电路参数的测量.

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1、第五章第五章 电路参数的测量电路参数的测量重点：重点：1、掌握测量、掌握测量R/L/C的原理、方法。的原理、方法。2、掌握常用仪器的基本原理和使用方法。、掌握常用仪器的基本原理和使用方法。3、估算测量结果的系统误差。、估算测量结果的系统误差。补充基本概念：电路参数补充基本概念：电路参数电阻、电阻、电容电容、电感（互感）、电感（互感）电感的品质因数电感的品质因数Q电容的损耗电容的损耗tan基本参数基本参数辅助参数辅助参数补充补充1：电感的品质因数：电感的品质因数Q电感线圈的等效电路电感线圈的等效电路RLQ 电感的品质因数电感的品质因数在感抗一定的条件下，电阻越小，在感抗一定的条件下，电阻越小，Q

2、越高，电越高，电感的功率损耗越小，接近于理想电感。感的功率损耗越小，接近于理想电感。大大大大补充补充2：电容的损耗：电容的损耗tan损耗角。损耗角。电容的损耗电容的损耗介质损耗介质损耗金属损耗金属损耗漏电损耗漏电损耗极化损耗极化损耗电离损耗电离损耗超过耐压值时超过耐压值时考虑。考虑。绝缘介质漏电绝缘介质漏电产生的损耗。产生的损耗。金属部件电阻产生的损耗。金属部件电阻产生的损耗。QPtan电容器的并联电容器的并联等效电路等效电路C1j URICI相量图相量图URICIII RCtanQPCRIItansCR11 容抗一定的条件下，电容抗一定的条件下，电阻越大，阻越大， 越小，电越小，电容的功率损

3、耗越小，接容的功率损耗越小，接近于理想电容。近于理想电容。tan（1）若主要考虑漏电损耗）若主要考虑漏电损耗（2）若主要考虑金属损耗）若主要考虑金属损耗I- U 相量图相量图IRUCUU 电容器的串联等效电路电容器的串联等效电路RCtanQPCRUUtansCR 1容抗一定的条件下，电容抗一定的条件下，电阻越小，阻越小， 越小，电越小，电容的功率损耗越小。容的功率损耗越小。tanC1j从测量的角度出发，把电阻分为大中小三类。从测量的角度出发，把电阻分为大中小三类。一、中值电阻的测量方法：一、中值电阻的测量方法：欧姆表、伏安法、单电桥欧姆表、伏安法、单电桥 第一部分第一部分 直流电阻的测量直流电

4、阻的测量U(直读法直读法)1、欧姆表、欧姆表AAxiIIRRRRRUSIS 0标尺反向刻度且不均匀。标尺反向刻度且不均匀。GB/T 7676.5-1998直接作用模拟指示电测量仪表及其附件直接作用模拟指示电测量仪表及其附件第六部分：电阻表（阻抗表）和电导表的特殊要求第六部分：电阻表（阻抗表）和电导表的特殊要求欧姆表的误差特性欧姆表的误差特性“有效有效”读数范围。读数范围。iR)(551中心值电阻。中心值电阻。当当ixRR ，指示值在标尺中心，其值称为，指示值在标尺中心，其值称为 中心值电阻，即欧姆表内阻。中心值电阻，即欧姆表内阻。多量程欧姆表：共用标尺，使各档中心值是多量程欧姆表：共用标尺，使

5、各档中心值是十倍关系。十倍关系。选择档位时，应尽量使指针在中心值附近。选择档位时，应尽量使指针在中心值附近。U欧姆调零，补偿电池电动势的下降。欧姆调零，补偿电池电动势的下降。随电随电动势动势下降逐渐增大调零电阻。下降逐渐增大调零电阻。2、数字万用表的欧姆档原理（补充）、数字万用表的欧姆档原理（补充）sIxR xUxR 为待测电阻。为待测电阻。sxxIUR 接入待测电阻后，数字接入待测电阻后，数字万用表输出万用表输出恒定电流，恒定电流，测量测量 求得阻值。求得阻值。xU优点：优点：测量值与阻值成线性关系。测量值与阻值成线性关系。 指针式万用表黑表笔为正极，红表笔为负极。指针式万用表黑表笔为正极，

6、红表笔为负极。内部黑表笔连接到了内部黑表笔连接到了1.5V电池的正极。电池的正极。 数字万用表的红表笔为正极，黑表笔为负极。数字万用表的红表笔为正极，黑表笔为负极。内部红表笔连接到了内部红表笔连接到了9V电池的正极。电池的正极。问问：万用表转换开关旋到欧姆档时，红、黑表笔：万用表转换开关旋到欧姆档时，红、黑表笔哪个的电势高？哪个的电势高？a.电压表前接电压表前接xAxxRRIUR xAxxxRRRRR 方法误差（系统误差）。适用方法误差（系统误差）。适用于于 。AxRR 测量较测量较大电阻大电阻(间接法间接法)3、伏安法测电阻、伏安法测电阻b.电压表后接电压表后接xVxVxxRRRRIUR x

7、VxxxxRR-RRRR 方法误差为负。适用于方法误差为负。适用于 。VxRR 测量较测量较小电阻小电阻伏安法测电阻的实用意义：伏安法测电阻的实用意义：在被测电阻的工作状态下进行测量。在被测电阻的工作状态下进行测量。练习练习1 伏安法测伏安法测200的电阻，若电压表内阻的电阻，若电压表内阻2k，电流表内阻，电流表内阻0.03。分别计算电压表前。分别计算电压表前接、后接时的测量误差。接、后接时的测量误差。接通电源后，调节桥臂电接通电源后，调节桥臂电阻，使阻，使c、d两点等电位，两点等电位，指零仪电流为零。指零仪电流为零。(比较法比较法)4、直流单电桥、直流单电桥（又称惠斯登电桥）（又称惠斯登电桥

8、）234xRRRR 比例臂比例臂比较臂比较臂（1）接法及平衡状态）接法及平衡状态平衡条件平衡条件平衡条件平衡条件推导推导：44x1RIRI 3322RIRI 由于：由于：0Ig 可知：可知：4321II ,II 上式代入最先两式，则有：上式代入最先两式，则有：234xRRRR 比例臂比例臂比较臂比较臂单电桥实物图（单电桥实物图（QJ23型）型）注注意意测量前应估计待测电阻的数值，以选择合适的测量前应估计待测电阻的数值，以选择合适的比率，使比较臂的电阻位数能全部用到。比率，使比较臂的电阻位数能全部用到。例例QJ23型单电桥，比例臂分七个档位，分别为型单电桥，比例臂分七个档位，分别为3212310

9、10101101010、 19999，增量为，增量为1 。在在10099990 的基本的基本量限内，误差不超过量限内，误差不超过2%. 0 问：测量问：测量500左右的电阻，该如何选择比较臂档位？左右的电阻，该如何选择比较臂档位？解：解：档位取档位取0.1，比较臂读数，比较臂读数5126，可知可知。比较臂电阻范围是。比较臂电阻范围是.Rx6512 （2）电桥灵敏度）电桥灵敏度电桥平衡后，某一桥臂电阻电桥平衡后，某一桥臂电阻 产生相对变化产生相对变化 ，RRR在指零仪支路引起的电流、电压、功率的变化量与在指零仪支路引起的电流、电压、功率的变化量与RR之比之比，称为电桥灵敏度，称为电桥灵敏度。电桥

10、的电流灵敏度：电桥的电流灵敏度：RRISg电桥的电压灵敏度、功率灵敏度可用类似形式表示。电桥的电压灵敏度、功率灵敏度可用类似形式表示。提高电桥灵敏度的途径：提高电桥灵敏度的途径：a.适当提高电源电压，但不能超过电阻的额定功率。适当提高电源电压，但不能超过电阻的额定功率。b.适当选择灵敏度高、内阻低的检流计。适当选择灵敏度高、内阻低的检流计。 如果电桥灵敏度如果电桥灵敏度S=1格格/0.5%，也就是当，也就是当Rx有有0.5%改变时，检流计有改变时，检流计有1格的偏转。通常我们格的偏转。通常我们可以觉察出可以觉察出1/10格的偏转，也就是说，该电桥平格的偏转，也就是说，该电桥平衡后，衡后，Rx只

11、要改变只要改变0.05%，我们就能觉察出来，我们就能觉察出来，这样，由于电桥灵敏度的限制所带来的误差这样，由于电桥灵敏度的限制所带来的误差可以可以小小于万分之五。于万分之五。（3）桥臂换位法）桥臂换位法适用于自搭电桥，在各桥臂已知电阻误差不同的适用于自搭电桥，在各桥臂已知电阻误差不同的情况下，可以用此方法减小测量结果的误差。情况下，可以用此方法减小测量结果的误差。a. 原理原理RXR4换位换位原图中：原图中：2x43RRRR换位后：换位后：3x42RRRR上述两式相乘，可得：上述两式相乘，可得：x44RR Rb.误差分析误差分析x44RRR122桥臂换位法适用于各臂电阻误差不同的情况，桥臂换位