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项目目的
熟悉实验台上仪器仪表的使用和布局，熟悉恒压源与恒流源的使用和布局，掌握电压表、电流表内电阻的测量方法；会测量电压表和电流表的内电阻，会计算电工仪表的测量误差。
设备材料
1）直流数字电压表、直流数字电流表（EEL-06组件或EEL系列主控制屏）。
2）恒压源（均含在主控制屏上，根据用户的要求，配置：双路0～30V可调）。
3）恒流源（0～500mA可调）。
4）挂箱（含电阻箱、固定电阻及电位器）。
本实验使用的电压表和电流表采用表头组件的表头（1mA、160Ω）及其由该表头串、并联电阻所形成的电压表（1V、10V）和电流表（1mA、10mA）。
通常，用电压表和电流表测量电路中的电压和电流，而电压表和电流表都具有一定的内阻，分别用 R V 和 R A 表示。如图1-26a所示，测量电阻 R 2 两端电压 U 2 时，电压表与 R 2 并联，只有电压表内阻 R V 无穷大，才不会改变电路原来的状态。如果测量电路的电流 I ，电流表串入电路，要想不改变电路原来的状态，电流表的内阻 R A 必须等于零。但实际使用的电压表和电流表一般都不能满足上述要求，即它们的内阻不可能为无穷大或者为零。因此，当仪表接入电路时都会使原来的状态发生变化，使被测的读数值与电路原来的实际值之间产生误差，这种由于仪表内阻引入的测量误差，称为方法误差。显然，方法误差值的大小与仪表本身内阻值的大小密切相关。
可见，仪表的内阻是一个十分关键的参数。通常用以下方法测量仪表的内阻。
“分流法”测量电流表内阻的原理简述如下。
设被测电流表的内阻为 R A ，满量程电流为 I m ，测试电路如图1-26b所示，首先断开开关S，调节恒流源的输出电流 I ，使电流表指针达到满偏转，即 I = I A = I m 。然后合上开关S，并保持 I 值不变，调节电阻箱 R 的阻值，使电流表的指针在1 / 2满量程位置，即 I A = I S = I m /2则电流表的内阻 R A = R 。
图1-26 电流表和电压表内阻测试图
a）电路中电流表和电压表接法 b）电流表内阻测试图 c）电压表内阻测试图
本实践的任务是根据上述“分流法”原理来测定直流电流表1mA和10mA量程的内阻。
操作步骤及方法如下。
1）实训电路如图1-26b所示，其中 R 为电阻箱，用×1000Ω、×100Ω、×10Ω、×1Ω四组串联实现1Ω～10kΩ、分辨率为1Ω的可调电阻，由实验台主控屏上的可调恒流源供电。
2）测量量程为1mA电流表的内阻。1mA的电流表直接组件中的磁电系表头。调节可调恒流源的输出电流使表头指针指向满量程，保持恒流源输出不变。改变电阻箱的阻值，使表头指针指向中间位置，记录电阻箱此时的值。具体测试内容见表1-2，并将实验数据记入表中。
表 1-2 电流表内阻测量数据
3）测量量程为10mA电流表的内阻。10mA电流表由1mA电流表与分流电阻并联而成。调节可调恒流源的输出电流使表头指针指向满量程，保持恒流源输出不变。改变电阻箱的阻值，使表头指针指向中间位置，记录电阻箱此时的值。电流表内阻测量数据见表1-2，并将实验数据记入表中。
“分压法”测量电压表内阻的基本原理简述如下。
设被测电压表的内阻为 R V ，满量程电压为 U m ，测试电路如图1-26c所示。首先闭合开关S，调节恒压源的输出电压 U ，使电压表指针达到满偏转，即 U = U V = U m 。然后断开开关S，并保持 U 值不变，调节电阻箱 R 的阻值，使电压表的指针在1 / 2满量程位置，即
U V = U m = U m /2
则电压表的内阻
R V = R
本实践的任务是根据“分压法”原理来测定直流电压表1V和10V量程的内阻。
操作步骤及方法如下。
1）实训电路如图1-26c所示，其中 R 为电阻箱，用×1000Ω、×100Ω、×10Ω、×1Ω四组串联实现1Ω～10kΩ、分辨率为1Ω的可调电阻。
2）1V直流电压表用电磁表头和电阻串联组成。由实验台主控屏上可调恒压源供电，调节可调恒压源的输出电压使表头指针指向满量程，保持恒压源的输出不变，改变电阻箱的阻值，使表头指针指向中间位置，记录电阻箱此时的值。具体测试内容见表1-3，并将实验数据记入表中。
3）10V直流电压表也用电磁表头和电阻串联组成。由实验台主控屏上可调恒压源供电，调节可调恒压源的输出电压使表头指针指向满量程，保持恒压源的输出不变，改变电阻箱的阻值，使表头指针指向中间位置，记录电阻箱此时的值。电压表内阻测量数据见表1-3，并将实测数据记入表中。
表 1-3 电压表内阻测量数据
在图1-26a电路中，由于电压表的内阻 R V 不为无穷大，在测量电压时引入的方法误差计算如下。
R
2
上的电压为
，若
R
1
=
R
2
，则
U
2
=
U/
2
现用一内阻
R
V
的电压表来测
U
2
值，当
R
V
与
R
2
并联后，
，以此来代替上式的
R
2
，
则得
绝对误差为
若 R 1 = R 2 = R V ，则得Δ U = U/ 6。
相对误差为
1）实训电路如图1-26a所示，其中 R 1 = R 2 =300Ω，电源电压 U =10V（可调恒压源）。
2）用直流电压表10V档量程测量 R 2 上的电压 U 2 之值，实测数据记入表1-4中。
3）计算测量的绝对误差和相对误差，将方法误差的测量与计算数据记入表1-4中。
表 1-4 方法误差的测量与计算数据
1）实验台上的恒压源、恒流源均可通过粗调（分段调）波动开关和细调（连续调）旋钮调节其输出量，并由该组件上的数字电压表、数字毫安表显示其输出量的大小。在启动这两个电源时，应显示其输出电压或电流调节旋钮置零位，待实验时慢慢增大。
2）恒压源输出不允许短路，恒流源输出不允许开路。以后的实训中都要注意这一点。
3）电压表并联测量，电流表串入测量，并且要注意极性与量程的合理选择。
1）根据已知表头的参数（1mA、160Ω），计算出组成1V、10V电压表的倍压电阻和1mA、10mA的分流电阻。
2）若根据图1-26b和图1-26c已测量出电流表1mA档和电压表1V档的内阻，可否直接计算出10mA档和10V档的内阻？
3）用量程为10A的电流表测实际值为8A电流时，仪表读数为8.1A，求测量的绝对误差和相对误差。
4）图1-27a和图1-27b为伏安法测量电阻的两种电路，被测电阻的实际值为 R ，电压表的内阻为 R V ，电流表的内阻为 R A ，求两种电路测电阻 R 的相对误差。
1）根据表1-2和表1-3的数据，计算各被测仪表的内阻值，并与实际的内阻值相比较。
图1-27 伏安法测量电阻的两种电路
2）根据表1-4的数据，计算测量的绝对误差和相对误差。
3）回答思考题。