一、基本电工仪表的使用与测量误差计算

一、实验目的

1、学习直流稳压电源的使用方法。

2、掌握电压表、电流表内电阻的测量方法。 3、熟悉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，这种测量误差值的大小与仪表本身内阻值的大小密切相关。

图3-1-1

2、本实验测量电流表的内阻采用“分流法”，如图3-1-1所示。A为被测内阻（RA）的直流电流表，测量时先不接IS支路，调节电流源的输出电流I，使A表指针满偏转，然后接上IS支路，并保持I值不变，调节电阻箱RB的阻值，使电流表的指针指在 1∕2满偏转位置，此时有：

IA?IS?1 ∴RA?RB∥R1 2R1为固定电阻器之值，RB由电阻箱的刻度盘上读得。

3、测量电压表的內阻采用分压法，如图3-1-2所示。V为被测内阻(RV)的电压表，测量时先不接R1及RB，调节直流稳压源的输出电压使电压表V的指针满偏。然后接入R1及

RB，调节RB使电压表V的指示值减半。此时有：

RV?R1?RB

电阻箱刻度盘读出值RB加上固定电阻R1即为被测电压表的内阻值。 电压表的灵敏度为：

S?RV/U（?∕V）

图3-1-2 图3-1-3

4、仪表内阻引入的测量误差（通常称之为方法误差，而仪表本身构造上引起的误差称为仪表基本误差）的计算。

以图2-1-3所示电路为例，R2上的电压为：

UR1?R11U，若R1?R2，则UR2?U

R1?R22现用一内阻为RV的电压表来测量UR1值，当RV与R1并联后，

RAB?RVR1，以此来替代上式中的R1则得：

RV?R1/UR1RVR1RV?R1?U

RVR1?R2RV?R1/ 绝对误差： U?U?UR1?UR1RVR1RV?R1R2?(U?)

RVR1R1?R2?R2RV?R1?R12R2U 化简后得?U?() 22RV(R1?2R1R2?R2)?R1R2(R1?R2) 若R1?R2?RV，则得：

?U??U 6/?UR1?U6?UUR相对误差：?U％?100％?×100％=–33.3 ?1U2UUR1三、仪器设备

可调直流稳压源 可调恒流源 万用表

一台 一台 一块

四、实验内容

1、根据“分流法”原理测定FM-30型万用表直流毫安5mA和50mA档量限的内阻，线路如图3-1-1所示。数据记入表3-1-1。

表3-1-1

被测电流表量限 5ｍA 50ｍA R1 RB 计算内阻RA 2、根据“分压法”原理按图3-1-2接线，测定万用表直流电压1V和5V档量限的内阻。数据记入表3-1-2。

表3-1-2 被测电压表量限 1V 5V R1 RB

计算内阻RV S 3、用万用表直流电压5V档量程测量图3-1-3电路中R1上的电压UR1之值，并计算测量的绝对误差与相对误差。数据记入表3-1-3。

表3-1-3 U 10V /R1 10KΩ R2 20KΩ 计算UR1

测量UR1 /绝对误差 相对误差

五、注意事项

稳压源的输出不允许短路，恒流源的输出不允许开路。 六、思考题

1、根据实验内容1和2，若已求出5mA档和1V档的内阻，可否直接计算得出50mA档和5V档的内阻？

2、用量程为10A的电流表测实际值为8A的电流时，实际读数为8.1A，求测量的绝对误差和相对误差。

（a） （b）

图 3-1-4

3、如图3-1-4（a）、（b）为伏安法测量电阻的两种电路，被测电阻的实际值为RX，电压表的内阻为RV，电流表的内阻为RA，求两种电路测电阻RX的相对误差。

七、实验报告

1、列表记录实验数据，并计算各被测仪表的内阻值。 2、计算实验内容3的绝对误差与相对误差。 3、对思考题的计算。

4、其他（包括实验的心得、体会及意见等）。