仪表内阻对测量的影响

　　一、实验目的　　1、了解电压表、电流表内阻的测量方法；　　2、理解仪表内阻对测量误差的影响；　　3、掌握修正仪表内阻对测量误差影响的方法。

　　二、原理说明　　仪表内阻是指仪表在工作状态下，在仪表两个输入端子之间所呈现的等效电阻或阻抗。在精确测量中，必须考虑由于输入电阻有限所引起的测量误差。

　　例：使用内阻为Rv的电压表测量图6.3.1(a)所示电阻R2两端的电压值为V，估算由于电压表内阻所造成的电压误差大小。

　　(a) (b)

　　图6.3.1

　　当内阻有限的电压表并接到电阻R2两端时，利用戴维南定理从电压表两端将原电路简化，得到如图6.3.2所示等效电路，其中 是待测的理想电压值（表内阻为无限大），V是电压表的指示值，等效电阻上的电压降就是由于电压表内阻造成的误差。电压误差的大小为

　　(a) (b)

　　图6.3.2

　　同样的道理，若使用非理想电流表测量图6.3.1(b)中R2支路中的电流，也会产生误差。设内阻为RA的电流表测量R2支路中的电流值为I，从电流表两端可得到等效电路如图6.3.2(b)所示，则由于电流表内阻所造成的测量电流误差大小为　 　从上可见，由于仪表内阻存在所造成的方法误差可以估算出来，也可以修正。其数值与内阻大小、测量线路以及线路中电阻的大小均有关系，需要具体问题具体分析。

　　三、实验任务　　1、用万用表合适的量程分别测量直流电流表、直流微安表和直流电压表的内阻值。　　2、测量图6.3.3中各元件上的电压和各支路的电流，其中Us≈9V，Is≈28mA，R1的标称值为180Ω，R2的标称值为150Ω。　　图中元件电压用直流电压表测量，各支路电流分别用直流毫安表和直流微安表测量。测量数据表格自拟。　　3、分别修正各电表内阻对测量结果的影响，分析实验误差。

　　图6.3.3

　　四、实验仪器设备　　1、数字万用表　　2、电工综合实验台

　　五、预习思考及注意事项　　1、本实验中，各直流电源是否工作在其允许范围之内？实验中各电阻箱实际通过的电流为多少？是否在其允许通过的电流范围之内？　　2、实验中测量电压、电流应分别使用什么型号的仪表？量程应如何选择？选择的依据是什么？　　3、如何修正电表内阻对电路测量的影响？　　4、本实验使用的电压源和电流源开启时，应先开哪一个？关闭时又应按照什么顺序？为什么？

　　六、实验报告要求　　1、根据实验任务要求完成实验，整理实验数据，分析误差产生的原因；　　2、推导电流表、电压表内阻误差的修正公式，计算修正值，给出实验误差。