免測(cè)電表內(nèi)阻伏安法測(cè)電阻

1、揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院2009 2010學(xué)年第 二 學(xué)期畢業(yè)設(shè)計(jì)課題名稱(chēng)： 免測(cè)電表內(nèi)阻伏安法測(cè)電阻 設(shè)計(jì)時(shí)間： 2009.12-2010.4 系 部： 電子信息工程系 班 級(jí)： 0702應(yīng)用電子 姓 名： 李 松 指導(dǎo)教師： 樂(lè)偉明 總目錄第一部分 任務(wù)書(shū) 第二部分 開(kāi)題報(bào)告 第三部分 畢業(yè)設(shè)計(jì)正文 第 一 部 分任務(wù)書(shū)揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)系 部電子信息工程系指導(dǎo)老師樂(lè)偉民職稱(chēng)副教授學(xué)生姓名李松班級(jí)0702應(yīng)用電子學(xué)號(hào)0705120227設(shè)計(jì)題目免測(cè)電表內(nèi)阻伏安法測(cè)電阻設(shè)計(jì)內(nèi)容目標(biāo)和要求用伏安法完成一個(gè)避免測(cè)量電表內(nèi)阻從而實(shí)現(xiàn)測(cè)量中值電阻的電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)。1、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)要求包括對(duì)對(duì)

2、測(cè)量中值電阻的各種設(shè)計(jì)電路方案分析、比較的扼要敘述，進(jìn)而創(chuàng)新設(shè)計(jì)出完成課題要求的一個(gè)或幾個(gè)電路。并附有必要的實(shí)驗(yàn)參數(shù)、測(cè)量數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理、計(jì)算結(jié)果及表格。要求：論證分析有依據(jù)、有過(guò)程、有結(jié)果；試驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)有數(shù)據(jù)、有計(jì)算過(guò)程及計(jì)算結(jié)果。并且計(jì)算、結(jié)果及結(jié)論正確。 2、設(shè)計(jì)圖紙：（1）所涉及的測(cè)量電阻的電路原理圖；（2）免測(cè)電表內(nèi)阻的伏安法電路原理圖；（3）（1）、（2）所涉及的直角坐標(biāo)圖。教研室審核系部審核第 二 部 分開(kāi)題報(bào)告揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電子信息工程 系10屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告書(shū)（表1）學(xué)生姓名李松專(zhuān)業(yè)應(yīng)用電子技術(shù)班級(jí)0702應(yīng)用電子學(xué)號(hào)0705120227題 目免測(cè)電表內(nèi)阻伏安

3、法測(cè)電阻指導(dǎo)教師樂(lè)偉民職稱(chēng)副教授學(xué) 位題目類(lèi)別 工程設(shè)計(jì) 基礎(chǔ)研究 應(yīng)用研究 其它【課題的內(nèi)容與要求】用伏安法完成一個(gè)避免測(cè)量電表內(nèi)阻從而實(shí)現(xiàn)測(cè)量中值電阻的電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)。1、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)要求包括對(duì)對(duì)測(cè)量中值電阻的各種設(shè)計(jì)電路方案分析、比較的扼要敘述，進(jìn)而創(chuàng)新設(shè)計(jì)出完成課題要求的一個(gè)或幾個(gè)電路。并附有必要的實(shí)驗(yàn)參數(shù)、測(cè)量數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理、計(jì)算結(jié)果及表格。要求：論證分析有依據(jù)、有過(guò)程、有結(jié)果；試驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)有數(shù)據(jù)、有計(jì)算過(guò)程及計(jì)算結(jié)果。并且計(jì)算、結(jié)果及結(jié)論正確。 2、設(shè)計(jì)圖紙：（1）所涉及的測(cè)量電阻的電路原理圖；（2）免測(cè)電表內(nèi)阻的伏安法電路原理圖；（3）（1）、（2）所涉及的直角坐標(biāo)圖?！厩把浴勘敬萎厴I(yè)

4、設(shè)計(jì)，就是要在電流表內(nèi)接法和外接法的基礎(chǔ)上，尋找一種方法，在不測(cè)量電表內(nèi)阻的前提下，不僅能測(cè)出電阻的阻值，而且要能夠提高測(cè)量電阻的精度。在能夠達(dá)到以上要求的情況下，能夠讓各高校和科研院所方便科學(xué)實(shí)驗(yàn)及測(cè)量。在實(shí)際測(cè)量中，也可以利用創(chuàng)新電路測(cè)量進(jìn)行測(cè)量，如變壓器電阻的測(cè)量等。電阻的測(cè)量，首先要遵循的定律就是歐姆定律，所以我們從歐姆定律出發(fā)，在電流表內(nèi)接法、電流表外接法的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)測(cè)量電路增加一定的開(kāi)關(guān)控制電路，調(diào)節(jié)滑線變阻器和可調(diào)電源，在使兩次測(cè)量過(guò)程中電流表電壓不變，即使前后兩次測(cè)量過(guò)程中電流表的讀數(shù)不變，即，解決普通電阻測(cè)量中必須考慮測(cè)量電阻的問(wèn)題?！痉桨傅谋容^與評(píng)價(jià)】本課題是對(duì)“免測(cè)電

5、表內(nèi)阻伏安法測(cè)電阻”的設(shè)計(jì)和研究，要抓住其中的幾個(gè)關(guān)鍵字，“免測(cè)”、“內(nèi)阻”、“伏安法”。那就可以清楚的看到，重點(diǎn)要研究解決的就是怎么樣通過(guò)對(duì)伏安法電阻電路的設(shè)計(jì)，在免測(cè)電流表和電壓表內(nèi)阻的基礎(chǔ)上，來(lái)達(dá)到提高測(cè)量電阻精度的問(wèn)題。 【預(yù)期的效果及指標(biāo)】在電流表內(nèi)接法中，由于電流表存在著內(nèi)阻，流過(guò)被測(cè)電阻RX的電流為電流表所示電流，而電壓表所示的電壓則是電流表電壓VRA和被測(cè)電阻電壓VRX之和。那么，我們根據(jù)歐姆定律，對(duì)測(cè)量電路增加一定的開(kāi)關(guān)控制電路，調(diào)節(jié)滑線變阻器和可調(diào)電源，在使兩次測(cè)量過(guò)程中電流表電壓不變，即使前后兩次測(cè)量過(guò)程中電流表的讀數(shù)不變，即，提高測(cè)量的精度?！具M(jìn)度安排】2009 年 1

6、0 月 - 2009 年 12 月 選題、調(diào)研、收集資料2010 年 1月 1 日 - 2010 年 1 月 15 日 論證、開(kāi)題2010 年1 月15日 - 2010 年 2 月 28 日 設(shè)計(jì)（寫(xiě)作初稿）2010 年 3月1 日 - 2010 年3 月31 日 修改、定稿、打印【參考文獻(xiàn)】1. 陸廷濟(jì)、胡德敬、陳銘南 物理實(shí)驗(yàn)教程 同濟(jì)大學(xué)出版社 20032. 張雄、王黎智、馬力、伊繼東 物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與研究 科學(xué)出版社 20033. 李繼凡、羅遠(yuǎn)瑜、陶時(shí)澍、顧洪濤 精密電氣測(cè)量 計(jì)量出版社 19844. 陶時(shí)澍 電氣測(cè)量 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 2003【指導(dǎo)教師意見(jiàn)】（有針對(duì)性地說(shuō)明選題意

7、義及工作安排是否恰當(dāng)?shù)龋┩馓峤婚_(kāi)題論證 修改后提交 不同意提交（請(qǐng)說(shuō)明理由）指導(dǎo)教師簽章： 年 月 日 【系部意見(jiàn)】同意指導(dǎo)教師意見(jiàn) 不同意指導(dǎo)教師意見(jiàn)（請(qǐng)說(shuō)明理由） 其它（請(qǐng)說(shuō)明）隊(duì)系（部）主任簽章： 年 月 日第 三 部 分畢業(yè)設(shè)計(jì)正文免測(cè)電表內(nèi)阻伏安法測(cè)電阻李松 0702應(yīng)用電子摘 要物理學(xué)是自然科學(xué)的重要學(xué)科之一，是一門(mén)建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的科學(xué)。在實(shí)驗(yàn)研究中，測(cè)量是基本的、大量的工作之一?！胺卜y(cè)電阻”作為中學(xué)物理的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)之一，又隨著測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，對(duì)測(cè)量電阻準(zhǔn)確度的要求也越來(lái)越高。而由于在中學(xué)物理中，我們對(duì)電阻的測(cè)量并未考慮到電表內(nèi)阻，若能采取一定的措施，在測(cè)量電阻時(shí)不測(cè)量電表內(nèi)

8、阻也能較準(zhǔn)確測(cè)量電阻。本文在中學(xué)伏安法測(cè)電阻（內(nèi)接法、外接法）的基礎(chǔ)上，對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行了誤差分析，并根據(jù)歐姆定律對(duì)電路進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，對(duì)兩種測(cè)量方案的結(jié)果進(jìn)行了不確定度、相對(duì)誤差、精確度的比較。同時(shí)，在測(cè)量過(guò)程中，根據(jù)現(xiàn)階段數(shù)字測(cè)量的發(fā)展，也對(duì)電阻進(jìn)行了一定的數(shù)字測(cè)量，對(duì)模擬化測(cè)量與數(shù)字化測(cè)量進(jìn)行了比較。本文創(chuàng)新電路的設(shè)計(jì)，基本解決了測(cè)量系統(tǒng)中電表內(nèi)阻對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。伏安法測(cè)電阻作為中學(xué)物理測(cè)量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，將不斷成熟和完善，免測(cè)電有內(nèi)阻伏安法測(cè)電阻的應(yīng)用，不僅可以在普通物理實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行，也可在一些技術(shù)性項(xiàng)目尤其是在缺乏實(shí)驗(yàn)條件的情況下，達(dá)到較準(zhǔn)確測(cè)量電阻的目的。關(guān)鍵詞伏安法、歐姆定律、電表內(nèi)阻A

9、void measuring resistance voltammetry measurements Resistance meterslisong0702 Applied Electronic Abstract:he physics are one of natural sciences important disciplines, is an establishment in the experimental foundation science. In the experimental study, the survey is basic, one of massive work. &q

10、uot;The voltammetry measured the resistance" takes one of middle school physics foundation experiments, also along with the survey technology development, to surveys the resistance accuracy the request more and more to be also high. But because in the middle school physics, we considers the ele

11、ctric instrument by no means to the resistance survey internal resistance, if can take the certain measure, when survey resistance the mishap electric internal resistance also can the more accurate survey resistance. This article in the middle school voltammetry measured resistance (in connection, o

12、utside connection) in the foundation, has carried on the error analysis to the measurement result, and carries on the innovation design according to the ohm's law to the electric circuit, has carried on uncertainly, the relative error, the precision comparison to two kind of surveys plans result

13、. At the same time, in survey process, according to present stage numeral survey development, also has carried on the certain digital survey to the resistance, to simulated the survey and the digitized survey has carried on the comparison. This article innovates the electric circuit design, basicall

14、y has solved in the measurement system the electric instrument nternal resistance to the measurement result influence. The voltammetry measured the resistance took the middle school physics survey experiment the foundation, unceasingly mature and will be perfect, exempts measured the electricity wil

15、l have internal resistance the voltammetry to measure the resistance the application, not only will be allowed to carry on in the ordinary physical experiment, also might in lack the experimental condition in particular in some technical project in the situation, will achieve the more accurate surve

16、y resistance the goal. Key words: Voltammetry, ohm's law, electric instrument internal resistance 目錄 第一章 伏安法測(cè)電阻- 13 -電表- 13 -.1產(chǎn)品的技術(shù)特性- 14 -.2儀表結(jié)構(gòu)和原理- 15 -.3以下是用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)得的C31型電表的內(nèi)阻值- 16 -.4直流電流表- 16 -.5直流電壓表- 16 -1.2可調(diào)電阻- 18 -1.2.1旋轉(zhuǎn)式電阻箱- 18 -1.2.2變阻器- 19 -電流表內(nèi)接法、外接法- 20 -.1電流表外接法- 21 -.2電流表內(nèi)接法- 2

17、4 -第二章 三種典型測(cè)量方法簡(jiǎn)介- 26 -21替代法- 26 -2.1.1電流表與電阻箱加電鍵組合測(cè)待測(cè)電阻（替代法）- 26 -2.1.2電壓表與電阻箱和電鍵的組合測(cè)待測(cè)電阻（替代法）- 27 -2.2電橋法- 27 -補(bǔ)償法- 28 -第三章 免測(cè)電表內(nèi)阻伏安法測(cè)電阻- 29 -3.1電路原理、測(cè)量方法及步驟- 29 -3.2 測(cè)量數(shù)據(jù)處理- 30 -.1標(biāo)稱(chēng)電阻- 30 -.2 2 K標(biāo)稱(chēng)電阻- 31 -3.3與伏安法測(cè)電阻的對(duì)比分析及實(shí)驗(yàn)結(jié)論- 32 -第四章 指針式儀表與數(shù)字式儀表的比較研究- 34 -4.1推陳出新是歷史之必然- 34 -4.2模擬電表與數(shù)字電表- 34 -4.

18、3數(shù)字電表的特點(diǎn)- 35 -第五章 創(chuàng)新電路在不同電路系統(tǒng)中的應(yīng)用- 36 -創(chuàng)新電路在變壓器測(cè)電阻中的應(yīng)用- 36 -.1注意事項(xiàng)- 36 -.2規(guī)范要求- 36 -.3有關(guān)換算- 37 -.4實(shí)例分析- 38 -毫歐姆級(jí)電阻測(cè)量- 39 -第六章 數(shù)字電路概述- 40 -數(shù)字萬(wàn)用表的敘述- 40 -6.1.1概述- 40 -.2安全事項(xiàng)- 40 -.3技術(shù)特性- 40 -.4電阻測(cè)量- 41 -6.2 數(shù)字萬(wàn)用表對(duì)、2K電阻的測(cè)量及數(shù)據(jù)處理- 41 -第七章 電阻的數(shù)字化測(cè)量- 44 -7.1 比例運(yùn)算法- 45 -比率法- 45 -結(jié)束語(yǔ)- 47 -致謝- 41-參考文獻(xiàn)- 50 -第一

19、章 伏安法測(cè)電阻在伏安法測(cè)電阻中，用到電流表內(nèi)接法和電流表外接法是最普通也是最常見(jiàn)到的測(cè)量方法，其測(cè)量結(jié)果受到了電流表和電壓表內(nèi)阻的影響，所以其測(cè)量結(jié)果引起的系統(tǒng)誤差也比較的大。在中學(xué)的學(xué)習(xí)中，為了能讓電路簡(jiǎn)化，在平常的測(cè)量中，我們也是常常是把電流表、電壓表的內(nèi)阻忽略和開(kāi)路的方法進(jìn)行處理?，F(xiàn)在進(jìn)行的“免測(cè)內(nèi)阻伏安法測(cè)電阻”是為了找到一種方法，能夠更加精確地通過(guò)伏安法對(duì)被測(cè)電阻進(jìn)行測(cè)量，為了便于理解，我們先進(jìn)行元器件介紹。電表圖1磁電式表頭的結(jié)構(gòu)原理圖電表的種類(lèi)很多，有磁電型、電動(dòng)型、靜電型，等等。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)測(cè)量中，我們主要用到的還是磁電型電表。磁電型電表如圖1所示，其構(gòu)造原理是，在磁

20、感應(yīng)強(qiáng)度為B的均勻幅向磁場(chǎng)內(nèi)，裝有一可活動(dòng)的線圈，線圈匝數(shù)為N，截面積為A，當(dāng)線圈有電流I流過(guò)時(shí)，線圈受磁力矩作用而產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，磁力矩M=NABI。線圈在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，其轉(zhuǎn)軸游絲扭轉(zhuǎn)。根據(jù)虎克定律，在彈性限度內(nèi)，游絲受扭轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的恢復(fù)力矩M與線圈的轉(zhuǎn)角成正比，即M=C，式中C為游絲的扭轉(zhuǎn)常數(shù)。當(dāng)線圈所受到的磁力矩M與游絲的彈性恢復(fù)力矩M相等時(shí)，線圈停上轉(zhuǎn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，即下式NABI= C成立，于是流過(guò)線圈的電流I=而線圈的偏轉(zhuǎn)角度可以由它所帶動(dòng)的指針偏轉(zhuǎn)示數(shù)d來(lái)表示，即d=l，式中l(wèi)為示數(shù)轉(zhuǎn)換系數(shù)。于是有I=對(duì)于一定的電表，C，N，A，B和l等數(shù)值是一定的。由上式可見(jiàn)，流過(guò)線圈的電流大小與電表

21、指針偏轉(zhuǎn)示數(shù)成正比，因此可以用指針偏轉(zhuǎn)示數(shù)d來(lái)量度流過(guò)線圈的電流大小。而且電表常數(shù)愈小，電流靈敏度愈大，表示此電表愈靈敏。磁電型測(cè)量機(jī)構(gòu)（亦稱(chēng)表頭）所能通過(guò)的電流往往是很微小的，因?yàn)榫€圈的導(dǎo)線很細(xì)，磁電型測(cè)量機(jī)構(gòu)用作電流表時(shí)，只要被測(cè)電流不超過(guò)它所能容許的電流值，就可將它與負(fù)載相串聯(lián)進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量的電流范圍一般在幾十微安到幾十毫安之間，如果要測(cè)較大的電流，必須擴(kuò)大量程。在我們進(jìn)行的畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們所用到的電壓表和電流表分別是C31V型和C31A型，等級(jí)都為0.5級(jí)。它們都屬于磁電型電表。.1產(chǎn)品的技術(shù)特性測(cè)量范圍與消耗型號(hào)測(cè)量范圍內(nèi)阻或壓降內(nèi)阻或消耗電壓刻度分格C31A7.5/15/30/

22、75/150/300/750mA/1.5/3/7.5/15/30AU：2745mV150·2/5/10/20AU45mV100C31V075/3/7.5/15/30/75/150/300/600V45mV R1575mV R303600VI=2mA150·1.5/15/150/1500VI=2mA150·2/5/10/20VI=1mA100·50/100/200/500VI=1mA100主要性能參數(shù)工作位置：水平響應(yīng)時(shí)間：小于4s（外電路電阻對(duì)10A儀表應(yīng)不小于150K。對(duì)20A儀表應(yīng)不小于60 K。對(duì)50A儀表應(yīng)不小于8 K）標(biāo)度尺長(zhǎng)度：120mm基本

23、誤差：當(dāng)使用條件符合周?chē)h(huán)境溫度為23濕度為4060RH時(shí)，儀表的基本誤差在標(biāo)度尺工作部分的所有分度線上不超過(guò)測(cè)量上限的±0.5%。環(huán)境溫度引起的改變量：當(dāng)周?chē)h(huán)境溫度自23±2改變至規(guī)定的工作溫度范圍（23±10）內(nèi)任一溫度時(shí)，由此引起儀表指示值的改變?cè)趽Q算為溫度每改變10時(shí)不超過(guò)測(cè)量上限的±0.5%。位置引起的改變量：當(dāng)儀表自水平位置向任一方向傾斜5°時(shí)，其指示值的改變不超過(guò)測(cè)量上限的±0.25%。外磁場(chǎng)引起的改變量：儀表由于0.4KA/m，交流或直流的外磁場(chǎng)影響，其指示值的改變不超過(guò)測(cè)量上限的±1.5%。安全要求：接線

24、端與外殼之間能耐受交流50Hz、0.5KV（電壓表安伏表為2KV 101500V規(guī)格為3KV）、1min的電壓試驗(yàn)，絕緣電阻不小于5M。外形尺寸1*b*h，mm：220*170*100重量：.2儀表結(jié)構(gòu)和原理儀表是磁電系張絲支承結(jié)構(gòu)，磁系統(tǒng)采用鐵環(huán)軛式結(jié)構(gòu)，漏磁較小，并且具有良好的防御外磁場(chǎng)影響性能，磁鋼用鋁鎳鈷合，并經(jīng)過(guò)特殊的穩(wěn)定處理，使儀表能長(zhǎng)時(shí)期保持準(zhǔn)確度，儀表的可動(dòng)部分采用新型的張絲支承，用兩根高強(qiáng)度合金張絲固定在減震彈片上，并裝有限止器，使儀表具有良好的抗震性能。此外，可動(dòng)部分采用張絲支承后，偏轉(zhuǎn)時(shí)不存在摩擦，使儀表的靈敏度和使用壽命大大提高。指針尖采用特種形影玻璃絲，能保證良好的直

25、線性，刻度板下裝有消除視差的反光鏡，可保證儀表讀數(shù)的準(zhǔn)確。測(cè)量機(jī)構(gòu)裝在膠木外殼的單獨(dú)密封小室內(nèi)，可防止外來(lái)的機(jī)械力作用和臟物侵害。儀表的量程轉(zhuǎn)換采用插塞，使用方便。.3以下是用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)得的C31型電表的內(nèi)阻值C31A型電壓表 RX0量程45mV75mV3V15V測(cè)量值量程30V75V150V300V600V測(cè)量值37.5 K75.0 K149.9 KC31V型電壓表 RX0量程75mA15 mA30 mA75 mA150 mA300 mA測(cè)量值量程750 mA3A15A30A測(cè)量值”的設(shè)計(jì)中，對(duì)電阻的測(cè)量，也間接的用到了歐姆定很圖2直流電流表內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 圖3直流電壓表內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖.4直流電流

26、表直流電流表串聯(lián)在電路中，用以測(cè)量直流電路中電流的大小，磁電型電流表采用分流方法來(lái)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大量限的，圖2中的RS即為在表頭兩端并聯(lián)的一個(gè)分流電阻，分流電阻越小，電流表的量程越大。主要規(guī)格：量程指測(cè)量的上限值與下限值的差值，一般與測(cè)量范圍無(wú)區(qū)別，如0100mA，05A，-50+50A。有多量程的電流表。內(nèi)阻以下，毫安表一般為幾歐姆，微安表一般為幾百歐姆至一二千歐姆。.5直流電壓表直流電壓表如圖3所示，由小量程直流電流表串聯(lián)一電阻構(gòu)成，串聯(lián)不同的電阻構(gòu)成不同量程的電壓表，它與電路兩端并聯(lián)，測(cè)量電路兩端電壓的大小。主要規(guī)格：量程指針滿(mǎn)度時(shí)的電壓值，有多量程的電壓表，如01.53.07.5V的電壓表。內(nèi)

27、阻電壓表的內(nèi)阻越大，對(duì)被測(cè)對(duì)象的影響越小，電壓表各量限的內(nèi)阻與相應(yīng)電壓量程之比為一常量，這常量常在電壓表標(biāo)度盤(pán)上標(biāo)明，它的單位為/V，它是電壓表的重要參量。所以 內(nèi)阻=量程*每伏歐姆數(shù)例如：量程為100V的電壓表，其每伏歐姆數(shù)為10000/V，則內(nèi)阻為1000k.使用電表應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1) 量程的選擇：應(yīng)先估計(jì)被測(cè)量的大小，選擇合適的量程，可先用大量程測(cè)試一下，再選更合適的量程。2) 電表有二個(gè)端鈕，直流電表均有標(biāo)明“+”、“-”的兩個(gè)端鈕，“+”表示電流流入端，“-”表示電流的流出端，不能接反，否則電表指針?lè)聪蚱D(zhuǎn)。3) 電壓表與電路中被測(cè)負(fù)載的兩端相并聯(lián)，電流表與電路相串聯(lián)。4) 讀數(shù)時(shí)

28、視線必須垂直于刻度盤(pán)，若電表附有鏡子，則必須在指針與鏡中的象重合時(shí)讀數(shù)，這樣可減少由于視差引入的誤差。1.2可調(diào)電阻1.2.1旋轉(zhuǎn)式電阻箱圖4旋轉(zhuǎn)式電阻箱圖5圖4是ZX21型旋轉(zhuǎn)式電阻箱的外形，圖5是ZX21型旋轉(zhuǎn)式電阻箱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。旋鈕在不同部位，表示著不同電阻值的各旋鈕的電阻相互串聯(lián)。所以，總電阻值為各旋鈕讀數(shù)之和。例如，當(dāng)*10000檔指0，*1000指0，*100檔指4，*10檔指5，*1檔指6，*0.1檔指7，這時(shí)接線柱A和D之間的總電阻值為范圍時(shí)，則應(yīng)接在A與B或A與C兩個(gè)接線柱上，以避免其余轉(zhuǎn)盤(pán)彈簧觸點(diǎn)的接觸電阻。因?yàn)殡娮柘涫緮?shù)小時(shí)，接觸電阻會(huì)引起較大的相對(duì)誤差。在使用電阻箱前，

29、應(yīng)將每個(gè)旋鈕轉(zhuǎn)動(dòng)幾次，以免內(nèi)部有接觸不良現(xiàn)象發(fā)生。要防止流過(guò)電阻箱的電流超過(guò)所用最大一檔電阻的額定電流。電阻箱每檔電阻容許流過(guò)的電流見(jiàn)表1：表1旋鈕倍率*1*10*100*1000*10000額定電流（A）按規(guī)定，電阻箱使用和放置場(chǎng)所的溫度應(yīng)為+1040，相對(duì)濕度在80以下，周?chē)諝庵胁粦?yīng)含有腐蝕性氣體。按國(guó)家技術(shù)規(guī)程規(guī)定，電阻箱的銘牌或外殼上應(yīng)標(biāo)明十進(jìn)盤(pán)電阻標(biāo)稱(chēng)值和準(zhǔn)確度等級(jí)。例如ZX21型電阻箱，調(diào)節(jié)范圍是9(0.1+1+10+100+1000+10000)，準(zhǔn)確度按各盤(pán)依次分別為5%，0.5%，0.2%，0.1%，0.1%和0.1%。另外，它的零值電阻R0=(20±5)m。目前

30、國(guó)內(nèi)實(shí)驗(yàn)室常用的電阻箱，其準(zhǔn)確度等級(jí)指數(shù)一般為a=0.1，一些教材中近似取示值為R時(shí)的誤差限值為.2變阻器變阻器的額定值有二：最大阻值RN和額定電流IN。變阻器可作可變電阻用以調(diào)節(jié)電路中的電流。注意：不管滑動(dòng)頭處于任何位置，電流I均不允許超過(guò)額定電流IN，否則燒壞變阻器。變阻器也可作電位器用以調(diào)節(jié)電路的端電壓，同樣應(yīng)使電路總電流I小于IN。電流表內(nèi)接法、外接法任何測(cè)量結(jié)果與被測(cè)量的真值都有差異，即在測(cè)量中不可避免地出現(xiàn)誤差，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，精密測(cè)量技術(shù)的提高，實(shí)驗(yàn)中的誤差也在不斷減小。誤差的大小決定了測(cè)量的準(zhǔn)確度，反過(guò)來(lái)，在一定的測(cè)量準(zhǔn)確度的要求之下，希望把誤差控制在相應(yīng)的范圍之內(nèi)，并用數(shù)

31、學(xué)方法估計(jì)誤差之大小。設(shè)法減小誤差，提高測(cè)量準(zhǔn)確度是精密測(cè)量的主要任務(wù)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，測(cè)量準(zhǔn)確度在不斷地提高，這是測(cè)量方法和測(cè)量?jī)x器不斷改善和改進(jìn)的結(jié)果。也是誤差分析及誤差理論不斷發(fā)展的結(jié)果。因此，為提高測(cè)量準(zhǔn)確度，要求測(cè)量工作者善于深刻認(rèn)識(shí)誤差的多樣性及其產(chǎn)生的根源，消除、減小、固定并估計(jì)它們對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。根據(jù)在測(cè)量過(guò)程中所產(chǎn)生的誤差的性質(zhì)，將誤差分為三類(lèi)：系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和粗差。I. 系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差的特點(diǎn)是有規(guī)律性的，測(cè)量結(jié)果都大于真值，或都小于真值?；蛟跍y(cè)量條件改變時(shí)，誤差也按一定規(guī)律在變化。系統(tǒng)誤差來(lái)源有下列幾個(gè)方面：A. 由于測(cè)量?jī)x器的不完善、儀器不夠精密或安裝調(diào)整不妥

32、，如刻度不準(zhǔn)、零點(diǎn)不對(duì)、砝碼未經(jīng)校準(zhǔn)、天平臂不等長(zhǎng)、應(yīng)該水平放置的儀器沒(méi)有放水平等。B. 由于實(shí)驗(yàn)理論和實(shí)驗(yàn)方法的不完善，所引用的理論與實(shí)驗(yàn)條件不符，如在空氣中稱(chēng)質(zhì)量而沒(méi)有考慮空氣浮力的影響，測(cè)長(zhǎng)度時(shí)沒(méi)有考慮溫度使尺長(zhǎng)改變，量熱時(shí)沒(méi)有考慮熱量的散失，測(cè)電壓時(shí)未考慮電壓表內(nèi)阻對(duì)電路的影響，標(biāo)準(zhǔn)電池的電動(dòng)勢(shì)未作溫度修正等。C. 由于實(shí)驗(yàn)者生理或心理特點(diǎn)、缺乏經(jīng)驗(yàn)等而引入的誤差。例如有些人習(xí)慣于側(cè)坐斜視讀數(shù)，眼睛辨色能力較差等，使測(cè)量值偏大或偏小。系統(tǒng)誤差的消除或減小是實(shí)驗(yàn)技能問(wèn)題，應(yīng)盡可能采取各種措施將它降低到最小程度例如將儀器進(jìn)行校正，改變實(shí)驗(yàn)方法或者在計(jì)算公式中列入一些修正項(xiàng)以消除某些因素對(duì)實(shí)

33、驗(yàn)結(jié)果的影響，糾正不良實(shí)驗(yàn)習(xí)慣等。II. 隨機(jī)誤差在相同條件下，對(duì)同一物理量進(jìn)行重復(fù)多次測(cè)量，即使系統(tǒng)誤差減小到最小程度后，測(cè)量值仍然會(huì)出現(xiàn)一些難以預(yù)料和無(wú)法控制的起伏，而且測(cè)量值誤差的絕對(duì)值和符號(hào)在隨機(jī)地變化著。這種誤差稱(chēng)之為隨機(jī)誤差。隨機(jī)誤差主要來(lái)源于人們視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和觸覺(jué)等感覺(jué)能力的限制以及實(shí)驗(yàn)環(huán)境偶然因素的干擾。例如溫度、濕度、電源電壓的起伏、氣流波動(dòng)以及振動(dòng)等因素的影響。從個(gè)別測(cè)量值來(lái)看，它的數(shù)值帶有隨機(jī)性，好像雜亂無(wú)章。但是，如果測(cè)量次數(shù)足夠多的話，就會(huì)發(fā)現(xiàn)隨機(jī)誤差遵循一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，可以用概率理論來(lái)估算它。為了能夠更好地理解誤差，我們通過(guò)對(duì)伏安法測(cè)電阻（內(nèi)接法、外接法）的介紹，來(lái)更

34、好地說(shuō)明誤差。在理想的情況下測(cè)量電阻時(shí)，我們通常是采用歐姆定律進(jìn)行的，即R=，式中，U為電阻R兩端的電壓，I為電阻R中流過(guò)的電流。但在實(shí)際用伏安法測(cè)量電阻的過(guò)程中，由于電流表和電壓表存在著內(nèi)阻RA，RV，所以若采用較簡(jiǎn)單的測(cè)量電路，要同時(shí)測(cè)出RX的電流和電壓的準(zhǔn)確值是不可能的，這就引起了方法誤差。同時(shí)由于儀表制造工藝的不完善產(chǎn)生了了儀器誤差，它的大小取決于儀器的準(zhǔn)確度等級(jí)。 圖6電流表外接法 圖7電流表內(nèi)接法.1電流表外接法如圖6所示，電壓表所測(cè)得的電壓就是R兩端的電壓，但電流表所測(cè)得的電流卻是R和電壓表V的電流和(比實(shí)際流過(guò)電阻的電流偏大)，所以采用外接法時(shí)我們可以得到：IX=IIV=I(R

35、V為電壓表的內(nèi)阻，IV為流經(jīng)電壓表的電流)，得外接法的修正公式為： RX= (1)由（1）我們可以得到電流表外接時(shí)的不確定度的計(jì)算公式：=系統(tǒng)誤差用相對(duì)誤差表示：E=*100%，2K的電阻測(cè)量得到的結(jié)果： 序號(hào)項(xiàng)目1234567U/mVI/mAl 下面對(duì)以上數(shù)據(jù)進(jìn)行最小二乘原理計(jì)算：U=402.5mV (I)22 I22 l 對(duì)以上結(jié)果進(jìn)行不確定度的計(jì)算：為了更好地理解，我們現(xiàn)對(duì)不確定度進(jìn)行解釋?zhuān)阂粋€(gè)完整的測(cè)量結(jié)果不僅要給出該值的大?。磾?shù)值和單位），同時(shí)還應(yīng)給出它的不確定度。用不確度度來(lái)表征測(cè)量結(jié)果的可信賴(lài)程度。于是測(cè)量結(jié)果應(yīng)寫(xiě)成下列標(biāo)準(zhǔn)形式：X=x±U（單位），式中x為測(cè)量值，對(duì)

36、等精度多次測(cè)量而言，x為多次測(cè)量的算術(shù)平均值；U為不確定度，UR為相對(duì)不確定度?！安淮_定度”一詞是指可疑、不能肯定或測(cè)不準(zhǔn)的意思。不確定度是測(cè)量結(jié)果所攜帶的一個(gè)必要參數(shù)，以表征待測(cè)量值的分散性、準(zhǔn)確性和可靠程度。=0.8*10-2=R*0.8*10-2=4.0*0.8*10-2l 測(cè)量結(jié)果：R測(cè)=R±±0.032) l 相對(duì)誤差：E=l 精度：P=表3 電壓與電流關(guān)系 標(biāo)稱(chēng)電阻2K 序號(hào)項(xiàng)目1234567U/VI/mAl 下面對(duì)以上數(shù)據(jù)進(jìn)行最小二乘原理計(jì)算：U=162.4V (I)22 I22 l 對(duì)以上結(jié)果進(jìn)行不確定度的計(jì)算：=0.79*10-2=R*0.79*10-2=

37、1733.5*0.79*10-2l 測(cè)量結(jié)果：R測(cè)=R±±13.6) l 相對(duì)誤差：E=l 精度：P= .2電流表內(nèi)接法如圖7所示，電流表測(cè)得的電流為流經(jīng)電阻R的電流，而電壓表測(cè)得的電壓為電阻R和電流表電壓之和(比實(shí)際測(cè)得的電阻電壓偏大)。所以采用內(nèi)接法時(shí)我們可以得到：VX=VVA=VIRA(RA為電流表的內(nèi)阻)，得內(nèi)接法的修正公式為： RX= (2)由（2）我們可以得到電流表內(nèi)接時(shí)的不確定度的計(jì)算公式：=系統(tǒng)誤差用相對(duì)誤差表示：E=*100%，2K的電阻測(cè)量得到的結(jié)果： 序號(hào)項(xiàng)目1234567U/mVI/mAl 下面對(duì)以上數(shù)據(jù)進(jìn)行最小二乘原理計(jì)算：U=402.5mV (I

38、)22 I22 l 對(duì)以上結(jié)果進(jìn)行不確定度的計(jì)算：=R*1.0*10-2=8.9*1.0*10-2l 測(cè)量結(jié)果：R測(cè)=R±±0.089) l 相對(duì)誤差：E=l 精度：表5 電壓與電流關(guān)系 標(biāo)稱(chēng)電阻2K 序號(hào)項(xiàng)目1234567U/VI/mAl 下面對(duì)以上數(shù)據(jù)進(jìn)行最小二乘原理計(jì)算：U=154.4V (I)2=5959.84 mA2 I2=852.04 mA2 l 對(duì)以上結(jié)果進(jìn)行不確定度的計(jì)算：=R*0.7*10-2=1700.5*0.7*10-2l 測(cè)量結(jié)果：R測(cè)=R±±11.9) l 相對(duì)誤差：E=l 精度：P=第二章 三種典型測(cè)量方法簡(jiǎn)介在前一章中，我們

39、從對(duì)普通的伏安法測(cè)電阻（內(nèi)接法、外接法）進(jìn)行了分析，從對(duì)伏安法測(cè)電阻的儀表及其數(shù)據(jù)處理，知道這兩種測(cè)量方法產(chǎn)生誤差的主要來(lái)源?，F(xiàn)在，就現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外對(duì)伏安法測(cè)電阻消除或減弱系統(tǒng)誤差的測(cè)量方法，介紹三種典型的電阻測(cè)量方法。2.1替代法替代法是一種異時(shí)比較法，此種方法是將被測(cè)量的X接入測(cè)量裝置，使之處于一定狀態(tài)，然后用已知量A代替X，并通過(guò)改變A的值，使測(cè)量恢復(fù)到X接入時(shí)的狀態(tài)，于是X=A。這種測(cè)量方法的特點(diǎn)是被測(cè)量與已知量通過(guò)測(cè)量裝置進(jìn)行比較，當(dāng)兩者效應(yīng)相同時(shí)，它們的數(shù)值也必然相等。測(cè)量裝置的系統(tǒng)誤差不帶給測(cè)量結(jié)果。它只起辨別兩者有無(wú)差異的作用，因此，測(cè)量裝置需要有相應(yīng)的靈敏度和短時(shí)的穩(wěn)定度。2.

40、1.1電流表與電阻箱加電鍵組合測(cè)待測(cè)電阻（替代法）如果只給安培表，測(cè)待測(cè)電阻例：在如圖8所示電路測(cè)量未知電阻的實(shí)驗(yàn)中，用的就是等效替代法。其中是待測(cè)電阻（阻值約為幾百歐），R是滑動(dòng)變阻器，是電阻箱，（電阻箱的最大電阻大于）。閉合開(kāi)關(guān)和，調(diào)節(jié)滑片P，使電流表指針在適當(dāng)?shù)奈恢?，記下此時(shí)電流表的示數(shù)。斷開(kāi)，閉合，保持滑動(dòng)變阻器的電阻不變，調(diào)節(jié)的大小，使電流表的示數(shù)為。則即等于此時(shí)的電阻。2.1.2電壓表與電阻箱和電鍵的組合測(cè)待測(cè)電阻（替代法）圖8電流替代法 圖9電壓替代法如圖9是利用電壓表等效替代法測(cè)量電阻的實(shí)驗(yàn)電路圖。 2.2電橋法電橋電路是電磁測(cè)量中電路連接的一種基本方式。由于它測(cè)量準(zhǔn)確，方法巧

41、妙，使用方便，所以得到廣泛的應(yīng)用。電橋電路不僅可以使用直流電源，而且可以使用交流電源，故有直流電橋和交流電橋之分。直流電橋主要用于電阻測(cè)量，它有單電橋和雙電橋兩種。前者常稱(chēng)惠斯登電橋，用于1106范圍的中值電阻測(cè)量；后者常稱(chēng)為開(kāi)爾文電橋，用于10-31范圍的低值電阻測(cè)量。交流電橋除了測(cè)量電阻之外，還可以測(cè)量電容、電感等電學(xué)量。這里，我們只介紹直流單電橋(惠斯登電橋)：電橋基本線路如圖10所示，RX是待測(cè)電阻，它與另外三個(gè)已知電阻R1，R2，Rs組成一個(gè)封閉的四邊形電路，電源與開(kāi)關(guān)K連于對(duì)角線上檢流計(jì)G跨接于對(duì)角線BD這間，這就是“電橋電路”。四個(gè)電阻稱(chēng)為“橋臂”，線路BGD稱(chēng)為“橋”，觀察檢流

42、計(jì)G指針偏轉(zhuǎn)，可知從“橋上通過(guò)的電流大小和方向。在測(cè)量時(shí)，調(diào)節(jié)電阻R1，R2，Rs的數(shù)值，使B，D兩點(diǎn)電位相等，這時(shí)“橋”上沒(méi)有電流通過(guò)，即檢流計(jì)G指零，這時(shí)電橋達(dá)到平衡，即流過(guò)電阻R1和RX的電流同為I1，流過(guò)R2和RS的電流同為I2，所以I1R1=I2R2I1RX= I2RS所以可得RX=R1 圖10 惠斯登電橋 圖11 電壓補(bǔ)償電路補(bǔ)償法這種方法是在外接法的基礎(chǔ)上利用了電壓補(bǔ)償原理, 在測(cè)電壓時(shí)無(wú)須從測(cè)量電路分出電流，從而避免了電流流進(jìn)電壓表而引進(jìn)的誤差。從圖11我們看到：當(dāng)通過(guò)檢流計(jì)G的電流為0時(shí)，可認(rèn)為電壓表內(nèi)阻為無(wú)窮大，即RV=，代入歐姆定律中，我們可以得到RX= 第三章 免測(cè)電表

43、內(nèi)阻伏安法測(cè)電阻電路設(shè)計(jì)3.1電路原理、測(cè)量方法及步驟普通的伏安法測(cè)電阻中，在實(shí)際的情況下，電表都存在著內(nèi)阻，而無(wú)法用普通的伏安法測(cè)電阻的方法（外接法、內(nèi)接法）達(dá)到準(zhǔn)確測(cè)量電阻的目的，本次設(shè)計(jì)就是爭(zhēng)對(duì)這一問(wèn)題，對(duì)電路進(jìn)行了必要的改進(jìn)，提高了測(cè)量電阻的精度。設(shè)計(jì)思想和原理：在電流表內(nèi)接法中，由于電流表存在著內(nèi)阻，流過(guò)被測(cè)電阻RX的電流為電流表所示電流，而電壓表所示的電壓則是電流表電壓VRA和被測(cè)電阻電壓VRX之和。那么，我們根據(jù)歐姆定律，對(duì)測(cè)量電路增加一定的開(kāi)關(guān)控制電路，調(diào)節(jié)滑線變阻器和可調(diào)電源，在使兩次測(cè)量過(guò)程中電流表電壓不變，即使前后兩次測(cè)量過(guò)程中電流表的讀數(shù)不變，即，提高測(cè)量的精度。圖12

44、 免測(cè)電阻伏安法測(cè)電阻測(cè)量步驟與方法： 按所示原理圖12連接好電路，合上開(kāi)關(guān)K1，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)K2，K3的開(kāi)合由所測(cè)電阻值的大小決定（若被測(cè)電阻為阻值接近電流表內(nèi)阻時(shí)，那么閉合K3；若被測(cè)電阻值與電流表內(nèi)阻相差甚遠(yuǎn)，無(wú)法直接通過(guò)調(diào)節(jié)滑線變阻器來(lái)獲得所需電流表的讀數(shù)時(shí)，那么斷開(kāi)K3，調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)式變阻箱，其值大小應(yīng)與被測(cè)電阻大小相接近）。此時(shí)測(cè)得電壓V1和電流I1，V1=VRA+VRX； 斷開(kāi)開(kāi)關(guān)K1，合上開(kāi)關(guān)K2，調(diào)節(jié)滑線變阻器和給定電壓，使得電流表示數(shù)不變，即I2=I1，此時(shí)V2=VRA； 此時(shí)我們可以得到如下公式：VRX=V1-V2，RX=3.2 測(cè)量數(shù)據(jù)處理本節(jié)按照創(chuàng)新電路設(shè)計(jì)進(jìn)行測(cè)試，并將數(shù)據(jù)

45、進(jìn)行處理，用表格、圖示、計(jì)算等形式表達(dá)如下： 5.1標(biāo)稱(chēng)電阻 測(cè)量數(shù)據(jù) 序號(hào)項(xiàng)目1234567U1/mVU2/mV(U1-U2) /mVI1/mA 數(shù)字計(jì)算下面對(duì)以上數(shù)據(jù)進(jìn)行最小二乘原理計(jì)算：U=3837.7mV (I)22 I22 =l 對(duì)以上結(jié)果進(jìn)行不確定度的計(jì)算：=l 測(cè)量結(jié)果：l 相對(duì)誤差：l 精度：3.2.2 2 K標(biāo)稱(chēng)電阻 測(cè)量數(shù)據(jù)表7 電壓與電流關(guān)系 標(biāo)稱(chēng)電阻2K 序號(hào)項(xiàng)目1234567U1/V22.0U2/V(U1-U2) /VI1/mA5 數(shù)據(jù)計(jì)算下面對(duì)以上數(shù)據(jù)進(jìn)行最小二乘原理計(jì)算：U=80.39V (I)2=1620.0625 mA2 I2=233.1875 UI=466.

46、0925 VmAl 對(duì)以上結(jié)果進(jìn)行不確定度的計(jì)算：l 測(cè)量結(jié)果：l 相對(duì)誤差：l 精確度：3.3與伏安法測(cè)電阻的對(duì)比分析及實(shí)驗(yàn)結(jié)論在第1章中，我們對(duì)用電流表外接法和內(nèi)接法測(cè)電阻進(jìn)行了分析，與標(biāo)稱(chēng)電阻進(jìn)行了比較，我們得到了這樣的結(jié)論：電阻值不確定度相對(duì)誤差精度內(nèi)接法40.4%25.5%外接法11.7%78.4%創(chuàng)新電路0.1%98.03%標(biāo)稱(chēng)電阻2K電阻值不確定度相對(duì)誤差精度內(nèi)接法0.14%85.025%外接法10.4%86.675%創(chuàng)新電路0.0002%90.0%同時(shí)，我們從不確定度公式上也可以看出，用創(chuàng)新電路設(shè)計(jì)的不確定度公式較之采用內(nèi)接法和外接法大大的簡(jiǎn)化：=而創(chuàng)新電路的不確定度公式為：

47、這樣對(duì)于計(jì)算也能夠減小人為計(jì)算誤差。注意：根據(jù)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我們學(xué)校提供給我們的實(shí)驗(yàn)條件，在測(cè)量較大電阻時(shí)，因?yàn)殡娏鞅韮?nèi)阻相對(duì)被測(cè)電阻顯得非常小，若沒(méi)有在電路中接入與被測(cè)電阻阻值差不多的標(biāo)準(zhǔn)電阻，要使I2=I1，光靠調(diào)節(jié)滑線變阻器（我們學(xué)校實(shí)驗(yàn)室提供給我們的是0250的滑線變阻器）就很難達(dá)到，所以在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)測(cè)量中我們加入了旋轉(zhuǎn)式變阻箱得到標(biāo)準(zhǔn)電阻，并通過(guò)調(diào)節(jié)給定電壓，使得I2=I1。第四章 指針式儀表與數(shù)字式儀表的比較研究 4.1推陳出新是歷史之必然我們?cè)诘谝徽轮袛⑹龅拇烹娛诫姳硎且环N經(jīng)典儀表，它出現(xiàn)于19世紀(jì)30年代。到20世紀(jì)30前后，它的設(shè)計(jì)理論已經(jīng)相當(dāng)成熟，工藝結(jié)構(gòu)也基本定型。由第

48、一章可知，磁電式電表電流靈敏度與線圈匝數(shù)、線圈截面積、示數(shù)轉(zhuǎn)換系數(shù)以及磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比，與游絲的扭轉(zhuǎn)常數(shù)成反比。可見(jiàn)提高材料性能和改進(jìn)制造工藝是提高電表性能的關(guān)鍵。20世紀(jì)4050年代隨著高性能材料的出現(xiàn)，以及制造工藝的進(jìn)步，電表在靈敏度和準(zhǔn)確度方面都有較大提高。到60年代前后，出現(xiàn)了0.1級(jí)的電表系列。然而此后，因受材料與工藝等因素的制約，電表基本上停滯在這一水平上，難有新的突破。20世紀(jì)50年代開(kāi)始，半導(dǎo)體工業(yè)的崛起和電子技術(shù)的發(fā)展為數(shù)字電表的出現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。1952年世界上第一臺(tái)數(shù)字電壓表問(wèn)世，它為儀表的革新開(kāi)創(chuàng)了一條新路。此后，世界各國(guó)都爭(zhēng)相研究和生產(chǎn)數(shù)字儀表。尤其是80年代以后，由于

49、大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，以及微處理和微計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，已經(jīng)生產(chǎn)出分辨力為10nV1nV，讀數(shù)達(dá)7位和8位的高性能多用表，并具有自動(dòng)校準(zhǔn)、數(shù)據(jù)處理與存貯，以及計(jì)算機(jī)接口等多種功能，這與經(jīng)典儀表性能相比明顯是一個(gè)質(zhì)的飛躍。4.2模擬電表與數(shù)字電表大多數(shù)的物理量是連續(xù)變化的。這里所謂的“連續(xù)”有兩層含義。從時(shí)間上看，它是隨時(shí)間連續(xù)變化的；從數(shù)值上看，它的取值也是連續(xù)變化的。這種在時(shí)間和數(shù)值上連續(xù)變化的物理量稱(chēng)之為模擬量。經(jīng)典的電表通常均采用指針或光標(biāo)的偏轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)量結(jié)果的連續(xù)指示，因而這類(lèi)儀表只適用于模擬量的測(cè)量，稱(chēng)之為模擬電表。與模擬量相對(duì)應(yīng)，另外有一類(lèi)物理量，它的變化是不連續(xù)的，離散的

50、，它只能一個(gè)單位地增大或減小，這種物理量稱(chēng)之為數(shù)字量。數(shù)字電表是一種測(cè)量數(shù)字量的儀表，它是采用數(shù)字化技術(shù)將待測(cè)的模擬量轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字量，經(jīng)過(guò)檢測(cè)和數(shù)據(jù)處理后，自動(dòng)地把測(cè)量結(jié)果直接以數(shù)字形式顯示出來(lái)。4.3數(shù)字電表的特點(diǎn)數(shù)字電表與傳統(tǒng)的指針式（或光標(biāo)式）電表相比，在工作原理、儀表構(gòu)造以及讀數(shù)方式上都是不同的?？梢哉f(shuō)，這是測(cè)量?jī)x表的一大飛躍?，F(xiàn)以數(shù)字電壓表為例說(shuō)明數(shù)字儀表的一些主要特點(diǎn)。l 準(zhǔn)確度高。數(shù)字電壓表的準(zhǔn)確度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于模擬電壓表。前者測(cè)量直流電壓的準(zhǔn)確度可以達(dá)到量程的0.001%甚至更高，而后者最高的0.1級(jí)表僅為量程的0.1%。l 靈敏度高，測(cè)量范圍廣。目前，數(shù)字電壓表的最高分辨力可達(dá)1nV

51、左右。分辨力是指數(shù)字電壓表置于最低量程檔的情況下，其末尾數(shù)顯示變化時(shí)所代表的電壓變化值。分辨力又稱(chēng)為靈敏度。l 示數(shù)顯示清晰，避免了讀數(shù)視差，且測(cè)量速率快。一般的數(shù)字電壓表測(cè)量速率為每秒幾次到數(shù)十次左右。特別的數(shù)字電壓表測(cè)量速率可達(dá)10次秒。l 輸入阻抗高。數(shù)字電壓表的輸入阻抗通常在1010M范圍，最高可達(dá)10M。因此，在測(cè)量時(shí)從待測(cè)電路中吸取的電流極小，幾乎不會(huì)影響待測(cè)電路的原來(lái)的電位分布狀態(tài)，極大地減小了因儀表的接入而帶來(lái)的附加測(cè)量誤差。l 電路集成度高，整機(jī)功耗低。由于數(shù)字邏輯電路的集成度愈來(lái)愈高，有利于儀表可靠性的提高和儀表的微型化。l 具有數(shù)碼信息輸出功能。把測(cè)量結(jié)果輸入到存貯器長(zhǎng)期

52、保存，可以配接打印機(jī)或記錄儀等，以打印或記錄測(cè)量結(jié)果，還可以與微機(jī)配接，進(jìn)一步擴(kuò)展使用功能，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、邏輯運(yùn)算以及自動(dòng)化程序控制等。第五章 創(chuàng)新電路在不同電路系統(tǒng)中的應(yīng)用隨著現(xiàn)代化科技的發(fā)展，創(chuàng)新電路的出現(xiàn)也是層出不窮。下面我們就此次設(shè)計(jì)的內(nèi)容，提兩種創(chuàng)新電路在不同系統(tǒng)中的應(yīng)用：創(chuàng)新電路在變壓器測(cè)電阻中的應(yīng)用在中、小型變壓器的實(shí)際測(cè)量中，大多采用直流電橋法，當(dāng)被試線圈的電阻值在歐以上的一般用單臂電橋測(cè)量，歐以下的則用雙臂電橋測(cè)量。在使用雙臂電橋接線時(shí)，電橋的電位樁頭要靠近被測(cè)電阻，電流樁頭要接在電位樁頭的上面。測(cè)量前，應(yīng)先估計(jì)被測(cè)線圈的電阻值，將電橋倍率選鈕置于適當(dāng)位置，將非被測(cè)線圈短路并接地，然后打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)充電，待充足電后按下檢流計(jì)開(kāi)關(guān)，迅速調(diào)節(jié)測(cè)量臂，使檢流計(jì)指針向檢流計(jì)刻度中間的零位線方向移動(dòng)，進(jìn)行微調(diào)，待指針平穩(wěn)停在零位上時(shí)記錄電阻值，此時(shí)，被測(cè)線圈電阻值倍率數(shù)×測(cè)量臂電阻值。測(cè)量完畢，先開(kāi)放檢流計(jì)按鈕，再放開(kāi)電源開(kāi)關(guān)。從以上我們可以看出，用電橋法測(cè)量變壓器電阻估計(jì)被測(cè)線圈的電阻值及其調(diào)節(jié)過(guò)程也是一件麻煩的事情，而采用創(chuàng)新電路進(jìn)行測(cè)量，因?yàn)榫€圈電阻本身也不會(huì)很大，所以測(cè)量就比較簡(jiǎn)