仪器设备的选用可以总结为4个字:类、级、量、内。
(1)类
类是指根据测量对象的性质及测量对象的数值特点选择仪器设备的类型。如根据测量对象是直流还是交流来选择直流或交流仪器设备。若是交流,还应根据是何种交流、待测何值,以及工作频率等来确定是选用交流仪表(电磁系、电动系和感应系)还是选用电子仪表。
(2)级
级是指选择仪表设备的准确度等级。仪表准确度等级有0.1,0.2,0.5,1.0,1.5,2.5,5.0等7级。其中0.1,0.2级常用作标准表或作精确测量;0.5,1.0,1.5级仪表用于实验室一般测量;1.5,2.5,5.0级常用作安装仪表或作工业测量。
(3)量
量是指选择仪表的量程和设备的额定量值。
对于仪表应合理选择量程后再进入测量。量程小了易烧表或“打表”;量程太大则测量误差也大。一般工程测量中量程选择应为所估被测量最大值的1.2~1.5倍,仪表指针指示尽可能不低于的满偏读数。对于功率表,应特别注意被测量的电压和电流都不允许超过表的量程。对于示波器应注意衰减器的挡位,最大信号电压不能超过测试端的最大允许值。如果不知道被测量大小,则按“先大(粗测),后小(细测)”的原则选择仪表的量限挡位。
一般设备的铭牌上标有容量、参数及额定电压、电流等。设备和器件只有在额定条件下才能正常工作,使用中绝对不允许超过额定值,否则将损坏设备和器件。选用电源设备应考虑其额定电压、最大输出电流、额定输出功率等。选电阻器要考虑其额定功率;选电感线圈要考虑其本身的载流量;选电容器应注意其工作电压要符合要求;对于交流调压器,除应注意输入电压符合要求外,还要注意输出电压及电流;对于连接导线,应注意其载流量。
(4)内
内是指所选仪表设备的内阻。
实验中应根据被测对象的阻值大小选择合适的仪表内阻。在图1-2-1所示电路中,当需测量电阻R两端的电压时,如果电压表内阻RV过小或与被测对象的阻值相差不大,则电压表的接入将严重地改变被测电路原有的工作状态,造成测量结果有很大的误差,甚至测量结果失去意义。例如,在图1-2-1中,假设Us=150 V,R1=R2=10 kΩ,电压表内阻RV=10 kΩ,量限为100 V。在电压表未接入前(www.xing528.com)
当接入电压表后
这与R2两端的实际电压75 V相差很大,显然测量结果没有意义。
图1-2-1
如果RV=1 000 kΩ,仍用量程为100 V的电压表进行测量,则测量结果为74.62 V。此测量结果与电阻R2两端的实际电压已非常接近。
由此可见,电压表的内阻越大,对测量结果的影响越小。一般工程测量中,当电压表内阻RV≥100R时(R为与电压表并联的被测对象的总等效电阻),就可以忽略电压表内阻的影响。
电流表在被测电路中是被串入的,如图1-2-2所示,若其内阻RA过大或与被测电阻相差不大,则会影响测量精度,甚至使测量结果失去意义。因此,电流表内阻RA越小越好。在一般工程测量中,当电流表内阻时(R为与电流表串联的被测对象的总等效电阻),就可以忽略电流表内阻的影响。
图1-2-2
直流稳压电源、稳流电源一般分别作为理想电压源和理想电流源看待,即认为前者内阻为零,后者内阻为无穷大。但对于信号发生器等其他电源设备必须考虑其内阻。在使用有内阻的电源设备时,负载如需获得最大功率,必须考虑阻抗匹配。
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