实验1(基本测量实验)

1、实验实验1 1 基本测量实验基本测量实验浙江大学电工电子教学中心2015年年8月月实验目的实验目的1、了解电源、测量仪表以及数字万用表的使用方法；2、掌握测量电阻、电容、电压和电流的方法；3、了解测量仪表量程、分辨率、准确度对测量结果的影响；4 、初步介绍MULTISIM仿真软件。5 、初步了解示波器、信号源。电阻电阻：端电压与电流有确定函数关系，体现电能转化为其它：端电压与电流有确定函数关系，体现电能转化为其它形式能量的二端器件，单位为欧姆形式能量的二端器件，单位为欧姆 。 伏安特性是用图形曲线来表示电阻端部电压和电流的伏安特性是用图形曲线来表示电阻端部电压和电流的关系，当电压电流成比例时（

2、特性为直线），称为关系，当电压电流成比例时（特性为直线），称为线性电线性电阻阻，否则称为，否则称为非线性电阻非线性电阻。RUIUI表示符号伏安特性U = f ( I )基本电路元件基本电路元件-电阻电阻电阻元件消耗的功率：电阻元件消耗的功率：U2RP=UI=I2R=金属膜电阻金属膜电阻排阻电阻排阻电阻大功率电阻大功率电阻水泥电阻水泥电阻基本电路元件基本电路元件常见电阻外形与特性电阻额定功率与最大容许电压电流关系电阻额定功率与最大容许电压电流关系基本电路元件基本电路元件-电阻器参数识别方法电阻器参数识别方法 直标法直标法 色标法色标法 四色环四色环 三条色环表示此电阻的标称阻值，最后一条表示它的

3、偏差三条色环表示此电阻的标称阻值，最后一条表示它的偏差 1）电容元件是体现电场能量的二端元件，用字母）电容元件是体现电场能量的二端元件，用字母 C 来表示，来表示， 其单位为法拉其单位为法拉 （F）。）。UcCciEQci2）电容上储存的电荷）电容上储存的电荷 与端电压与端电压 U 之间关系之间关系Cqcuq3）当电压和电流如图方向时，有）当电压和电流如图方向时，有 ccdqduicdtdt电容电压与电流具有动态关系电容电压与电流具有动态关系.基本电路元件基本电路元件-电容电容电解电容电解电容独石电容独石电容CBB安规电容安规电容 电力电容器电力电容器1）电感元件是体现磁场能量的二端元件，用字

4、母）电感元件是体现磁场能量的二端元件，用字母 L 来表示，来表示， 其单位为亨利其单位为亨利 （F）。）。2）电感交链的磁通链）电感交链的磁通链 与电流与电流 i 之间有之间有 = L i 3）当电压和电流如图方向时，有）当电压和电流如图方向时，有 LLddLdtdtuiULLiL i(A)(Wb)LiLU W磁链磁链基本电路元件基本电路元件-电感电感1）独立电压源）独立电压源 独立电压源两端提供一个恒定或随时间按一定规律变化的独立电压源两端提供一个恒定或随时间按一定规律变化的电压，与流过电压源的电流无关。电压，与流过电压源的电流无关。 实验时非零电压源不能直接短路，两个不等值的电压源不能实验

5、时非零电压源不能直接短路，两个不等值的电压源不能并联。并联。电压源与电流源电压源与电流源2）独立电流源）独立电流源 独立电流源端部流出一个恒定或随时间按一定规律变化的独立电流源端部流出一个恒定或随时间按一定规律变化的电流，与电流源端部电压无关。电流，与电流源端部电压无关。 非零电流源不能开路非零电流源不能开路 ，两个不等值的电流源不能串联。，两个不等值的电流源不能串联。理想电源与实际电源理想电源与实际电源实际电压源实际电压源UsuiUsR0ui实验时电压源与电流源使用不能超出最大容许功率实验时电压源与电流源使用不能超出最大容许功率:电压源输出电流小于额定电流电压源输出电流小于额定电流;电流源输

6、出电压小于额定电压电流源输出电压小于额定电压.测量仪表测量仪表(模拟表模拟表)磁电系直流电表磁电系直流电表电动系交流电表电动系交流电表仪表测量精度: 0.2级,0.5级,1.5级0.5级-测量误差0.5%指示式仪表指示式仪表(板式表板式表)测量仪表测量仪表数字式仪表数字式仪表数字万用表数字万用表模拟万用表模拟万用表万用表万用表 数字电表是将被测对象离散化，数据处理后以数字电表是将被测对象离散化，数据处理后以数字形式显示的仪表。数字形式显示的仪表。 数字电表在原理、结构、测量方法上完全不同数字电表在原理、结构、测量方法上完全不同于模拟式仪表。于模拟式仪表。一、数字万用表基本特性一、数字万用表基本

7、特性 准确度高准确度高电压可达电压可达10-6数量级；数量级；输入阻抗高输入阻抗高能达到能达到100100兆欧；兆欧；测量范围宽测量范围宽灵敏度高灵敏度高DVMDVM的分辨率可达的分辨率可达0.010.01 V V；读数清晰，直观方便读数清晰，直观方便测量过程自动化测量过程自动化极性判断；量限切换；自动校极性判断；量限切换；自动校零零； 结构复杂；结构复杂； 成本高；成本高； 线路复杂；线路复杂； 专业维修专业维修；一、数字仪表的特点一、数字仪表的特点 各量程的测量范围、误差大小；各量程的测量范围、误差大小；(1) 测量范围和量程测量范围和量程 多量程的划分与选择多量程的划分与选择二、数字电压

8、表的主要技术参数二、数字电压表的主要技术参数(2) 分辨力分辨力 指指DVM能够读取的被测电压的最小变化值，或显示器能够读取的被测电压的最小变化值，或显示器末位跳一个字所需的输入电压值。末位跳一个字所需的输入电压值。二、数字电压表的主要技术参数二、数字电压表的主要技术参数(3) 输入阻抗输入阻抗 输入阻抗指输入阻抗指DVM在工作状态下，从输入端看进去的输入在工作状态下，从输入端看进去的输入电路的等效电阻。电路的等效电阻。 DVM在基本量程的输入电阻可达在基本量程的输入电阻可达10G ，对于非基本，对于非基本量程，由于使用了分压器，一般为量程，由于使用了分压器，一般为10M 。(5) 测量速度测

9、量速度 测量速度指在单位时间内，仪表以规定的准确度完成的测量速度指在单位时间内，仪表以规定的准确度完成的最大测量次数。它主要取决于最大测量次数。它主要取决于A/D转换速度和运放响应时间。转换速度和运放响应时间。二、数字电压表的主要技术参数二、数字电压表的主要技术参数(4) 显示位数显示位数DVM的显示位数是以完整的显示数字的多少来确定的。的显示位数是以完整的显示数字的多少来确定的。000019993 位位;12000099994位位三位半三位半1999显示位数显示位数(6) 准确度误差的表示准确度误差的表示三、数字表测量误差计算方法三、数字表测量误差计算方法x被测量的指示值被测量的指示值；%x

10、ax 几个字几个字 数字表测量误差表示方法数字表测量误差表示方法 几几个字的误差指个字的误差指:几个字最大量程最大显示字数三、数字表测量误差计算方法三、数字表测量误差计算方法例例: 2V量程测量电压量程测量电压, 指示值为指示值为1.556V, 该表准确度为该表准确度为:则测量引起的误差为则测量引起的误差为:(0.5%读数读数 +3个字)3(0.5% 1.5562)0.01082000 xV 若用若用20V量程测量该电压量程测量该电压,则测量引起的误差为则测量引起的误差为:3(0.5% 1.55620)0.03782000 xV 用大量程测量小测量值误差较大用大量程测量小测量值误差较大.实验一

11、实验一 直流电阻的测量直流电阻的测量 DG-X现代电工电子综合实验系统现代电工电子综合实验系统 MS8200G数字多用表数字多用表(数字万用表数字万用表)一、一、实验设备实验设备 DG07实验模块实验模块 DG08实验模块实验模块二、二、实验目的实验目的1.熟悉熟悉电工电子综合实验系统电工电子综合实验系统;2.熟悉熟悉MS8200G数字多用表数字多用表;3.熟悉熟悉基本测量方法基本测量方法;4.熟悉熟悉仪表测量误差仪表测量误差;5.熟悉熟悉实验报告书写基本格式实验报告书写基本格式.实验一实验一 直流电阻的测量直流电阻的测量测量电阻的欧姆表（万用表）法测量电阻的欧姆表（万用表）法1)选择合适的量

12、程选择合适的量程;2)减少接触电阻误差减少接触电阻误差;(1)万用表测量电阻万用表测量电阻三、三、实验测量实验测量直流电阻测量的伏安表法直流电阻测量的伏安表法AVRRRRAAVRVAxxxxRRIURAxxxxRRIUR1)伏安法测量时注意电阻功率伏安法测量时注意电阻功率与施加电压与施加电压(电流电流)限制限制(2)伏安表法测量电阻伏安表法测量电阻2)电流表内阻影响测量数值电流表内阻影响测量数值3)高阻值电阻测量高阻值电阻测量AVRARVVxVxxxxRRRRIUR VxxxRRRR 1AVRRR2. 直流中阻值电阻的间接测量直流中阻值电阻的间接测量 1)伏安法测量时注意电阻功率伏安法测量时注

13、意电阻功率与施加电压与施加电压(电流电流)限制限制2)电压表内阻影响测量数值电压表内阻影响测量数值3)低阻值电阻测量低阻值电阻测量直流电阻测量的伏安表法直流电阻测量的伏安表法3. 直流低阻值电阻的电桥测量直流低阻值电阻的电桥测量 (单臂直流电桥单臂直流电桥)AR1R2RXR3UsIbR1,R2,R3-精密电阻精密电阻Rx-待测电阻待测电阻R3-可调整可调整,当调整当调整R3,使得使得 等于零时等于零时,读取读取R3值值,则待测电阻则待测电阻Rx等于等于BI21XXRRRR消除仪表内阻和电源变化引起的误差消除仪表内阻和电源变化引起的误差直流电阻的电桥测量法直流电阻的电桥测量法直流高阻直接测量与间

14、接测量直流高阻直接测量与间接测量5. 兆欧表法兆欧表法实验任务实验任务n根据实验室各仪器仪表的使用手册，分别填写实验所用的数字万用表、直流电源、数字直流电压/电流表的技术性能。n用数字万用表分别测量：l当精密可调电阻的指示值分别为2、10、50、200、1000、9999时的电阻值，测量数据填入表6-1-4；lDG08实验组件上的电阻值，测量数据填入表6-1-5；lDG08实验组件上的电容值，测量数据填入表6-1-6n用数字万用表和数字直流电表测量直流电压按右图接线，其中Us15V，为直流稳压电源；R1、R2选用精密可调电阻，R1的标称值为510，R2的标称值为1K。分别用数字万用表和数字直流

15、电压表测量US、U1 和U2，测量数据填入表6-1-7。 n用数字万用表和数字直流电表测量直流电流。 按右图接线，其中IS20mA，为直流稳流电源，R1、R2选用精密可调电阻。用直流电流表和直流微安表分别测量以下两种情况下的IS、I1和I2，测量数据填入表6-1-8。 R1、R2的标称值均为10； R1、R2的标称值均为1K。特别选题 在任务2中选择一个电阻值，用伏安法测量其电阻：1、设计测量线路以及测量设备的参数（必须经教师检查）2、总结测量电阻的方法和注意事项3、比较不同测量电阻方法的误差n根据实验任务完成实验，并将实验数据填入相应的表格；n分析实验结果，讨论各实验误差产生的原因；n计算测

16、量电阻、电容时的仪表误差。实验报告要求实验报告要求注意事项注意事项n进入实验室，开始实验之前，需要做哪些准备工作？n在接线之前，实验台的电源开关、直流电源的输出调节旋钮分别应该放在什么位置？电表的量程、电阻箱的指示值分别应该取多少？n实验完毕，应先关闭稳压（稳流）电源开关，再关闭实验台电源开关，然后再拆线。n在进行测量时，万用表的转换开关应置于所需的测量功能及量程。若事先无法估计被测量的大小，应将转换开关置于最高档，再逐渐减小到合适位置。5. 为了提高测量精度，减小被测量的测量误差，应如何选择万用表的测量量程？举例说明。6. 用万用表测量电容之前，应将电容完全放电。在小量程时，由于表笔等分布电容的影响，表笔开路时会有一个小的读数，这是正常的，不会影响测量精度。7. 在实验任务4中，测量直流电流