实验2仪表内阻对测量结果的影响和修正
实验二 设计实验 戴维宁定理的研究
实验二 设计实验 戴维宁定理的研究一、实验目的1. 验证戴维宁定理，加深对等效概念的理解。
2. 学习线性有源二端网络等效电路参数的测试方法。
3. 学习减小仪表内阻对测量结果影响的实验方法。
二、实验原理与说明（1）戴维宁定理指出：任何一个线性有源二端电阻网络，对外电路来说，可以用电压源和电阻的串联组合支路等效。
电压源的电压等于原来有源二端网络的开路电压U OC;而电阻等于原来有源二端网络中所有独立电源置零时的输入电阻R（2）戴维宁定理的使用条件是被等效的有源二端网络必须是线性的。
通过测量有源二端网络的端口福安特性曲线)(I f U =，如图2-2-15所示，可以判别有源二端网络是否为线性。
（3）开路电压的测量方法：①用高内阻直流电压表直接测量。
一般工程测量中认为若电压表内阻是被测电阻的一百倍以上，则电压表为高内阻表。
②补偿电压法。
先用直流电压表粗侧有源二端网络的开路电压UOC，然后用一直流电压源US和分压器RP组合得到可调电压，接线如图2-2-16所示。
将可调电压U 调制稍大于二端网络的粗侧开路电压值，利用试测法不断改变可调电压U ，直至毫安表（或检流计）读书为零，此时电压表读数基本消除了电压表内阻对网络开路电压的影响。
③负载电阻两值法。
按图2-2-17接线，改变负载电阻RP值两次，分别测得两组电压电流值)(11I U 、和)(22I U 、，则开路电压为I II U I U UOC121221--= (2-2-3)（4）有源二端网络等效电阻的测量方法：①开路短路法。
测量有源二端网络的开路电压U OC 和短路电流ISC；为减少电流表内阻等效电阻R对测量结果的影响，可采用补偿法测短路电流ISC，如图2-2-18所示电路。
不断改变电阻RP，即可调补偿电流大小，直至毫伏表读数为零，此时电流表读数基本消除了电流表内阻对网络短路电流的影响。
应当注意如果因短路电流过大可能损坏网络内部器件时，不能用此方法。
实验2仪表内阻对测量结果的影响和修正
实验2 仪表内阻对测量结果的影响和修正一、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、实验原理（1）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和阻抗。
在精确测量中，必须考虑其引起的测量误差。
仪表内阻的测量方法：1.万用表直接测量（打开电表电源）电表内阻过小时，容易过载，一般不同于测量非常小电阻，如0.1Ω2.伏安法3.半偏法（2）电压误差的修正：使用内阻不是无穷大的电压表测量电路中的电压会产生方法误差△U，则测量值需按下式修正：U=U测量值+△U；△U与测量值、电路结构和参数以及仪表内阻有关非理想电压表测量电压时的误差：U oc：从电压表两端看进去的一端口网络开路电压R1//R2：从电压表两端看进去的一端口网络等效内阻R V：电压表内阻△U=U理-U测=U oc-U测=U R1//R2=I*（R1//R2）△U=U*R1//R2/R V修正后R2电压值U=U测+△U（3）电流误差的修正：使用内阻不是零的电流表测量电路中的电流会产生方法误差△I，则测量值需按下式修正：I=I测+△I△I与测量值、电路结构和参数以及仪表内阻有关。
非理想电流表测量电流时的误差：I sc：从电流表两端看进去的一端口网络短路电流R eq：从电流表两端看进去的一端口网络等效内阻R A：电流表内阻△I=I理-I测=I SC-I=I(R1+R2)△I=I*R A/(R1+R2)=I*R A/R eq修正后电流值：I=I测+△I三、实验仪器设备数字万用表、电工综合试验台四、实验内容（1）实验任务一用万用表测量直流电流表的内阻为1.6Ω，直流电压表的内阻为5.44MΩ（2）实验任务二一个小电阻，测得的电流偏小。
△I=14.54*1.6/(180+150)=7.05*10-2mA五、实验心得1.在推导电压表、电流表的内阻误差的修正公式时，要会正确运用戴维南等效和诺顿等效。
仪表内阻对测量结果的影响和修正 实验报告
课程名称：电路与电子技术实验Ⅰ指导老师：成绩：__________________实验名称：仪表内阻对测量结果的影响和修正含源一端口网络等效参数和外特性的测量实验类型：基础规范型实验同组学生姓名：一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、实验目的与要求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。
4.掌握含源一端口网络等效参数及其外特性的测量方法.5.验证戴维南定理和诺顿定理6.了解实验时电源的非理想状态对实验结果的影响。
二、实验内容和原理1. 仪表内阻的测量方法仪表内阻是指仪表在工作状态下，在仪表两个输入端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。
仪表内阻的测量方法：①万用表电阻挡直接测量：使用万用表或电阻表直接测量，操作最简单，但用这种方法须十分谨慎。
因电阻表低量程挡的工作电流一般都在100 mA以上，所以测量时通过被测表的电流必须小于其量程。
②半偏法：首先选定仪表的某一量程，直接加电源使该量程满偏，然后接人高精度可调电阻，并调节电阻大小使仪表半偏，此时对应的电阻值就是仪表内阻。
使用半偏法时，需要准备数值范围能够涵盖仪表内阻大小的高精度可调电阻以及标准电源。
③伏安法：有些仪表如功率表、电度表等含有电压和电流两个线圈，工作时须同时输入电压和电流才有读数，当测量其电流线圈内阻时，不可能利用其读数获得电流，所以需要外接电压表和电流表同时读数，以求得内阻的大小。
2.仪表内阻对测量值的影响及修正方法实际使用中的仪表由于存在内阻，在接人测量电路时，会改变被测电路的工作状态，使测量的结果与被测电路的实际值产生误差。
此误差属于系统误差(方法误差)，可以采用下述三种方法分析仪表内阻对测量值的影响，并加以修正。
测电动势和内阻误差分析
测电动势和内阻误差分析引言测量电动势和内阻是电路实验中常见的内容，对于验证电源的性能和评估电源质量具有重要意义。
然而，在实际测量过程中，由于各种因素的存在，测量结果往往会产生一定的误差。
本文将重点讨论测电动势和内阻时可能出现的误差源，并分析其影响因素以及如何减小误差。
误差源和影响因素1. 电池内阻的影响电池的内阻是测量电动势时的主要误差源之一。
电池的内阻会导致电动势在外部负载上的降压，从而影响测量结果。
内阻越大，降压越大，测得的电动势值相对较小。
2. 测量仪器的误差测量仪器自身的精度也会对测量结果产生误差。
例如，电压表和电流表的示数误差、内阻等都会对测量结果产生一定的影响。
因此，在进行测量时，应选择合适的仪器，并校准仪器的示值误差。
3. 外部负载的影响在实际测量中，电池的电动势通常会通过外部负载进行测量，而外部负载的大小、性质等因素也会对测量结果产生一定的影响。
例如，当负载电阻较大时，电池的内阻对电动势的影响相对较小；而当负载电阻较小时，电池的内阻对电动势的影响则相对较大。
误差分析与解决方法1. 电池内阻误差的分析与解决为了减小电池内阻带来的误差，可以采取以下方法： - 使用内阻较小的电池。
内阻越小，降压越小，测得的电动势误差也就越小。
- 使用恒流源进行测量。
通过使用恒流源，可以消除负载对电动势的影响，从而减小内阻误差的影响。
2. 测量仪器误差的分析与解决为了减小测量仪器误差带来的影响，可以采取以下方法： - 选择精度较高的测量仪器。
在选择电压表和电流表时，应该选择具有较高精度的仪器，以减小仪器本身的误差。
- 校准测量仪器。
定期对测量仪器进行校准，以确保其示值误差符合要求。
在实际测量中，可以通过与已知电源进行比对来校准仪器的示值误差。
3. 外部负载误差的分析与解决为了减小外部负载误差带来的影响，可以采取以下方法： - 控制负载电阻的大小。
根据具体测量需求，选择适当大小的负载电阻，以减小电池内阻对于电动势的影响。
实验二 减小仪表测量误差的方法
实验二 减小仪表测量误差的方法一、实验目的1.进一步了解电压表、电流表的内阻在测量过程中产生的误差及其分析方法。
2.掌握减小仪表内阻引起的测量误差的方法。
二、原理说明误差的出现有时是难以完全避免的。
即使是理论计算，也会由于舍取有效位数的不适当而产生一定的误差。
应尽可能利用合理的测试手段，达到在现有条件下产生的误差最小；当有一定误差时，也能做到对产生的误差原因心中有数，并能正确分析、估算误差值。
减小因仪表内阻而产生的测量误差主要有以下两种方法：1.多量限两次测量计算法当电压表的灵敏度不够高或电流表的内阻太大时，可以利用多量限仪表对同一被测量用不同量限进行两次测量，所得读数经计算后可得到比较准确的结果。
⑴多量限两次测量电压如图2-1所示电路，欲测量具有较大内阻Ro 的电动势Ｅ的开路电压Uo 时，如果所用电压表的内阻Rv 与Ro 相差不大的话，将会产生很大的测量误差。
设电压表两档量限的内阻分别为R V1和R V2，在这两个不同量限下测得的开路电压值分别为U 1和U 2，则由图2-1可得出U1=E Ro R R V V ⨯+11 (1)U2=E RoR R V V ⨯+22 (2)由(1)式得 Ro=（11-U E）R V1 ………………（3） 将(3)式代入(2)式从中解得E ，经化简后可得E=Uo=12212121)(V V V V R U R U R R U U -- (4)由式(4)可知，不论电源内阻Ro 相对电压表的内阻Rv 有多大，通过上述的两次测量结果，经计算后可以较准确地测量出开路电压Uo 的大小。
⑵多量限两次测量电流对于电流表，当其内阻较大时，也可用类似的方法测得准确的结果。
测量如图2-2所示含源电路的电流，接入内阻为R A 的电流表A 时，电路中的电流变为I ＝AR Ro E+如果R A ＝R O ，测出的电流将会出现很大的误差。
如果用两档量限的电流表作两次测量，设其内阻分别为R A1和R A2，按图2-2电路，两次测量得I 1=1A R Ro E+I 2=2A R Ro E + 解得I ＝RoE =22112121)(A A A A R I R I R R I I --……………………（5） 经两次测量和上述计算，就可得到较准确的电流值。
试验二、减小仪器测量误差的方法
实验二、减小仪器测量误差的方法一、 实验目的1．进一步了解电压表、电流表的内阻在测量过程中产生的误差及其分析方法；2．掌握减小仪表内阻引起的测量误差的方法。
二、 试验原理减小因仪器内阻而引起的测量误差有“不同量程两次测量计算法”和“同一量程两次测量计算法”两种方法：1． 不同量程两次测量计算法当电压表的内阻不够高或电流表的内阻太大时，可利用多量程仪表对同一被测量用不同量程进行两次测量，所得读数经计算后可得到非常准确的结果。
（1） 电压表不同量程两次测量法如图2-1所示电路，欲测量具有较大内阻0R 的电源的开路电压SU 时，如果所用电压表的内阻V R 与0R 相差不大，将会产生很大的测量误差。
设电压表有两档量程，1U 和2U 分别为在这两个不同量程下测得的电压值，令1V R 和2V R 分别为这两个相应量程的内阻，则由图2-1可得出1101V SV R U U R R =⨯+ 2202V SV R U U R R =⨯+对上述两式进行整理，消去电源内阻0R ，化简得： 122101221()V V S V V U U R R U U U R U R -==-由该式可知：通过上述两次测量结果1U 和2U ，可准确的计算出开路电压0U 的大小（已知电压表两个量程的内阻1V R 和2V R ），而与电源内阻0R 的大小无关。
（2） 电流表不同量程两次测量计算法对于电流表，当其内阻较大时，也可用类似方法测得准确结果。
如图2-2所示电路，设电流表有两档量程，1I 和2I 分别为在这两个不同量程下测得的电流值，令1A R 和2A R 分别为这两个相应量程的内阻，则由图2-2可得出图2-1RV图2-2R A101SA U I R R =+202SA U I R R =+解得121202122()S A A A A U I I R R I R I R I R -==-由该式可知：通过上述的两次测量结果1I 和2I ，可准确的计算出被测电流I 的大小（已知电流表两个量程的内阻1A R 和2A R ）。
实验一基本电工仪表使用及测量误差分析
实验一 基本电工仪表使用及测量误差分析一、实验目的1. 掌握电压表、电流表等使用方法。
2. 会测定电压表、电流表准确度。
3. 学会减少电表对测量结果的影响及测量误差的计祘。
二、实验原理用电工测量仪表测量一个电量时，仪表的指示值Ax 与被测量的实际值Ao 之间，不可避免地存在一定的误差，它可用两种形式表示：绝对误差：△＝Ax －Ao 相对误差：ν＝oA ∆×100% 用仪表测量会影响测量误差的因素很多（可参阅“附录一”或相关书籍），下面仅讨论其中的两个主要因素及处理方法。
1． 仪表准确度对测量误差的影响：仪表准确度关系到测量误差的大小。
目前，我国直读式电工测量仪表准确度分为0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5和5.0七个等级。
这些数字表示仪表在正常工作条件下进行测量时产生的最大相对误差的百分数。
仪表准确度等级通常标在仪表面板上。
仪表使用过程中应定期进行校验，最简单的校验方法是比较法。
按仪表校验规定，必须选取比被校表的准确度等级至少高2级的仪表作为标准表，校验可用图1－1所示电路。
图1－1 比较法校验电路在仪表的整个刻度范围内，逐点比较被校表与标准表的差值△，根据△最大值的绝对值m ∆与被校表量程Am 之比的百分数%100mm m A ∆=ν，可以确定被校表的准确度等级。
如测得结果%1.2=νm，则被校表的准确度等级νn 为2.5级。
例：有一准确度为2.5级的电压表，其量程为100V ，在正常工作条件下，可产生的最大绝对误差（即：由于仪表本身结构的不精确所产生的基本误差）为：m n U U ⨯=∆ν＝±2.5％×100＝±2.5（V ）对于量程相同的仪表，νn越小，所产生的U ∆就越小。
恒压源被测表恒压源被测表(a)校验电压表(b)校验电流表另外，用上述电压表分别测量实际值U 为5V 和100V 的电压时，测量结果的相对误差分别为：%5.2%1001005.2%50%10055.2%1008020±=⨯±=±=⨯±=⨯∆=ννU U可见，在选用仪表量程时，被测量程值愈接近仪表满量程值，相对测量误差越小。
电源和电表的内阻在实验电路中的误差分析
电源和电表的内阻在实验电路中的误差分析“闭合电路欧姆定律”教学中，考虑到了电源的内阻对电路的影 响，这个定律也是测电源电动势和内电阻的实验原理， 该内容是高中 电学教学的重点和难点，也是高考的热点。
许多学生对“测电源的电 动势和内电阻”的存在和影响是明确的，但是对内阻测量中的误差和 对电路影响中产生的联合误差，理解不深，把握不准，一定程度上影 响考试成绩。
鉴于以上原因，我认为有必要把这个问题作更深讨论。
这里先讨论“测电源电动势和内电阻”的系统误差（由实验仪器 设计不完备、理论和方法有缺陷等因素造成的误差），重点是讨论由 原理的设计所造成的误差。
一、电源和电表的内阻的存在对实验结果的影响如图1所示，用伏安法测量电阻R 的值，理论上结果是：R=V/l 而实际结果并非如此，由于电流表具有内 阻，电压表的分流作用，使得测量结果不准确。
由于电流I 的减小，以及串联了一个电流表的内 阻，因此测得到的R 值将大于实际值。
又如图2所示，在测量电源内阻时，读出电压表的示数U（如图2所示），则理论上E = U ，而实际 上应该是U V E ，为什么？因为任何一个电表都有电阻， 正是由于电表内阻的存在才引入了误差。
我们设电压表 的电阻为R V，把图2改成图2’所示的等效电路。
我们 根据闭合电路欧姆定律分析误差成因。
设测量误差为可以看出，当R/「：时述＞ 0 ；又当r 增大*E 也增大。
这样, “直测法”中有效减小误差的办法是：（1）用电阻尽量大的电压表（但E，由闭合电路欧姆定律I值之间的差异一误差：二宀得到测量值与真实图1R vE = E -U = E - IR VE 。
要注意量程的适当选择）；（2）用于测量新电池的电动势（内阻较小） 该方法的不足之处在于：不可测电源的内电阻。
得，U —^―1 E 。
R + r 1 + r R据等式可以作出U — R 图像 （如图3所示）。
由图示可知， 虚线描述为U=E 时图线的一条渐近线 当R > ::时，U > E ；因此测量结果一定有误差。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实验报告
课程名称：_______________________________指导老师：________________成绩：__________________ 实验名称：_______________________________实验类型：________________同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得
实验2 仪表内阻对测量结果的影响和修正
1、 测量十进制电阻箱标称值为180Ω的电阻阻值。
表7-2-1
画出直流伏安法的测量接线图，并在图中标注清楚电源参数和仪表量程。
画出半偏法的测量接线图，并在图中标注清楚电源参数和仪表量程。
请从测量方法、准确度、适用范围等角度对上述三种方案给出评价。
专业：________________ 姓名：________________
学号：________________ 日期：________________ 桌号：________________
2、测量图7-2-4的各元件电压和各支路电流，并修正电表内阻的影响。
Array
表7-2-2
上述表格中，内阻产生误差的计算过程表述如下，必要时可画图说明：
ΔU R1：
ΔU R2：
ΔI R1：
ΔI R1：
3、实验拓展：
4、实验结论和体会：。