实验报告基本电工仪表的使用.docx

实验报告基本电工仪表的使用实验报告基本电工仪表的使用篇一：实验一基本电工仪表的使用及测量误差的计算实验一 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IA＝IS＝I/2∴ RA＝RB∥R1 可调电流源R1 为固定电阻器之值，RB 可由电阻箱的刻度盘上读得。

图 1-1 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 的指针为满偏转然后 断开开关 S，调节 RB 使电压表V 的指示值减半 此时有：RV＝RB＋R1电压表的灵敏度为：S＝RV/U (Ω/V) 式中 U 为电压表满偏时的电压值4. 仪表内阻引起的测量误差（通常称之为方 可调稳压源 法误差， 而仪表本身结构引起的误差称为仪表基图 1-2 本误差）的计算1）以图 1-3 所示电路为例，R1 上的电压为 R1 1 UR1＝─── U，若 R1＝R2，则 UR1＝─ U R1＋R2 2现用一内阻为 RV 的电压表来测量 UR1 值，当RVR1RV 与 R1 并联后，RAB＝───，以此来替代RV＋R1RVR1 ────RV＋R1上式中的 R1，则得 U'R1＝────── U 图 1-3RVR1───＋R2 RV＋R1RVR1────RV＋R1 R1 绝对误差为△U＝U'R1－UR1＝U(─────— － ────)RVR1 R1＋R2 ───＋R2 RV＋R1－R2 1R2U化简后得 △U＝───────────────── 2 2RV(R1＋2R1R2＋R2)＋R1R2(R1＋R2)U若 R1＝R2＝RV，则得△U ＝－─6v U'R1－UR1-U/6相对误差 △U％＝─────×100％＝──×100％＝－33.3% UR1 U/2由此可见，当电压表的内阻与被则电路的电阻相近时，测量的误差是非常大的。

2）伏安法测量电阻的原理为：测出流过被测电阻 RX的电流 IR 及其两端的电压降 UR，则其阻值 RX=UR/IR实际测量时，有两种测量线路，即：相对于电源而言，①电流表 A（内阻为 RA）接在电压表 V（内阻为 RV）的内侧；②A 接在 V 的外测两种线路见图 1-4（a） 、 （b） 由线路（a）可知，只有当 RX＜＜RV 时，RV 的分流作用才可忽略不计，A 的读数接近于实际流过 RX 的电流值图（a）的接法称为电流表的内接法由线路(b)可知，只有当 RX＞＞RA 时，RA 的分压作用才可忽略不计，V 的读数接近于 RX 两端的电压值图（b）的接法称为电流表的外接法实际应用时，应根据不同情况选用合适的测量线路，才能获得较准确的测量结果以下举一实例在图 1-4 中，设：U=20V，RA=100Ω，RV=20KΩ假定RX 的实际值为 10KΩ 如果采用线路(a)测量，经计算，A、V 的读数分别为 2.96mA 和 19.73V，故RX=19.73÷2.96=6.667(KΩ), 相对误差为：（6.667－10）÷10×100=－33.3 (%) 如果采用线路(b)测量，经计算，A、V 的读数分别为 1.98mA 和 20V，故 RX=20÷1.98=10.1(KΩ), 相对误差为：（10.1－10）÷10×100=1 (%)RXRX（a）图 1-4(b) 三、实验设备四、实验内容1. 根据“分流法”原理测定指针式万用表（MF-47 型或其他型号）直流电流 0.5mA2. 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 档量限3. 用指针式万用表直流电压 10V 档量程测量图 1-3电路中 R1 上的电压 U’R1 之值，并计算测量的绝对误差与相对误差。

五、实验注意事项1. 在开启 DG04 挂箱的电源开关前，应将两路电压源的输出调节旋钮调至最小（逆时针旋到厎） ，并将恒流源的输出粗调旋钮拨到 2mA 档，输出细调旋钮应调至最小接通电源后，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接，电流表应与被测电路串接， 并且都要注意正、负极性与量程的合理选择4. 实验内容 1、2 中，R1 的取值应与 RB 相近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、R1 等均会不同实验时应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. 分析实验结果，总结应用场合3. 对思考题的计算。

4. 其他（包括实验的心得、体会及意见等） 篇二：实验 1.1 电工实验基本仪器仪表的使用第 1 章 电工（电路）实验1 电工（电路）实验实验 1.1 基本仪器仪表的使用及基本定理的测定 一、实验目的 （1）熟悉电工实验工作台的结构特点及其器件的使用，掌握实验的基本方法 （2）熟悉电工仪器仪表的主要技术性能指标及其使用方法，掌握电压、电流等电路基本参数的测量方法和测量误差的计算方法3）验证基尔霍夫定律和叠加原理的正确性，加深对基尔霍夫定律和叠加原理的理解二、实验设备及材料通用电学实验台，直流稳压电源，直流电压表、直流电流表（或万用表） ，电阻和导线一批三、实验原理1、电路基本参数测量电压、电流等电路基本参数测量，主要是利用电压表、电流表（或万用表）进行直接测量在测量电压时，应把电压表并联在被测负载的两端为了使电压表并入后尽量不影响电路原工作状态，要求电压表的内阻远大于被测负载的电阻测量电流时，电流表必须串联在被测电路中电流表的内阻都很小，如果把电流表并接在负载两端，电流表将因流过很大的电流而烧毁测量直流电压和直流电流时，常用磁电式电流表在使用时必须注意仪表的正负极性必须和电路一致，否则仪表的指针将会反转，可能造成仪表损坏。

测量交流电压和交流电流时，常用电磁式电流表交流表的使用方法与直流表相同，只是没有极性之分，其测量的是有效值2、基尔霍夫电流定律 KCL 和电压定律 KVLKCL 指出：在电路中，在任何时刻，流进和流出任何一个节点的电流代数和为零即：∑i(t)=0，或 ∑I =0 (直流电路） KVL 指出：在电路中，在任何时刻，任何一个回路或网络的电压降的代数和为零即：∑u(t)=0，或 ∑U =0 (直流电路） KCL 和 KVL 是电路分析理论中最重要的基本定律，适用于线性电路、非线性电路、时变或非时变电路的分析和计算；也适用于时域或其他域（如频域）电路3、叠加原理性电路中，任何一条支路的电流（或其两端的电压） ，都可以看成是由电路中各个电压源（或电流源）单独作用时，在此支路中产生的电流（或电压）的代数和某电压源（或电流源）单独作用时，其他所有电压源（或电流源）均置零，即理想1 实验 1.1 基本仪器仪表的使用及基本定理的测定电压源短路，理想电流源开路4、实验电路实验电路如图 1.1.1 所示，其中电路元件的参考值为：R1=150Ω，R2=100Ω，R3=300Ω，R4=100Ω，R5=200Ω，US1=12V，US2=6V。

图 1.1.1 实验 1.1 实验电路四、实验内容1、电路基本参数测量（基本测量方法练习实验） （1）按图 1.1.1 所示连接实验电路2）以图 1.1.1 中的 G 点作为电位的参考点，用直流电压表（或万用表直流电压档）分别测量各点的电位UA、UB、UC、UD、UE，及相邻两点之间的电压值UAB、UBC、UCD、UDE、UEG、U GA，并对以上测量项目进行理论计算，将数据记入表 1-1-1 中表 1-1-1 电压测量数据记录 /V（3）用直流电流表（或万用表直流电流档）分别测量图 1.1.1 中三支路电流 I1、I2 及 I3，并对以上测量项目进行理论计算，将数据记入表 1-1-2 中表 1-1-2 电流测量数据记录与基尔霍夫电流定律的验证/mA实验注意事项： ①使用指针式仪表时，要特别注意指针的偏转情况，及时调换表笔的极性，防止指针打弯或损坏仪表②电位是相对于某参考点的电压值测量电位时，把万用表调到相应的电压量程，用负极黑色表笔接参考电位点，正极用红色表笔接触被测点若指针正向偏转，则表明2该点电位为正，即高于参考点电位；若指针反向偏转，应调换万用表的表笔，此时读出的读数应加一负号，表明该点电位低于参考点电位。

③电压是任意两端之间的电位差如测量电压 UAB 时，应先用黑色表笔接 B 点，用红色表笔接 A 点若指针正向偏转，则表明该电压值为正；若指针反向偏转，应调换万用表的表笔，并表明该电压值为负值④直流电流的测量同样应注意标定的参考方向与及数值的正负问题测量直流电流时，首先按标定的电流参考方向（从正极流向负极）接入直流电流表，若指针正向偏转，则表明该电流值为正，实际电流方向与参考方向相同；若指针反向偏转，应调换万用表的表笔，并表明该电压值为负值，实际电流方向与参考方向相反⑤所有需要测量的电压、电流值，均应以电压表、电流表测量的读数为准，不能采用电源表盘的指示值⑥要防止电压源两端碰线电路、电流源两端开路注意及时更换仪表的量程使用万用表时还要注意测量对象，特别注意不要把电流表并联在电路的两端2、基尔霍夫定律的验证（验证性实验）（1）选择实验电路中的任何一个闭合回路，直接引用表 1-1-1 中已有的电压测量数据，填写表 1-1-3，验证基尔霍夫电压定律的正确性2）根据前面电流测量数据（表 1-1-2） ，验证基尔霍夫电流定律的正确性（直接填入表 1-1-2 中） 表 1-1-3 基尔霍夫电压定律的验证 /V 3、叠加原理的验证（综合设计性实验）参照基尔霍夫定律的验证实验，设计验证叠加原理的实验。

要求设计验证实验电路（给出电路中各元器件的具体参数） ，列出实验所需要的主要设备和材料，写出实验内容（实验方法与步骤） ，画出相应的实验数据记录表格，并进行实验验证五、预习要求1、学习实验室规章制度和安全用电知识熟悉实验室供电情况 2、到实验室熟悉实验使用的实验工作台，了解实验器件，掌握实验方法 3、阅读常用电工仪器仪表说明书（使用手册） ，了解仪器仪表的主要技术性能指标及其使用方法熟悉电压、电流等电路基本参数的测量方法和测量误差的计算方法4、熟悉实验原理，了解实验内容，完成数据记录表格中有关的理论计算 5、确定综合设计性实验（实验内容3）方案六、实验报告与思考题1、按实验内容整理记录数据，分析误差并解释原因。