实验一 基本电工仪表的使用与测量误差的计算

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则电流表的内阻RA=R。
2.用“分压法”测量电压表的内阻
设被测电压表的内阻为RV,满量程电压为Um,测试电路如图1-3所示,首先闭合开关S,调节恒压源的输出电压U,使电压表指针达到满偏转,即U=UV=Um。然后断开开关S,并保持U值不变,调节电阻箱R的阻值,使电压表的指针在1/2满量程位置,即UV=Um=Um/ 2
表1-3 方法误差的测量与计算
RV
计算值U2
实测值U2′
绝对误差
△U=U2-U2′
相对误差
五、实验注意事项
1.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,并由该组件上的数字电压表、数字毫安表显示其输出量的大小。在启动这两个电源时,应显示其输出电压或电流调节旋钮置零位,待实验时慢慢增大。
三、实验设备
1.直流数字电压表、直流数字电流表(EEL-06组件或EEL系列主控制屏)
2.恒压源(EEL-Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均含在主控制屏上,根据用户的要求,可能有两种配置:(1)+6V(+5V),+12V,0-30V可调或(2)双路0-30V可调。)
3.恒流源(0-500mA可调)
4.EEL-23组件(含电阻箱、固定电阻、电位器)或EEL-51组件
3.用量程为10A的电流表测实际值为8A电流时,仪表读数为8.1A,求测量的绝对误差和相对误差。
4.如图1-4a、b为伏安法测量电阻的两种电路,被测电阻的实际值为R,电压表的内阻为RV,电流表的内阻为RA,求两种电路测电阻R的相对误差。
七、实验报告要求
1.据表1-1和表1-2数据,计算个被测仪表的内阻值,并与实际的内阻值相比较;
表1-2 电压表内阻测量数据
被测表量程
(V)
S闭合,调Baidu Nhomakorabea恒压源
使U=UV=Um(V)
S断开,调节电阻R,
使UR=UV=Um/2(V)
R
(Ω)
计算内阻RV
(Ω)
1
10
3.方法误差的测量和计算
实验电路如图1-1所示,其中R1=300Ω,R2=200Ω,电源电压U=10V(可调恒压源),用直流电压表10V档量程测量R2上的电压U2之值,并计算测量的绝对误差和相对误差,试验和计算数据记入表1-3中。
5.EEL-30组件(含磁电式表头1mA、160Ω,倍压电阻和分流电阻,电位器)
四、实验内容
1.据“分流法”原理测定直流电流表1mA和10mA量程的内阻
实验电路如图1-2所示,其中R为电阻箱,用×100Ω、×10Ω、×1Ω三组串联, 电流表用表头和电位器RP2串联组成,10mA电流表由1mA于分流电阻并联而成,两个电流表都需要与直流数字电流表串联(采用20mA量程档),由可调恒流源供电,调节电位器RP2校准满量程。实验电路中的电源用可调恒流源,测试内容见表1-1,并将实验数据记入表中。
可见,仪表的内阻是一个十分关键的参数。通常用以下方法测量仪表的内阻。
1.用“分流法”测量电流表的内阻
设被测电流表的内阻为RA,满量程电流为Im,测试电路如图1-2所示,首先断开开关S,调节恒流源的输出电流I,使电流表指针达到满偏转,即I=IA=Im。然后和上开关S,并保持I值不变,调节电阻箱R的阻值,使电流表的指针在1/2满量程位置,即IA=IS=Im/2
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、预习与思考题
1.根据已知表头的参数(1mA、160Ω),计算出组成1V、10V电压表的倍压电阻和1mA、10mA的分流电阻。
2.若根据图1-2和图1-3已测量出电流表1mA档和电压表1V档的内阻,可否直接计算出10mA档和10V档的内阻?
则电压表的内阻RV=R。
图1-1电路中,由于电压表的内阻RV不为无穷大,在测量电压时引入的方法误差计算如下:
R2上的电压为: ,若R1=R2,则U2=U/2
现用一内阻RV的电压表来测U2值,当RV与R2并联后, ,以此来代替上式的R2,则得
绝对误差为
若R1=R2=RV,则得△U=U/6
相对误差
本试验使用的电压表和电流表采用表头(1mA、160Ω)及其制作的电压表(1V、10V)和电流表(1mA、10mA)。
表2-1 电流表内阻测量数据
被测表量程
(mA)
S断开,调节恒流源
使I=IA=Im(mA)
S闭合,调节电阻R,
使IR=IA=Im/2(mA)
R
(Ω)
计算内阻RA
(Ω)
1
10
2.根据“分压法”原理测定直流电压表1V和10V量程的内阻
实验电路如图1-3所示,其中R为电阻箱,用×1000Ω、×100Ω、×10Ω、×1Ω四组串联,1V、10V电压表分别用表头、电位器RP1和倍压电阻串联组成,两个电压表都需要与直流数字电压表并联,由可调恒压源供电,调节电位器RP1校准满量程。实验电路中的电源用可调恒压源,测试内容见表1-2,并将实验数据记入表中。
实验一基本电工仪表的使用与测量误差的计算
一、实验目的
1.熟悉实验台上仪表的使用和布局;
2.熟悉恒压源与恒流源的使用和布局;
3.掌握电压表、电流表内电阻的测量方法;
4.掌握电工仪表测量误差的计算方法。
二、实验原理
通常,用电压表和电流表测量电路中的电压和电流,而电压表和电流表都具有一定的内阻,分别用RV和RA表示。如图1-1所示,测量电阻R2两端电压U2时,电压表与R2并联,只有电压表内阻RV无穷大,才不会改变电路原来的状态。如果测量电路的电流I,电流表串入电路,要想不改变电路原来的状态,电流表的内阻RA必须等于零。但实际使用的电压表和电流表一般都不能满足上述要求,即它们的内阻不可能为无穷大或者为零,因此,当仪表接入电路时都会使原来的状态发生变化,使被测的读数值与电路原来的实际值之间产生误差,这种由于仪表内阻引入的测量误差,称之为方法误差。显然,方法误差值的大小与仪表本身内阻值的大小密切相关,我们总是希望电压表的内阻越接近无穷大越好,而电流表的内阻越接近零越好。
2.根据表1-3数据,计算测量的绝对误差和相对误差;
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