大学物理实验基础知识文档1公开课一等奖省优质课大赛获奖课件

大学物理实验

基础理论知识上海大学•大学物理试验中心为何要上大学物理试验课大学物理试验课安排3.测量、误差和不确定度估算4.试验数据处理5.试验方法与基本仪器1.1物理试验作用物理学是研究物质运动一般规律及物质基本结构科学，是自然科学基础学科,是学习其它自然科学和工程技术基础。物理学是一门实验科学：实验可以发现新事实，实验结果可认为物理规律建立提供依据实验又是检验理论正确与否重要判据大学物理实验是必修课，与理论课同等重要1.为何要上物理试验课以诺贝尔物理学奖为例：80%以上诺贝尔物理学奖给了试验物理学家。20%奖中很多是试验和理论物理学家分享。试验结果能够很快得奖，而理论结果要经过最少两个试验检验。有建立在共同试验基础上结果能够连续几次获奖。1.2物理试验课目标掌握基本知识、方法和技能经过对试验现象观察、分析和对物理量测量，学习物理试验知识和设计思想，掌握和了解物理理论。培养与提升科学试验能力自学能力；动手实践能力；思维判断能力；书写表示能力；简单设计能力。培养和提升从事科学试验素质培养理论联络实际和实事求是科学作风；严厉认真工作态度；主动研究和创新探索精神；恪守纪律、团结协作和爱护公共财产优良品德。1.为何要上物理试验课

物理试验课程不一样于普通探索性科学试验研究，每个试验题目都经过精心设计、安排，可使同学取得基本试验知识，在试验方法和试验技能诸方面得到较为系统、严格训练，是大学里从事科学试验起步，同时在培养科学工作者良好素质及科学世界观方面，物理试验课程也起着潜移默化作用。

希望同学们能重视这门课程学习，真正能学有所得。三、试验课学习第零：课前自习（非上课时间）第一：试验预习（预习课）第二：试验操作（做试验）第三：课后总结（完成试验汇报）二、10周安排选课中碰到问题请到F401咨询陆江老师：661321811～2周内在试验中心网上选试验课，每人选4个试验。第4～9周到F楼试验室上课。第10周操作考试（地点：F楼试验室）。试验中心网址：静电场F102霍尔法测磁场F101牛顿环F204示波器F206转动惯量F408空气比热容F406气垫F602电桥F602焦距F304分光计F304电位差计F105粘滞系数F105本学期（冬季学期）：在第二周之前必须在试验中心网站完成选试验。下学期（春季学期）及下下学期（秋季学期）：在第一周之前必须完成选试验。试验C（二）、C（三）、强（二）、强（三）：在第一周之前必须完成选试验方案。这些课没有预习课，做试验前必须认真看书并完成预习汇报。关于选试验方案时间：观看试验预约演示视频。基础课要求(1-3周）前三周每位学生必须到教室上课基础课后布置作业，第4周上课时一定要交。学生上交基础作业以及试验汇报右上角，写上下周要做试验名称和房间号。上交地点：F楼上课试验室。

成绩评定：依据前三周出勤和上课情况给予总分１００分；作业总分１００分。两项成绩平均成绩作为一个试验成绩。第4~9周安排：第四面：到试验室预习第五、六周试验。完成预习汇报第五周：试验操作。第六周：试验操作。第七周：先到第六周所在试验室报到，老师收、发汇报，针对第五、六周试验及汇报出现问题老师讲解1节课后后到另一个试验室（第八、九周所选试验室）签到预习。第八周：试验操作。第九周：试验操作。物理试验课各项所占百分比试验预习（一节课）20％试验操作（二节课）40％试验汇报（课后完成）40％＊不交试验汇报或者汇报中无经过教师签字预习汇报，试验无分平时成绩＝[基础课成绩(100分)+4个试验成绩(4×100分)]/5总评成绩＝平时成绩×70%＋考试×30%物理试验基本程序和要求0、1.试验课前预习预习讲义中与本试验相关全部内容经过预习应明确三个问题：做什么？怎么做？为何？克服试验中盲目性。预习课上尽可能按要求完成预习汇报。

预习汇报（写在预习汇报纸上）姓名： 学号： 上课时间：星期第节试验名称测量电路图、光路图、试验装置示意图、主要仪器面板图、主要公式；原始数据统计表格；预习思索题（1，2必做）。操作课先检验预习汇报！预习报告要求：看懂教材、明确目、写出预习报告。试验预习汇报试验名称：试验原理图：数据统计:预习思索题：做试验必须有预习汇报;上课时不迟到，不无故缺课。试验时测量数据用钢笔或圆珠笔如实统计在预习汇报原始数据统计表格内,原始数据不得随意涂改；不得剽窃他人数据。带讲义、笔、尺等；恪守试验室规则；了解试验仪器使用及注意事项；不得违反操作规程。试验完成，整理好仪器、座椅。试验数据须经指导老师检验及签字！2.试验操作阅读资料、调整仪器、观察现象、获取数据、仪器还原试验汇报格式试验名称试验目标：试验原理：原理简述、公式、电路图或光路图。试验仪器：主要仪器名称、型号。试验内容：主要操作内容。数据统计表格和处理：公式－代入数据－计算，结果表示、图示图解试验结果：所要求作图必须用作图纸（或者计算机作图打印）。请在汇报右上角注明下次试验名称和房间号试验汇报试验名称：实验目：原理简述、公式：试验仪器：试验内容：数据统计:数据处理：试验结果：

请在汇报右上角注明下次试验名称和房间号试验课后按要求完成试验汇报、并在次周上交。上交地点：F楼上课试验室试验汇报应在一周内完成，下一周上课时交给上课老师，迟交汇报者教师有权酌情扣分，迟交２周或教学第10周结束后拒收汇报，汇报成绩记0分。无预习汇报者，汇报成绩为0分。

预习汇报及试验汇报格式统一按书上要求完成。试验汇报上交：注意事项（一）请假要求：1.病假凭校医院证实且必须补做（必须在病假后一周内补做），不然按零分记成绩。补做试验必须在考试周之前完成。最终一周试验在没有时间补做情况下能够免修一个试验。详细时间由学生与任课教师协商2.事假凭教务处证实能够补做，任何其它证实一律不能够补做。补做试验必须在考试周之前成。详细时间由学生与任课教师协商3.为了不影响其它同学做试验，迟到15分钟不允许进试验室做试验，按零分记成绩。迟到15分钟以内依据详细情况扣除试验成绩0-15分。考试不准带教材和做好试验汇报。

凡照抄同学试验汇报，经教师发觉，誊录和被誊录两同学汇报均为0分。试验汇报应在一周内完成，下一周上课时交给上课老师，迟交汇报者教师有权酌情扣分，迟交２周或操作考试结束后拒收汇报，汇报成绩记０分。无预习汇报者，汇报成绩为0分。预习汇报及试验汇报要求统一按书上要求完成。试验完成，仪器、桌椅复位。一.测量与误差基本概念二.误差分类三.测量结果表示和不确定度计算四.有效数字及其表示五.数据处理方法（列表法、作图法）基础课主要学习内容：物理学中有七个基本物理量，其基本单位是：长度单位：米；质量单位：千克；时间单位：秒；电流单位：安培；热力学温度单位：开尔文；物质量单位：摩尔；发光强度单位：坎德拉。3.1测量和误差3.2不确定度估算基础知识3.3试验数据有效数字确实定3.测量、误差和不确定度估算物理试验以测量为基础：测量物理意义就是将待测物理量与一个选作标准同类量（单位）进行比较，得出他们之间倍数关系（倍数值就是测量数值）。任何测量都可能存在误差（测量不可能无限准确)。3.1测量和误差——测量完整测量结果应表示为：

以电阻测量为例

R=(910±1)Ω

包含：

测量对象

测量对象

测量

测量值

量值

不确定度

单位

（Y=y表示被测对象真值落在（y

，y

）范围内概率很大，取值与一定概率相联络。）测量按取得测量值方式分为直接测量：指无需对被测量与其它实测量进行函数关系辅助计算而可直接得到被测量值测量；

如：秒表测时间，米尺测长度等。间接测量：指利用直接测量量与被测量之间已知函数关系经过计算从而得到被测量值测量。如：测圆柱体积，粘滞系数等。组合测量测量条件测量人员、方法、仪器、环境条件等。屡次测量：等精度测量在一样测量条件下对某一物理量进行屡次重复测量。

不等精度测量在屡次测量中，只要有一个条件发生改变，就成为不等精度测量。误差ε＝测量值x－真值A0误差特征：普遍性、误差是小量因为真值不可知，误差实际上极难计算。有时能够用准确度较高结果作为约定真值来计算误差。误差表示方法：绝对误差：ε

；相对误差：E=ε/A0；

偏差：∆x=x-A

(A为约定真值）；；对公认值或理论值有百分误差：

3.1测量和误差——误差注意：真值是不可知约定真值约定真值与仪器方法相关误差与偏差测量目标和任务使偏差最小求出最近真值估算出最近真值可靠性试验结果表示系统误差定义：在对同一被测量屡次测量过程中，绝对值和符号保持恒定或以可预知方式改变测量误差分量。产生原因：因为测量仪器、测量方法、环境带入如：单摆试验。

可否经过屡次测量减小或消除系统误差？误差分类：系统误差；随机误差系统误差分类及处理方法：

①已定系统误差：必须修正电表、螺旋测微计零位误差；伏安法测电阻电流表内接、外接因为忽略表内阻引发误差。②未定系统误差：要预计出分布范围

（普通为仪器误差仪

）如：螺旋测微计制造时螺纹公差等。随机误差定义：在对同一量屡次重复测量中绝对值和符号以不可预知方式改变测量误差分量。产生原因：

试验条件和环境原因无规则起伏改变。比如：环境温湿度起伏、操作读数时视差影响。特点：服从统计规律①单峰性：小误差出现概率比大误差出现概率大；②屡次测量时分布对称，含有抵偿性——所以

取屡次测量平均值有利于消减随机误差。

③有界性：绝对值很大误差出现概率近于0随机误差处理

假定对一个量进行了n次测量，测得值为yi(i=1,2，…，n)，能够用屡次测量算术平均值作为被测量最正确预计值(假定无系统误差)用标准偏差

Sx（贝塞耳公式）表示测得值分散性

Sx大，表示测得值很分散，随机误差分布范围宽，测量精密度低；Sx小，表示测得值很密集，随机误差分布范围窄，测量精密度高；Sx可由带统计功效计算器直接求出。随机误差处理举例例：用50分度游标卡尺测某一圆棒长度L，6次测量 结果以下（单位mm）： 250.08，250.14，250.06,250.10,250.06,250.10则：测得值最正确预计值为测量列标准偏差仪器误差仪器误差是指在正确使用仪器条件下，测量所得结果最大误差限。包含系统误差和随机误差。级别高：随机误差级别低（工业仪表）：系统误差指针式电表准确度等级：0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，5.0七级。

约定：取仪表、量具示值误差限或基本误差限为∆仪。仪器∆仪钢尺0.5mm游标卡尺10分度0.1mm游标卡尺20分度0.05mm游标卡尺50分度0.02mm千分尺0.004mm指针式电表∆仪=量程×等级%天平约定：取分度值二分之一测量误差与不确定度不确定度表示因为测量误差存在而对被测量值不能确定程度。不确定度是一定概率下误差限值不确定度反应了可能存在误差分布范围，即随机误差分量和未定系统误差联合分布范围。不确定度总是不为零正值，是能够详细评定.因为真值不可知，误差普通是不能计算，它可正、可负、也可能十分靠近零。

不确定度权威文件是国际标准化组织(ISO)、国际计量局(BIPM)等七个国际组织1993年联合推出GuidetotheexpressionofUncertaintyinmeasurement文件；国内法规：JJF1059-1999测量不确定度评定与表示。3.2不确定度估算基础知识直接测量量不确定度估算总不确定度分为两类不确定度：

A类分量∆A——屡次重复测量时与随机误差相关分量；∆A=Sx

B类分量∆B——与未定系统误差相关分量。

∆B=∆仪

这两类分量在相同置信概率下用方和根方法合成总不确定度：（我校物理试验教学中普通用总不确定度，置信概率取为95%）随机变量分布

正态分布：大量相对独立原因共同作用下得到随机变量服从正态分布。物理试验中屡次独立测量得到数据普通能够近似看作服从正态分布。

μ表示x出现概率最大值，消除系统误差后，通常就能够得到x真值.σ称为标准差，决定了线型宽窄。

ξ表示随机变量x

在〔x1,x2〕区间出现概率，称为置信水平。实际测量任务是经过测量数据求得μ

和σ值。

P(x)xσ小σ大

t分布实际测量次数有限，可用平均值和单次测量标准偏差来估算μ、σ：

能够证实平均值标准偏差与单次测量sx值有以下关系

此时可用平均值及其标准偏差来表示试验结果因为测量次数小，数据离散度大，测量结果将不符合正态分布，而是符合t

分布。此时，置信水平不是0.683，需乘以与置信水平p、自由度k相关系数t(p,k)(值可查表)，得到置信水平为p结果：

屡次直接测量量不确定度简化处理方法A类分量A

估算B类分量B=仪,认为B主要由仪器误差特点来决定不确定度合成：当5＜n≤10时，可简化认为A=Sx（置信概率≌

95%）结果表示：以测量列x平均值由A、B类不确定度合成总不确定度则：求测量数据列平均值用贝塞耳公式求标准偏差Sx

依据使用仪器得出B

B=仪由A、B合成总不确定度Ux

给出直接测量最终结果相对不确定度直接测量量不确定度估算举例例：用螺旋测微计测某一钢丝直径，6次测量值yi分别为：0.249,0.250,0.247,0.251,0.253,0.250;同时读得螺旋测微计零位x0为：0.004,单位mm，已知螺旋测微计仪器误差为Δ仪=0.004mm，请给出完整测量结果。解：测得值最正确预计值为

测量列标准偏差测量次数n=6，可近似有

则：测量结果为x=0.246±0.004mm单次直接测量量不确定度简化处理方法

Ux=仪过程：1.求间接测量量最正确值2.写出（或求出）各直接测量量不确定度Ux,Uy,Uz,…

3.依据不确定度传递公式求出UN或EN4.完整表示出N值EN相对不确定度间接测量量不确定度合成不确定度传递公式间接测量量不确定度合成举例例：已知金属环外径内径高度求环体积V和不确定度UV。解：求环体积求偏导合成求UV

结果V=9.44±0.08cm3

S=(8.05±0.05)cm2几个错误认识最正确真值不确定度S=8.10cm2，8.00cm2？有效数字=可靠数字+1位可疑（或欠准）数字3.3实验数据有效数字确定

在试验中我们所测被测量都是含有误差数值，对这些数值不能任意取舍，应反应出测量值准确度。所以在统计数据、计算以及书写测量结果时，应依据测量误差或试验结果不确定度来定出终究应取几位有效位数。有效数字定义：可靠数字与1位可疑（或欠准）数字全体。（1）直接测量量（原始数据）读数应反应仪器准确度游标类器具（游标卡尺、分光计度盘、大气压计等）读至游标最小分度整数倍，即不需估读。数显仪表及有十进步式标度盘仪表（电阻箱、电桥、电位差计、数字电压表等）普通应直接读取仪表示值。不需估读。（1）直接测量量（原始数据）读数应反应仪器准确度指针式仪表及其它器具，读数时估读到仪器最小分度1/2～1/10，或使估读间隔小于仪器基本误差限1/5～1/3。（1）直接测量量（原始数据）读数应反应仪器准确度注意指针指在整刻度线上时读数有效位数。直接读数注意事项

第一位非“0”前“0”不属有效数字，

第一位非“0”后“0”都属有效数字。

末位“0”不能随意增减。

0.0021两位有效数字，

0.00201为三位有效数字，

0.00位四位有效数字十进单位制中，有效数字位数不因单位换算而改变。M=30.20g=3.020×104mgM=30.20g=30200mg×（2）科学表示式M=3.020×104mgnot30.20×103mg

not3020×10mg

Why？科学表示式：N×10n或者N×10-n形式，而且N中小数点位于第1、2位有效数字之间。优点：对大数和小数非常简单！3.8×10-3m=3.8×10-2dm=3.8×10-1cm=3.8mm（3）间接测量值有效位数-运算规则加减运算结果末位以参加运算末位最高数为准。（与小数点后位数最少那个相同）例：11.4+2.56=14.0

75-10.356=65乘除运算结果有效位数多少以参加运算有效位数最少数为准，可比其多取一位。例：3.12657×0.0157÷186.245=3.127×0.0157÷186.2=2.64×10-49.0330÷0.316+100.4=28.6+100.4=129.0幂运算结果有效位数与底数有效位数相同。例：1233=1.860867×106

11.090536…（3）间接测量值有效位数-运算规则三角函数和对数运算：先进行不确定度估算，结果取至不确定度那一位。例：常数不影响原有效数字位数。用计算器进行计算时中间结果可不作修约或适当多取几位（不能任意降低）。（4）测量结果表示式中有效位数上大物理试验中心要求：

A、S、B、仪、U：有效位数只取1位。中间过程可取两位。

E：有效位数取1~2位。（E<10%时取1位，

E≥10%时取2位。）例：E=0.1%;E=2%;E=10%测量值最终一位应与不确定度所在位对齐。例：g=980.13cm/s2,Ug=0.32cm/s2,则：g=(980.1±0.3)cm/s2

舍入规则：4“舍”6“入”；5前位为奇数“入”，偶数“舍”。例：9.446→9.45 0.235→0.24 0.345→0.34

测量值用科学记数法表示，则不确定度也应该用科学记数法表示，而且不确定度中10幂指数应与测量值中10幂指数相同。例：m=(2.756×106±2×104)g应写成： m=(2.756×106±0.02×106)g =(2.76±0.02)×106g4.试验数据处理

列表法作图法和图解法逐差法最小二乘法和一元线性拟合列表法处理试验数据表1：物体下滑加速度a与斜面高度h关系h(cm)1.5002.0002.5003.0003.5004.000a(cm/s2)10.3613.7016.7319.9123.1026.27最简单、最惯用。要求：1.表格名称。2.表明各栏目物理量及单位。3.自变量由小到大或由大到小按序排列，数据统计必须正确反应有效数字。4.特殊说明。如自定符号等。作图法处理试验数据

作图法可形象、直观地显示出物理量之间函数关系，也可用来求一些物理参数，是一个主要数据处理方法。作图时要先整理出数据表格，并要用铅笔和正规纸张作图。作图步骤：试验数据列表以下.

表1：伏安法测电阻试验数据1.选择适当坐标分度值，确定坐标纸大小坐标分度值选取应能反应测量值有效位数，普通以1～2mm对应于测量仪表仪表误差。依据表１数据U轴可选1mm对应于0.10V，I轴可选1mm对应于0.20mA，并可定坐标纸大小（略大于坐标范围、数据范围）约为130mm×130mm。3.标试验点：试验点可用“”、“”、“”等符号标出（同一坐标系下不一样曲线用不一样符号）。2.标明坐标轴：

用粗实线画坐标轴，用箭头标轴方向，标坐标轴名称或符号、单位,再按次序标出坐标轴整分格上量值。I(mA)U(V)8.004.0020.0016.0012.0018.0014.0010.006.002.0002.004.006.008.0010.001.003.005.007.009.004.连成图线：

用直尺、曲线板等把点连成直线、光滑曲线。普通不强求直线或曲线经过每个试验点，应使图线线正穿过试验点时能够在两边试验点与图线最为靠近且分布大致均匀。图点处断开。I(mA)U(V)8.004.0020.0016.0012.0018.0014.0010.006.002.0002.004.006.008.0010.001.003.005.007.009.005.标出图线特征：在图上空白位置标明试验条件或从图上得出一些参数。如利用所绘直线可给出被测电阻R大小：从所绘直线上读取两点A、B坐标就可求出R值。电阻伏安特征曲线作图者：***日期：年月日6.标出图名：

在图线下方或空白位置写出图线名称及一些必要说明。至此一张图才算完成由图上A、B两点可得被测电阻R为：A(1.00,2.76)B(7.00,18.58)nλ(nm)1.6500500.0700.01.67001.66001.70001.69001.6800600.0400.0玻璃材料色散曲线图图1曲线太粗，不均匀，不光滑。应该用直尺、曲线板等工具把试验点连成光滑、均匀细实线。

不妥图例展示：nλ(nm)1.6500500.0700.01.67001.66001.70001.69001.6800600.0400.0玻璃材料色散曲线图更正为：图2I(mA)U(V)02.008.004.0020.0016.0012.0018.0014.0010.006.002.001.003.00电学元件伏安特征曲线横轴坐标分度选取不妥。横轴以3cm

代表1V，使作图和读图都很困难。实际在选择坐标分度值时，应既满足有效数字要求又便于作图和读图，普通以1mm代表量值是10整数次幂或是其2倍或5倍。I(mA)U(V)o1.002.003.004.008.004.0020.0016.0012.0018.0014.0010.006.002.00电学元件伏安特征曲线更正为：定容气体压强～温度曲线1.1.60000.80000.4000P(×105Pa)t(℃)60.00140.00100.00o120.0080.0040.0020.00图纸使用不妥。实际作图时，坐标原点读数能够不从零开始。图3定容气体压强～温度曲线1.00001.15001.1.10001.0500

P(×105Pa)50.0090.0070.0020.0080.0060.0040.0030.00t(℃)更正为：注意事项：

用铅笔作图正规作图纸。坐标轴、单位、原点。定百分比。

普通情况下，图纸上每小格（mm）代表测量值最终一位可靠数字1个单位。通常取1、2、5，切忌取2.5、3、7等。标度须整齐。标出试验点，连线（光滑细线）。注解和说明。♠特点：随时观察数据，判断试验是否正常充分利用数据，减小随机误差♠适用范围：自变量等间隔改变线性函数关系。♠方法：♪

逐项逐差

♪

多项间隔逐差逐差法处理试验数据例：迈克耳逊干涉仪测激光波长（每隔50个条纹测一个数据）n123dn(mm)51.3251551.3413051.35716n+3456dn+3(mm)51.3721051.3883951.40388∆d=dn+3-dn0.04695

0.04709

0.046725.判断以下推导过程是否正确？5.试验方法与基本仪器比较法

直接比较法：米尺测长度间接比较法：李萨如图形测电信号频率放大法

螺旋放大法：螺旋测微器，读数显微镜光学放大法：望远镜，放大镜，复射式光点检流计电子学放大法转换法参量转换法：测钢丝杨氏模量能量转换法：热电、压电、光电、磁电换测赔偿法：电位差计测电动势模拟法

物理模拟：飞机数学模拟：静电场描绘惯用力学试验基本仪器介绍1．游标卡尺游标卡尺基本原理是：游标上N个分度格长度与主尺上N-1个分度格长度相同。若主尺上最小分度值为a，游标上最小分度值为b，则(N-1)a=Nb，主尺上每一格与游标上一格之差为游标精度值或游标最小分度值。即若游标卡尺为N=50，a=1mm，其准确度为：1/50=0.02mm

游标尺读数方法是：先读出主尺上与游标“0”刻度对应整数刻度L(mm)值，再把主尺上L(mm)以后不足1mmΔL部分从游标上读出．若游标上第K条线与主尺上某一刻度线对齐，Ｎ为附尺格数，则ΔL部分读数为：最终结果为：上图读数为25+19×1/50=25.38mm。2．螺旋测微计螺旋测微计由一根精密螺杆和与它配套螺母套筒两部分组成。螺杆后端连接一个可旋转微分套筒。微分套筒每旋转一周，螺杆前进（或后退）一个螺距．若微分套筒圆周上刻有N个分度，螺距为a(mm)，则每转动一个分度，螺杆移动距离为a/N，螺距为a=0.5mm，分套筒圆周上刻有50个分度，每转动一个分度，螺杆移动距离为0.5/50=0.01mm，读数时还要预计一位。注意事项：1.在使用千分尺时，当测量长为零时，读数应为零。如不为零，要把这一数值统计下来，在测量时作为校正值d0，测量值等于读数减去校正值。2.在使用千分尺时，要注意不要丢掉主尺上可能露出半整数。3.测量过程螺旋测微计为何应一直沿一个方向转动？

惯用电学试验基本仪器介绍

1．直流电源

试验室惯用直流电源有直流稳压电源、直流稳流电源、干电池.

直流稳压电源经过变压、整流、滤波、稳压电路将交流电转化为直流电，其输出电压基本不随交流电源电压波动和负载电流改变而有所起伏，内阻小，输出电压有时在一定范围内可调。使用时要注意预防短路。

直流稳流电源一样是把交流电转变为直流电，且在一定负载范围内输出稳恒电流，电流大小可调。

干电池电压稳定，内阻小，但其容量有限，应注意经常更换。试验室惯用干电池如甲电池，电动势约1.5伏，额定放电电流为300mA。使用时要禁止短路。

2．电表试验室惯用指针式电表有均匀刻度磁电式直流电表，也有非均匀刻度电磁式交直流两用电表、电动式交直流两用电表等，如指针式直流电流表、指针式直流电压表、交直流两用电流表等，当前数字电压表也得到了广泛应用。[指针式电表]

(1)电表内部结构

磁电式仪表：永久磁铁两个极上连着带圆筒孔腔极掌，极掌之间装有圆柱形软铁芯，它作用是使极掌和铁心间空隙中磁场很强，并且磁力线是以圆柱轴为中心呈均匀辐射状。在圆柱形铁心和极掌间空隙处放有长方形线圈，线圈上固定一根指针，当有电流流过时，线圈受电磁力矩作用而偏转，直到跟游丝反扭力矩平衡，线圈偏角大小与所通入电流成正比，电流方向不一样，偏转方向也不一样。电磁式仪表内部结构分两种：扁线圈吸引型结构和圆线圈推斥型结构。

电动式仪表内部结构包含固定线圈和固定在转轴上可动线圈。当电流流入固定线圈后在空间形成磁场，而在可动线圈中同时也有电流流过，则与磁电式仪表一样，此可动线圈将受到力矩作用，会带动与轴相连指针转动，直至与游丝产生反作用力矩相平衡。电动力式仪表一样可以交直流两用，刻度也是非均匀。(2)电表主要规格：电表主要规格有：量程（最大可测电流或电压）、内阻、准确度等级。国家标准要求电表普通分为7个准确度等级：0.1,0.2,0.5,1.0,1.5,2.5,5.0。(3)电表盘面惯用符号及其意义：

(4)电表误差：电表误差可分为基本误差和附加误差两部分。在要求正常工作条件下正确使用时只需考虑基本误差。电表基本误差γ是由其内部特征和质量方面缺点等引发，用绝对误差∆A和量程Am之比来表示：若电表准确度等级为K时，在要求正常工作条件下基本误差极限小于±K%。在普通物理试验中普通只考虑基本误差影响，可按下式简化误差估算：∆A=Am•K%

，即使用某电表测量被测电流或电压时只要被测量不超出表量程，测量误差只与所选电表量程和级别相关，被测值越小，测量相对误差越大。如用量程3V、准确度等级为0.5级电压表测得某一电压为2.315V，则该电压完整表示为：U=2.32±0.02V(5)电表使用注意事项①正确选择量程，使用多量程电表时应使被测电流或电压小于量程（以防打表）且靠近于量程（以减小ΔA/A）；②注意极性，正确接线；③注意电表联法：电流表串联在被测电路内，电压表并联在被测电压两端。④正确读数：读数时应使眼睛、指针连线垂直于电表刻度表面，当电表准确度等级在1.0级以上时表盘刻度附近会配有镜面，读数时应使眼睛、指针和指针像成一直线，以尽可能减小读数引起附加误差。并应估读到电表最小分度1/2---1/10。[数字电压表]

数字电压表是经过A/D转换器芯片采取双积分原理进行A/D转换，实现直流电压数字显示、测量。它特点是：①测量精度高，温度稳定性好；②噪音小，读数稳定；③自动调零，自动确定极性，使用方便；④输入阻抗高（100MΩ～106MΩ），对被测电路几乎无影响；⑤抗干扰能力强，强磁场中照样适用。数字电压表有单量程、多量程之分，显示有三位半、四位半等，级别有0.01级、0.05等，普通可依据被测电压大小、准确度等要求选取合适量程、位数、级别。其电压测量仪器误差普通用：∆U=K%•U+n个字

来计算，其中第一项中K为准确度等级，U为测量值，此项代表A/D转换器和功效转换器综合误差，第二项n个字代表因为数字化处理而带来误差，普通反应为末位数字n个字改变量。3.电阻箱

电阻箱普通是由电阻温度系数较小锰铜线绕制精密电阻串联而成，经过十进制旋钮可使阻值改变。其主要规格有：总电阻、额定电流（或额定功率）和准确度等级。试验室惯用ZX21型六位十进式电阻箱外