减小因仪表内阻而引起的测量误差的方法有以下两种。
1.不同量限两次测量法
当电压表的灵敏度不够高或电流表的内阻太大时,可利用多量限仪表对同一被测量用不同量限进行两次测量,用所得测量结果经计算后可得到较准确的结果。
在如图2-2-1所示的电路中,欲测量具有较大内阻R0的电动势US的开路电压U0,如果所用电压表的内阻RV与R0相差不大,则会产生很大的测量误差。
图2-2-1
设电压表有两挡量限,U1、U2分别为在这两个不同量限下测得的电压值,令RV1和RV2分别为这两个相应量限的内阻,则由图2-2-1可得出
由以上两式可解得US(即U0)和R0,其中
由上式可知,当电源内阻R0与电压表的内阻RV相差不大时,通过上述两次测量结果,可计算出开路电压U0的大小,且其准确度要比单次测量的好得多。
对于电流表,当其内阻较大时,也可用类似的方法测得较准确的结果。如图2-2-2所示,电路中不接入电流表时,电流为;接入内阻为RA的电流表时,电路中的电流变为。
如果RA=R,则I′=2
I,此时将出现很大的误差。
用有不同内阻(RA1、RA2)的两挡量限电流表作两次测量并经简单计算就可得到较准确的电流值。
按图2-2-2所示电路进行两次测量,得
图2-2-2(www.xing528.com)
由以上两式可解得US和R,进而可得
2.单量限两次测量计算法
如果电压表(或电流表)只有一挡量限,且电压表的内阻较小(或电流表的内阻较大),则可用同一量限两次测量法减小测量误差。其中,第一次测量与一般的测量并无两样。第二次测量则必须在电路中串入一个已知阻值的附加电阻。
(1)电压测量
如图2-2-3所示,电路的开路电压为U0,设电压表的内阻为RV。第一次测量时电压表的读数为U1。第二次测量时,与电压表串接一个已知阻值的电阻器R,电压表读数为U2。由图可知
图2-2-3
由以上两式可解得US(即U0)和R0,其中
(2)电流测量
如图2-2-4所示,电路的电流为I,设电流表的内阻为RA。第一次测量时电流表的读数为I1。第二次测量时,与电流表串接一个已知阻值的电阻器R,电流表读数为I2。由图可知
图2-2-4
由以上两式可解得US和R0,从而可得
由以上分析可知,当所用仪表的内阻与被测线路的电阻相差不大时,可采用多量限仪表不同量限两次测量法或单量限仪表两次测量法。通过计算就可得到比单次测量准确得多的结果。
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