一、 基本电工仪表的使用及测量误差的计算 2
二、 减小仪表测量误差的方法 5
三、 电流表、电压表的设计及量程扩展 8
四、 指针式欧姆表的设计和测试 11
五、 已知和未知电阻元件伏安特性的测绘 14
六、 电位、电压的测定及电位图描绘 17
七、 基尔霍夫定律的验证 18
八、 线性电路叠加原理和齐次性的验证 20
九、 电压源与电流源的等效变换 21
十、戴维宁定理和诺顿定理的验证 23
十一、等效网络变换原理与测试 26
十二、最大功率传输条件的测定 27
十三、受控源的设计和研究 29
十四、直流双口网络测试 32
十五、止弦稳态交流电路相量的研究 35
十六、典型电信号的观察与测量 37
十七、RC-阶电路的响应测试 39
十八、二阶动态电路响应的研究 41
十九、R、L、C元件阻抗特性的测定 43
二十、交流电路频率特性的测试 44
二十一、交流串联电路的研究 46
二十二、负阻抗变换器 49
二十三、回转器 51
二十四、RC网络频率特性的测试 54
二十五、R、L、C串联揩振电路的研究 56
二十六、不同波形电压有效值、平均值、峰值的测试 59
二十七、互感电路测量 61
二十八、单相铁心变压器特性的测试 63
二十九、单相电度表的校验 65
三十、 功率因数及相序的测量 68
D 鼻
图1-1
可调稳压源
图1・2
U'r\ =
RvR\
v 1 +/?. Rv + R\
绝对误无为△ U=U，r] — Uri =
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
1.熟悉实验台上各类电源及各类测最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。
二、 原理说明
1.为了准确地测量电路屮实际的电压和电流，必须保证仪表接入电路厉不会改变被测 电路的工作状态。这就要求电压表的内阻为无穷人、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谋差。这种测量谋差值 的人小与仪表木身内阻值的人小密切相关。只要测出仪表的内阻，即可计算出由其产生的 测量课差。以卜•介绍儿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(RJ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,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="2
Ra=Rb〃Ri
R.为固定电阻器之值，RB HJrtl电阻箱的刻度盘上读得。
3.用分压法测量电压表的内阻。
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。然厉断开开关S,调节 Rb使电压表V的指示值减半。此时有：Rv=Rb+Ri 电压表的灵敏度为：S = R\，/U(Q/V) o式屮U 为电压表满偏时的电压值。
4•仪表内阻引入的测量课差(通常称之为方法课
差，而仪表本身结构引起的误差称为仪表基本误差)的计算。
(1)以图1・3所示电路为例，R】上的电压为UR1=-^—
R\ +R2
现用一内阻为Rv的电压表來测量Uri值，当Rv与R1并联后,
Rab=-^^，以此来替代上式中的R],则得
Rv + &
Rv $
-叶 R2U
+2/?]/?2 + Z?2"" ）+& 尺2（R] + Rj）
若 Ri = R2=Rv，则得AU =-—
6
相对槪气严XI。吩幫® %十3.3%
由此nJ见，当电压表的内阻与被测电路的电阻相近时，测得值的误差是非常大的。
（2）伏安法测量电阻的原理为: Ur,则其阻值 RX=Ur/Iro K 1-4 （a）、（b）为伏安法测量电阻的两 种电路。设所用电压表和电流表的 内阻分别为 Rv=20KQ , Ra二 100 Q , 电源U二20V,假定Rx的实际值为 R=10KQ。现在來计算用此两电路 测量结果的谋差。
测出流过被测电阻Rx的电流Ir及具两端的电压降
20
电路（a）：
U
RVRX 心+ v % 心+心
0.1 +
10x20
10 + 20
=2.96（加1）
5
19.73
"2.96
=6.666
（K Q ）。相对误并 M =鱼泸=6 66^ 10 X1 °0% "34%
电路（b） :/^=—-—二」2_ “.98（曲），UR = U =20（V） R a + R x 0.1 +10
g牛哉"（KQ）。相对误差4罟XI。。％"%
由此例，既可看出仪表内阻对测量结果的影响，也可看出采用正确的测量电路也可获 得较满
意的结果。
三、实验设备
序号 | 名称 | 型号与规格 | 数量 | 备注 |
1 | nJ调直流稳压电源 | 0 〜30V | 二路 | |
2 | 可调恒流源 | 0 〜500mA | 1 | |
3 | 指针式万用表 | MF-47或其他 | 1 | 口备 |
4 | 可调电阻箱 | 0 〜9999.9 Q | 1 | HE-19 |
5 | 电阻器 | 按需选择 | HE-11A | |
四、实验内容
1.根据“分流法”原理测定指针式力川表(MF・47型或其他型号)直流电流0.5mA 和5mA档量限的内阻。线路如图1・1所示。Rb可选用HE・19中的电阻箱(下同)。
被测电流表量限 | S断开时的表 读数(mA) | S闭合时的表 读数(mA) | Rb (Q) | Ri (Q) | 计算内阻Ra (Q) |
0.5 mA | |||||
5 mA | |||||
2.根据“分压法”原理按图1・2接线，测定指针式万用表直流电压2.5V和10V档最 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) | Rb (KQ) | R】 (KQ) | 计算内阻Rv (KQ) | S (Q/V) |
2.5V | ||||||
10V | ||||||
3.用指针式万用表直流电压10V档量程测量图1-3电路中&上的电压UbZ值，并 计算测量的绝对误差与相对误差。
U | r2 | Ri | Riov (KQ) | 计算值Uri (V) | 实测值Ub (V) | 绝对误差 AU | 相对误差 (AU/UR1)X100% |
12V | 10K Q | 50KQ | |||||
五、实验注意事项
L实验台上配冇实验所需的怛流源，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.当恒流源输出端接冇负载时，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绘小。否则输出电流会突增，可能会损坏外接器件。
3.实验前应认真阅读直流稳压电源的使用说明书，以便在实验中能正确使用。
4.电压农应与被测电路并联使用，电流农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。
5.本实验仅测试指针式仪表的内阻。由于所选指针表的型号不同，本实验中所列的电 流、电压量程及选用的Rb、&等均会不同。实验时请按选定的表型自行确定。
六、 思考题
1.根据实验内容1和2,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.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
対误差。
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)。
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