常用电工仪表的使用与测量误差的计算结果怎么写

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，当测量计仪表一旦接入电路，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。

1 理想表

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。

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。

4. 伏安法测电阻

伏安法测电阻是电学的基础实验之一。它的原理是欧姆定律。根据欧姆定律的变形公式可知，要测某一电阻的阻值，只要用电压表测出两端的电压，用电流表测出通过的电流，代入公式即可计算出电阻的阻值。

图1 电路图

但是，由于所用电压表和电流表都不是理想电表，即电压表的内阻并非趋近无穷大，电流表也在内阻，因此实验测量出的电阻值与真实值不同，存在误差。为了减少测量过程中的系统误差，通常伏安法测电阻的电路有两个基本连接方法：内接法和外接法（如图1所示）。

那么对于这两个基本电路该如何选择呢？下面从误差入手进行分析。

图2　外接法

外接法：

在图2的外接法中，考虑电表内阻的存在，则电压表的测量值为两端的电压，电流表的测量值为干路电流，即流过待测电阻的电流与流过电压表的电流之和，此时测得的电阻为与的并联总电阻，即：

＜（电阻的真实值）

此时给测量带来的系统误差方根来源于的分流作用，系统的相对误差为：

（1）

内接法：

图3 内接法

在图3内接法中，电流表的测量值为流过待测电阻和电流表的电流，电压表的测量值为待测电阻两端的电压与电流表两端的电压之和，即：

＞（电阻的真实值）

此时给测量带来的系统误差主要来源于的分压作用，其相对误差为：

（2）

综上所述，当采用电流表内接法时，测量值大于真实验值，即“内大”；当采用电流表外接法时，测量值小于真实值，即“外小”。从（1）式可知，只有当》时，才有0，进而有，否则电表接入误差就不可忽略。同样，从（2）式也可以得到，只有当《时，才有0，进而。

三、实验内容

1.外接法测量内阻并计算误差

E

R

实测值

（V）

实测值

计算值

R

相对

误差

10V

200

10V

510K

10V

1K

10V

10K

10V

20K

10V

100K

2.内接法测量内阻并计算误差

E

R

实测值

（V）

实测值

计算值

R

相对

误差

10V

200

10V

510K

10V

1K

10V

10K

10V

20K

10V

100K

四、实验注意事项

1、控制屏提供所有实验的电源，直流稳压源和直流恒流源均可通过粗调（分段调）旋钮和细调（连续调）旋钮调节其输出量，并由指针式电压表和毫安表显示其输出量的大小，启动实验装置电源之前，应使其输出旋钮置于零位，实验时再缓慢地增、减输出。

2、稳压源的输出不允许短路，恒流源的输出不允许开路。

3、电压表应与电路并联使用，电流表与电路串联使用，并且都要注意极性与量

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。
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   

国际电工委员会规定的基本原则“所有仪表和测量装置的误差都必须进行实际测量，未经测 量，仅是以其他测量中计算出来的和引用电压，电流和功率因数组合的误差，不能作为评价装置基本误差的依据”。经独立计量检定的高精度电压、电流传感器与高 精度的功率计组合在一起，功率测量精度不一定高，可能包括下述原因：未作检定的电压、电流传感器的相位指标可能影响计量结果；传感器与功率计之间的接口可 能存在匹配问题；传感器与功率之间的传输环节可能带来损耗或引入干扰。整体溯源是AnyWay变频功率测试系统的重要特点，测试系统通过整体溯源来保证检定结果与实际应用的一致性。标定的精度即为整个测量系统的精度，前端传感器采用前端数字化技术，在测量前端就将被测对象转换为数字信号，然后通过光纤传输至WP4000变频功率分析仪。由于采用光纤及数字传输技术，在传输过程中不会引入电磁干扰，消除长距离传输引起的线路传输损耗，传感器的精度即为系统精度。