式,多功能表,三相可调压,交流电源,A,B,C,N,单相,降压变压器,220:36=6:1,交流导线,指针式,交流,电流表,数字式,交流,电流表,指针式,交流,毫伏表,加电步骤：,1,确认连接无误,2,调节旋钮置零,3,合闸,4,启动,实验台布局（直流部分，实验台右部）,数字式,直流,电压表,可调,直流电流源,直流导线,数字式,直流,电流表,注意：,电压源不可短路，电流源不可开路,不可超过量程，报警后立刻复位或切断电源,数字电流表,20mA,和,20mA,以上档位不可混用,4,不能误用电流档去量测电源电压,双路可调,直流电压源,2A,50ma,200V,30V,万用表,1,测量交流电压,/,电流,预估待测节点电压,/,支路电流，选择大一档量程,读取数据，按档位换算,2,测量直流电压,/,电流,红色,表笔为正，,黑色,为负。如果反偏，说明实际电压,/,电流方向与参考方向相反，对调表笔即可。,3,测量电阻,待测电路或元件必须不带电；可用于判断电路通断,.,1.,先进行调零，使指针指向“,0,”,2.,选择合适档位，表盘格数为,100,，计算每格对应读数,3.,读取格数，两格之间估计读数，如：,32.5,4.,如果档位是,10V,则实际读数为,32.5X0.1V=3.25V,不同档位如何读数？,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。,三、实验原理,V,A,2,仪表内阻模型,电压表相当于,理想电压表,并联一只电阻,电流表相当于,理想电流表,串联一只电阻,3,测量误差,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。这种测量误差值的大小与仪表本身内部等效阻值（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,。,1,理想表计,4,测量内阻的方法,分流法测量电流表的内阻,A,为被测内阻,(R,A,),的直流电流表。,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,，调节电阻箱,R,B,的阻值，使电流表的指针指在,1/2,偏转位置。此时有：,I,A,I,S,I/2 I,R,A,R,B,R,1,1,分压法测量电压表的内阻,V,为被测内阻,(R,V,),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,U,，使电压表,V,的指针为满偏转。然后断开开关,S,，调节,R,B,使电压表,V,的指示值减半。此时有：,Uv,U,S,I/2 U,R,V,R,B,R,1,。,R,1,R,1,U,R,1,为固定电阻器的电阻值,R,B,可由电阻箱的刻度盘上读得,三、实验内容和步骤,1,、实验设备,序号,名称,型号与规格,数量,备注,1,可调直流稳压电源,030V,二路,选择,A,或,B,2,可调恒流源,0500mA,1,实际能力为,50mA,3,指针式万用表,MF-47,1,被测对象,4,可调电阻箱,09999.9,1,HE-19,5,电阻器,按需选择,按需选择,HE-11,2,、接线示意图,X1000,X100,X10,X1,X0.1,X0.01,R,1,（,1,）电阻箱由六个可调电阻器组成，可串联连接，直接读数,（,2,）数字毫安表与电流源串联,12.5,12.56,数字直流毫安表,直流电流源,3.,根据“分压法”原理测定指针式万用表直流电压,2.5V,和,10V,档量限的内阻,。,被测电压表,量,限,S,闭合时,表读数,（,V,）,S,断开时,表读数,（,V,）,R,B,(K,),R,1,(K,),计算内阻,R,V,（,K,）,S,(,/V),2.5V,10V,（,1,）从实验台下部找出实验模板,HE-19,HE-11,（,2,）连接实验电路，,R,1,来自,HE-11,，,R,B,来自,HE-19,，开关“闭合”,（,3,）电压源,Ua,微调钮到最小（左旋）,与数字直流电压表并连，调整到所需电压（,2.5V/10V,）,（,4,）开关“断开”，调整电阻,R,B,使电压指示,1/2,处,（,5,）读取电阻值,R,1,R,B,，,计算,R,1+,R,B,（,6,）重复（,3,）,（,5,）,4.,根据“分流法”原理测定指针式万用表（,MF-47,型）直流电流,0.5mA,和,5mA,档量限的内阻。,被测电流表,量限,S,断开时,表读数,（,mA,）,S,闭合时,表读数,（,mA,）,R,B,（,）,R,1,（,）,计算内阻,R,A,（,）,0.5 mA,5 mA,（,1,）连接实验电路，,R,1,来自,HE-11,，,R,B,来自,HE-19,，开关“断开”,（,2,）恒流源微调钮到最小（左旋）,选择,50mA,档,与数字直流电流表串接（,20mA,档），调整到所需电流（,0.5mA/5mA,）,（,3,）开关“闭合”，调整电阻,R,B,使电流指示,1/2,处,（,4,）读取电阻值,R,1,R,B,，,计算,R,1,/R,B,（,5,）重复（,2,）,（,4,）,5.,用指针式万用表直流电压,10V,档量程测量图,1-3,电路中,R,1,上的电压,U,R1,之值，并计算测量的绝对误差与相对误差,。,U,R,2,R,1,R,10V,(K,),计算值,U,R1,（,V,）,实测值,U,R1,(V),绝对误差,U,相对误差,(,U/U,R1,),100%,12V,10K,50K,U,的数值以实验台直流数字电压表读数为准,R1,、,R2,以标称值为准,四、实验注意事项,1.,实验台上配有实验所需的恒流源，在开启电源开关前，应将恒流源的输出粗调拨到,2mA,档，输出细调旋钮应调至最小。按通电源后，再根据需要,缓慢调节,。,2.,当恒流源输出端接有负载时，如果需要将其粗调旋钮由低档位向高档位切换时，必须先将其,细调旋钮调至最小,。否则输出电流会突增，可能会损坏外接器件。,3.,电压表应与被测电路,并联,使用，电流表应与被测电路,串联,使用，并且都要注意极性与量程的合理选择。,4.,本实验仅测试指针式仪表的内阻。,R,1,可在,HE-11,、,HE1-19,上选择，如单个电阻器不够大，可以多个串联。,R,B,由电阻箱上多个十进制电阻串联组成。,R,1,、,R,B,电阻值尽量相近,。,五、思考题,1.,根据实验内容,3,和,4,，若已求出,0.5mA,档和,2.5V,档的内阻，可否直接计算得出,5mA,档和,10V,档的内阻？,2.,为什么当电压表的内阻与被则电路的电阻相近时，测得值的误差比较大？,3.,电源电压数值和电阻标称值是真实实际值吗？对实验方法有什么改进建议？,六、实验报告的填写,1,。实验前要,预习,并准备实验记录表格；,2,。实验中注意填写实验数据并,记录,实验条件,；,3,。实验完毕检查无误后请指导老师,签字,认可；,4,。带回实验数据，填写结果,分析,、思考题、心得体会、意见建议等内容。,