1、基本電工儀表的原理與使用一、 實驗目的（一）熟悉電壓表、電流表、歐姆表的基本原理，組裝簡易萬用表。（二）學習校驗電工儀表的基本方法。（三）了解基本電工儀表的使用常識及其對被測電路的影響。二、 實驗儀器設備（一）簡易萬用表組裝實驗板（二）直流穩(wěn)壓電源（三）0.5級標準直流電壓表和直流電流表（四）500型萬用表（五）滑線變阻器，標準電阻箱及電阻板三、 說明（一）圖1.1為自裝簡易萬用表原理圖。其中K1、K2是兩個機械上聯動的“單刀多投”旋轉開關，搬動公共旋鈕，動端（M、N）可同時換位，以改變測量功能及量程。圖1.2為簡易萬用表組裝實驗板的元件布置示意圖。其中K1、K2被表達成平動式，可理解為動端M

2、、N兩個箭頭在上下兩條組線上滑動，同步換位。在實際萬表原理圖中也經常采用這種方法表示旋轉開關。（二）圖1.1中，表頭滿偏電流Ig=100mA，表頭內阻Rg=2.5kW。（三）待裝萬用表測量功能及量程如下：電阻檔：×1k量程即表盤讀數（W）×1000，標稱中心阻值為15kW。直流電壓檔：2V和10V量程。圖1.1直流電流檔：5mA和10mA量程。圖1.1*+2.5kW 100mAWUmARWR55mAR410VR32VR21kWR110mA圖1.2MNE（四）質量指標：電阻檔中心阻值相對誤差<10%。直流電壓、電流檔各量程的準確等級不劣于2.5級。四、 預習內容（一）仔

3、細閱讀附錄中有關500型萬用表和晶體管直流壓電源的使用說明，及本實驗后的附錄。（二）閱讀各項實驗內容，看懂有關原理，明確實驗目的。（三）根據圖1.1電路，弄懂測量未知電阻Rx的原理，寫出能夠說明測量原理的表達式。（四）計算圖1.1電路中各電阻的阻值（設電池電壓變化范圍為1.21.7伏），并說明Rw的作用是什么？（五）設圖1.1中電池電壓為標稱值1.5V時，為使表頭指針正好指在中間，Rw應等于多少？表盤中心的阻值刻度數為多少？（該值稱為電阻檔的標稱中心阻值）。（六）根據圖1.1畫出圖1.2的聯接圖。（七）設計實驗五的原理圖，并寫出實驗步驟。五、 實驗內容（一）初步熟悉500型萬用表的使用方法。1

4、用該表測量實驗板上電池的端電壓E=伏。2測量實驗板上各電阻的阻值，記錄于表1.1中，并與預習內容（四）相比較。注意改換量程時，務必重新調零。表1.1R1R2R3R4R5思考1：正在通電運行的某電阻R能否用萬用表W檔直接測得R的阻值？為什么？ab10kW電阻箱圖1.3（二）組裝簡易萬用表按照圖1.2在實驗板上插接全部線路，并認真復查。（三）對自裝萬用表進行校驗1校驗電阻擋（1）將換檔開關置于W檔。（2）調零：將兩個測量表筆短接，調節(jié)Rw，使表針指在0W處。（3）測量中心阻值相對誤差：用所裝萬用表測量圖1.3中標準電阻Rab，調節(jié)電阻箱的阻值，使表針在標稱中心阻值處，記錄Rab=_W。于是：2校驗

5、直流電壓擋（1）將換擋開關置于2伏擋。（2）按圖1.4接線，其中U0是標準表，Ux是被校表。通電前，應將滑線變阻器調于最小輸出位置。（3）將電源電壓調到2.5伏左右，再調節(jié)滑線變阻器，使被校表讀數依次為表1.2所列各值，同時分別記下對應的標準表讀數。表1.2Ux(V)0.40.81.21.62.0U0(V)b（4）計算各次測量的滿刻度相對誤差b（引用誤差）圖1.43校檢直流電流擋將換檔開關置于5mA電流檔，將電源電壓調到6伏，按圖1.5接線，其中mA0為標準表，mAx為被校表。依電壓擋的檢驗方法，完成下列表格測量及計算任務。表1.3Ix(mA)12345I0(mA)b思考2：圖1.5中，1kW

6、電阻的作用是什么？圖1.5（四）研究電工儀表對被測電路的影響按圖1.6接線。分別用500型萬用表的直流電壓擋和0.5級標準直流電壓表測量A、B兩點間的電壓，記錄測量結果。A、B兩點間的電壓理論值應該是5V，這兩塊表的測量誤差是多少？記下這兩塊表的內阻，并分析之。圖1.6（五）設計型實驗：驗證戴維南定理現有晶體管穩(wěn)壓電源一臺（電壓調節(jié)范圍030V），萬用表一臺，標準電阻箱一臺，10kW電阻2個，1kW電阻1個。設計一個驗證戴維南定理的方法，畫出實驗電路圖，寫出實驗步驟，記錄實驗數據，并進行分析。圖1.5六、 總結要求（一）說明自裝萬用表質量指標如何，并簡略分析誤差原因。直流電壓擋、直流電流擋的準

7、確度等級確定方法如下：若某一擋（如直流2V擋）校驗數據中則該擋準確度等級不劣于2.5級。（二）討論實驗內容（四）的測量結果。（三）整理思考問題的答案，并回答如下問題：1自裝萬用表處于電阻擋時，紅（接+號端子）、黑（接*號端子）兩表筆中，哪只電位高，哪只電位低？試述利用萬用表W檔鑒別二級管極性的方法。2在用萬用表電阻擋測量電阻之前，需要做哪些準備工作？為什么？實驗一附錄 測量儀表的準確度與靈敏度一、 誤差及表達形式利用實驗手段測出被測量的測量值與該量的標準值進行比較，其差值稱為誤差。有三類量值常被用作被測量的標準值。（1）真值（A0）：真值就是被測量本身所有的真實值。真值一般是不可被測出來的。因

8、此真值也被稱為理論值或定義值。（2）指定值（As）：由國際組織或國家測量局設立各種標準器，并以它的測量值作為一種測量標準，這種標準值稱為指定值。（3）實際值（A）：在一般測量工作中，不可能將所有的測量儀器都直接與國際或國家標準器進行校準，而只能用準確度高一級或高幾級的儀器儀表測量值作為標準，并將這種標準值稱為實際值。誤差的表示方法主要有兩種：（1）絕對誤差DXDX=XAX測量值（也稱為示值）A實際值（2）相對誤差Dr（即：滿刻度相對誤差）X測量值A實際值Xm上量限值（即滿刻度值）二、電工儀表的準確度等級在規(guī)定的工作條件下，由于儀表本身的原因造成的測量誤差為基本誤差，而由于使用不當（即工作條件不

9、符合規(guī)定）而造成的除基本誤差之外的誤差稱為附加誤差。因為儀表在不同刻度點的絕對誤差略有不同，所以一般電工儀表的基本誤差（±K%）常用最大的引用誤差來表示：式中的K稱為儀表的準確度。我國的儀表按其準確度共分為0.1,0.2,0.5,1.0,2.0,2.5,5.0七個等級。0.1、0.2級表通常選作標準表。0.51.5級儀表多用于實驗室。2.55.0級通常用于要求不高的工程測量。由上式可知，測量時可能產生的最大絕對誤差若讀數為X，則測量結果可能出現的最大相對誤差Dr為：例如：500型萬用表直流電壓檔的準確度等級為2.5，若用此表50V量程檔去量30V電壓，可能出現的最大絕對誤差是

10、7;2.5%×50=±1.25V，最大的相對誤差是：，若用此表500V量程檔去量同一個電壓，則可能出現的最大絕對誤差是±2.5%×500=±12.5V，而最大的相對誤差是，儀表誤差占被測量41%，測量結果就不可信了。由此可見，測量結果的準確度不僅與儀表的準確度有關，而且還與被測量的大小有關。所用儀表確定后，選用的量程越接近被測量值，測量結果的誤差就越小。這就是為什么應使指針偏轉角大于滿刻度的2/3以上才讀取測量結果的原因。三、準確度等級的確定以校驗電壓表10伏檔（直流）為例。若假定被校表UX為2.0級，按規(guī)定要選用準確度比被校表高二級的表作為標

11、準表，所以選用0.5級表作為標準表UA。按圖1.7接線：選取幾個數據點來進行校驗，記錄數據并進行計算。則該表可定為2.0。圖1.7則應降低標準表的準確等級，再按上述做法重新交核。四、靈敏度靈敏度是用來表示儀表對被測量的反應能力的，它反映了儀表所能測量的最小測量。在指示儀表中，被測量的變化將引起儀表的可動部分偏轉角的變化，如果被測量變化了X，引起偏轉角的相應變化a，則a與X的比值就是儀表的靈敏度，用S表示：靈敏度過高，量限可能過小。故不能單純追求高靈敏度。靈敏度過低，又不能反應被測量較小的變化。萬用表電壓檔的靈敏度是用歐姆/伏來表示的。例500型萬用表500V以下的直流電壓檔靈敏度為20000W/V。這就告訴我500V以下的直流電壓