电子测量仪器与应用(第2版)
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1.6 综合实训

1.6.1 实训项目1 串联电路直流电压的测量误差研究

1.实训目的

掌握电阻串联电路中电阻R2两端电压的测量方法,练习对测量数据的处理方法和简单的误差分析方法。

2.实训器材

面包板1块/组,1kΩ、2kΩ各1个/组;稳压电源1台/组;电压表(或万用表)1块/组。

3.实训内容

1)按图1-4所示连接电路,电路接通电源。

图1-4 电阻串联电路电压测量接线图

2)将电压表选择在较大量程,并联在R2两端测量电压值。总共测量4次,并将测量结果填入表1-3中。

3)将电压表选择在合适的量程(参考理论计算值)上,并联在R2的两端测量电压值,测量4次。并将结果填入表1-3中。

1-3 直流电压的测量

4.误差分析

1)按图中参数计算出待测电压的实际值(即理论值)。

2)分别计算出当电压表选择在较大量程和合适量程两种情况下的测量相对误差,并进行比较,说明原因。

3)对测量数据存在的误差进行分析。

5.实训报告

认真填写和分析实验数据,并结合本项目的理论知识,回答以下思考题。

1)电压表选择在较大量程和合适量程时,读得的数据的有效位有什么不同?说明了什么?

2)测量4次求平均值对测量结果有什么作用?

3)在这次测量中,产生测量误差的原因有哪些?总结一下,并思考采用哪些测量方法能有效地减小测量误差。

1.6.2 实训项目2 常用电子测量仪器的校准

1.实训目的

1)常用电子测量仪器(如指针式万用表、示波器)的校准。

2)通过校准,确定被校仪器(仪表)是否符合规定的技术指标。

2.实训器材

1)MF-47型指针万用表1块/组;XC4320B型模拟示波器1台/组。

2)DO30-3型交直流标准信号源1台/组。

3)测试连接线若干/组。

3.实训内容

(1)实施步骤

①校准测试时,均可按图1-5所示进行接线。注意信号连接时,应先接地线,后接信号线。

图1-5 标准仪器和被校仪器连线图

②对被校准仪器工作正常性进行检查,仪器自检正常。

③正确选择标准仪器和被校准仪器的功能开关、仪器量程等档位。

(2)MF-47型指针式万用表的校准

①精度等级要求。被校准仪表MF-47型指针式万用表的直流状态准确度等级为1.5级,交流状态为2.5级。标准仪器DO30-3型交直流标准源的直流准确度为DC(1±0.03)%,交流准确度为AC(1±0.05)%,电阻档准确度为20(1±0.3%)mΩ,可见各项准确度均达到0.5级,完全满足被校仪表的要求。

②电压和电流档表头刻度是均匀的,表头指针从左向右偏转。电阻档表头刻度是非均匀的,表头指针从右向左偏转。

③电阻档校准时,应将红、黑表笔短接调零。换档时,还应重新调零。

④将校准的数据记录于表1-4中,并进行有关误差的计算。

1-4 MF-47型指针万用表的校准

(3)XC4320B型双通道20MHz模拟示波器的自校准

①利用示波器自带的“0.5VP-P/1kHz”标准方波信号源进行自校,通过探头直接将标准方波信号接入示波器的通道。

②分别选择通道1、通道2进行垂直灵敏度(V/div)和扫描速度(T/div)的校准。V/div自校时,读测值为方波信号的峰-峰值;T/div自校时,读测值为方波信号的周期,通过周期的倒数可计算出信号的频率。

③将校准的数据记录于表1-5中,并进行有关误差的计算。

1-5 XC4320B型示波器自校数据

4.实训报告

认真填写和分析测试数据,完成本次实训报告,并回答以下思考题。

(1)什么是仪器(仪表)的校准和自校?

(2)在校准和自校的过程中,标准信号源的作用是什么?

(3)通过此次校准和自校,万用表和示波器是否满足准确度等级的要求?