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
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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 RVR1
RV与R1并联后，RAB＝───，以此来替代 RV＋R1 RVR1 ──── RV＋R1
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上式中的R1，则得U'R1＝────── U 图 1-3RVR1 ───＋R2 RV＋R1 RVR1 ────
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 2
RV(R1＋2R1R2＋R2)＋R1R2(R1＋R2) U
若 R1＝R2＝RV，则得△U ＝－─6 v
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
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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 (%) RX RX
（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0.5mA
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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？
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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
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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KVL
KCL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
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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
在线性电路中，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，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
（2）以图，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。
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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
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。
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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
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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。 2、根据实验数据表格，进行分析、比较、归纳，总结实验结论。 3
篇三：基本电工仪表的原理与使用 基本电工仪表的原理与使用 一、 实验目的
（一）熟悉电压表、电流表、欧姆表的基本原理，组装简易万用表。
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（二）学习校验电工仪表的基本方法。
（三）了解基本电工仪表的使用常识及其对被测电路的影响。
二、 实验仪器设备
（一）简易万用表组装实验板 （二）直流稳压电源 （三）0.5级标准直流电压表和直流电流表 （四）500型万用表
（五）滑线变阻器，标准电阻箱及电阻板 三、 说明 （一）图1.1为自装简易万用表原理图。其中K1、K2是两个机械上联动的“单刀多投”旋转开关，搬动公共旋钮，动端（M、
N）可同时换位，以改变测量功能及量程。
图1.2为简易万用表组装实验板的元件布置示意图。其中K1、K2被表达成平动式，可理解为动端M、N两个箭头在上下两条组线上滑动，同步换位。在实际万表原理图中也经常采用这种方法表示旋转开关。
（二）图1.1中，表头满偏电流Ig=100?A，表头内阻Rg=2.5k?。 （三）待装万用表测量功能及量程如下： 电阻档：×1k量程[即表盘读数（?）×1000]，标称中 心阻值为15k?。
直流电压档：2V和10V量程。 图1.1
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图1.2 *
（四）质量指标：
电阻档中心阻值相对误差 直流电压、电流档各量程的准确等级不劣于2.5级。 四、 预习内容
（一）仔细阅读附录中有关500型万用表和晶体管直流压电源的使用说明，及本实验后的附录。
（二）阅读各项实验内容，看懂有关原理，明确实验目的。 （三）根据图1.1电路，弄懂测量未知电阻Rx的原理，写出能够说明测量原理的表达式。
（四）计算图1.1电路中各电阻的阻值（设电池电压变化范围为1.2~1.7伏），并说明Rw的作用是什么？ （五）设图1.1中电池电压为标称值1.5V时，为使表头指针正好指在中间，Rw应等于多少？表盘中心的阻值刻度数为多少？（该值称为电阻档的标称中心阻值）。 （六）根据图1.1画出图1.2的联接图。 （七）设计实验五的原理图，并写出实验步骤。 五、 实验内容
（一）初步熟悉500型万用表的使用方法。 1．用该表测量实验板上电池的端电压E= 伏。
2．测量实验板上各电阻的阻值，记录于表1.1中，并
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与预习内容（四）相比较。注意改换量程时，务必重新调零。 1.1 表
思考1：正在通电运行的某电阻R能否用万用表?档直接测得R的阻值？为什么？ （二）组装简易万用表 按照图1.2 a
（三）对自装万用表进行校验 1．校验电阻挡 （1）将换档开关置于?档。 图1.3 b
（2）调零：将两个测量表笔短接，调节Rw，使表针指在0?处。
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