电路测量预备知识与技能的实训

一、实训目的

（1）学习双路直流稳压电源的使用和调节方法，掌握直流电路中测量电压和电流的方法。

（2）学习万用表的使用方法，学会用万用表测量电压、测量电阻的方法。

（3）学习交直流毫安表测量电流的方法，认识单相功率表盘面上各旋钮的功能和测量功率时的连接方法，了解单相调压器的使用方法。

二、实训内容

在电路实验中，离不开电工测量，因此必须首先了解电工测量的基本知识，包括电工测量的测量方法，电工仪表的准确度等级，测量误差和测量准确度的评定，消除测量误差的方法，电工仪表的分类、标记和型号，对电工仪表的一般要求等。以便在实验中正确选择和使用仪表，掌握正确的测量方法，获得最佳的实验效果。

（一）电工测量的预备知识

电工测量的测量方法，常采用的有直接测量法和间接测量法两种。

1.直流测量法

直流测量法是指被测量与其单位量作比较，被测量的大小可以直接从测量的结果得出。例如用电压表测量电压，读数即为被测电压值，这就是直接测量法。

直接测量法又分直接读数法和比较法两种，上述用电压表测量电压，就是直接读数法，被测量可直接从指针指示的表面刻度读出。这种测量方法的设备简单，操作方便，但其准确度较低，测量误差主要来源于仪表本身的误差，误差最小约可达±0.05%。比较法是指测量时将被测量与标准量进行比较，通过比较确定被测量的值。例如用电位差计测量电压源的电压，就是将被测电压源的电压与已知标准电压源的电压相比较，并从指零仪表确定其作用互相抵消后，即可从刻度盘读得被测电源的电压值。比较法的优点是准确度和灵敏度都比较高，测量误差主要决定于标准量的精度和指零仪表的灵敏度，误差最小约可达±0.001%，比较法的缺点是设备复杂，价格昂贵，操作麻烦，仅适用于较精密的测量。

2.间接测量法

间接测量法是指测量时测出与被测量有关的量，然后通过被测量与这些量的关系式，计算得出被测量。例如用伏安法测量电阻，首先测得被测电阻上的电压和电流，再利用欧姆定律求得被测电阻值。间接测量法的测量误差较大；它是各个测量仪表和各次测量中误差的综合。

（二）有效数字

在测量和数字计算中，该用几位数字来代表测量或计算结果是很重要的，它涉及到有效数字和计算规则问题，不是取得位数越多越准确。

1.有效数字的概念

在记录测量数值时，该用几位数字来表示呢？下面通过一个具体例子来说明。设一个0～100V的电压表在两种测量情况下指针的指示结果为：第一次指针指在76～77之间，可记作76.5V。其中数字“76”是可靠的，称为可靠数字，而最后一位数 “5”是估计出来的不可靠数字 （欠准数字）。两者合称为有效数字。通常只允许保留一位不可靠数字。对于76.5这个数字来说，有效数字是三位。第二次指针指在50V 的地方，应记为50.0V，这也是三位有效数字。

数字“0”在数中可能不是有效数字。例如76.5V还可写成0.0765kV，这时前面的两个“0”仅与所用单位有关，不是有效数字，该数的有效数字仍为三位。对于读数末位的“0”不能任意增减，它是由测量设备的准确度来决定的。

2.有效数字的运算规则

处理数字时，常常要运算一些精度不相等的数值。按照一定运算规则计算，既可以提高计算速度，也不会因数字过少而影响计算结果的精度。常用规则如下：

（1）加减运算时，各数所保留小数点后的位数，一般取与各数中小数点后面位数最少的相同。例如13.6、0.056、1.666相加，小数点后最少位数是一位（13.6），所以应将其余二数修正到小数点后一位，然后相加，即

（2）乘除运算时，各因子及计算结果所保留的位数，一般与小数点位置无关，应以有效数字位数最少项为准，例如0.12、1.057和23.41相乘，有效数字位数最少的是二位（0.12），则

2.测量误差分类及产生的原因

测量误差是指测量结果与被测量的实际值之间的差异。测量误差产生的原因，除了仪表的基本误差和附加误差的影响外，还有测量方法的不完善、测试人员操作技能和经验的不足，以及人的感官差异等因素造成。

根据误差的性质，测量误差一般分为系统误差、偶然误差和疏忽误差3类。

（1）系统误差。造成系统误差的原因一般有两个：一是由于测量标准度量器或仪表本身具有误差，如分度不准、仪表的零位偏移等造成的系统误差；二是由于测量方法的不完善、测量仪表安装或装配不当、外界环境变化，以及测量人员操作技能和经验不足等造成的系统误差。如引用近似公式或接触电阻的影响所造成的误差。

（2）偶然误差。这是一种大小和符号都不固定的误差。它主要是由外界环境的偶发性变化引起的。在重复进行同一个量的测量过程中其结果往往不完全相同。

（3）疏忽误差。这是一种严重歪曲测量结果的误差。它是因测量时的粗心和疏忽造成的，如读数错误、记录错误等原因。

3.减小测量误差的方法

（1）对测量仪器、仪表进行校正，在测量中引用修正值，采用特殊方法测量，这些手段均能减小系统误差。

（2）对同一被测量，重复多次测，取其平均值作为被测量的值，可减少偶然误差。

（3）以严肃认真的态度进行实验，细心记录实验数据，并及时分析实验结果的合理性，是可以摒弃疏忽误差的。

4.仪表的准确度

指示仪表在测量值不同时，其绝对误差多少有些变化，为了使引用误差能包括整个仪表的基本误差，工程上规定以最大引用误差来表示仪表的准确度。

仪表的最大绝对误差Δm与仪表的量程Am比值的百分数，叫做仪表的准确度K。即

（三）测量误差和仪表的准确度

测量是指通过试验的方法去确定一个未知量的大小，这个未知量叫做“被测量”。一个被测量的实际值是客观存在的。但由于人们在测量中对客观认识的局限性、测量仪器的误差、手段不完善、测量条件发生变化及测量工作中的疏忽等原因，都会使测量结果与实际值存在差别，这个差别就是测量误差。

不同的测量，对测量误差大小的要求往往是不同的。随着科学技术的进步，对减小测量误差提出了越来越高的要求。学习、掌握一定的误差理论和数据处理知识，目的是能进一步合理设计和组织实验，正确选用测量仪器，减小测量误差，得到接近被测量实际值的结果。

1.仪表的误差

对于各种电工指示仪表，不论其质量多高，其测量结果与被测量的实际值之间总是存在一定的差值，这种差值称为仪表误差。仪表误差值的大小反映了仪表本身的准确程度。实际仪表的技术参数中，仪表的准确度被用来表示仪表的基本误差。

（1）仪表误差的分类。根据误差产生的原因，仪表误差可分为两大类。

1）基本误差：仪表在正常工作条件下 （指规定温度、放置方式、没有外电场和外磁场干扰等），因仪表结构、工艺等方面的不完善而产生的误差叫基本误差。如仪表活动部分的摩擦，标尺分度不准、零件装配不当等原因造成的误差都是仪表的基本误差，基本误差是仪表的固有误差。

2）附加误差：仪表离开了规定的工作条件 （指温度、放置方式、频率、外电场和外磁场等）而产生的误差，叫附加误差。附加误差实际上是一种因工作条件改变而造成的额外误差。

（2）误差的表示。仪表误差的表示方式有绝对误差、相对误差和引用误差3种。

1）绝对误差：仪表的指示值AX与被测量的实际值A0之间的差值，叫绝对误差，用“Δ”表示：

显然，绝对误差有正、负之分。正误差说明指示值比实际值偏大，负误差说明指示值比实际值偏小。

2）相对误差：绝对误差Δ与被测量的实际值A0比值的百分数，叫做相对误差γ。

由于测量大小不同的被测量时，不能简单地用绝对误差来判断其准确程度，因此在实际测量中，通常采用相对误差来比较测量结果的准确程度。

3）引用误差：相对误差能表示测量结果的准确程度，但不能全面反映仪表本身的准确程度。同一块仪表，在测量不同的被测量时，其绝对误差虽然变化不大，但随着被测量的变化，仪表的指示值可在仪表的整个分度范围内变化。因此，对应于不同大小的被测量，其相对误差也是变化的。换句话说，每只仪表在全量程范围内各点的相对误差是不同的。为此，工程上采用引用误差来反映仪表的准确程度。

把绝对误差与仪表测量上限（满刻度值Am）比值的百分数，称为引用误差γm。

一般情况下，测量结果的准确度就等于仪表的准确度。选择适当的仪表量程，才能保证测量结果的准确性。

5.思考题

（1）用电压表测量真值为220V的电压，其测量相对误差为-5%，试求测量中的绝对误差和测得的电压值。

（2）欲测量200V的电压，要求测量中相对误差不大于±1%，若选用量限为300V的电压表，其准确度等级多少为宜？

（3）什么叫电工仪表的准确度？什么叫电工仪表的基本误差？

（四）常用电路测量仪器、仪表的使用

1.万用表的认识和使用

万用表可以测量直流电流、交直流电压，直流电阻以及晶体直流放大倍数，音频电平、电容、电感等电基本量。

万用表型号、种类较多，结构差异较大，但其工作原理基本相同。图1所示为MF500型万用表和数字万用表。因此使用前要了解仪表面板上转换开关、零欧姆调节旋钮、测量输出插孔的使用方法以及刻度盘上数据的读数方法、仪表操作过程中的一些注意事项等。

（1）万用表的使用。万用表使用时应水平放置，测量前首先检查表头指针是否指在机械零点，若不在零点，要调节表头下方的调零旋钮使指针指在零点，将红表棒插入标有 “+”的插孔，黑表棒插入标有 “-”的插孔 （对于500型系列表没有 “-”而是用 “*”）。然后根据测量种类将转换开关拨到所需档位上，严禁放错。

万用表刻度盘上有数条标尺刻度线，它们分别供测量不同电量时使用，根据测量种类在相应的标尺线上读取数据。标有“DC”或 “-”的标尺供测量直流量使用；标有“AC”或 “～”的标尺供测量交流各量使用；标有 “Ω”的供测量直流电阻时使用；“hFE”是供测量晶体管直流放大倍数使用；“dB”是供测量音频电平时使用等。

（2）具体电量测量。

1）直流电压的测量。将万用表转换开关拨到直流电压档上，估计被测电压的大小，选择适当的量限，红表棒插“+”孔，黑表棒插 “-”孔，两表棒跨接在被测电压两端，红表棒接正极，黑表棒接负极。从对应的标“≅”的刻度线上读取测量数据。当指针反偏时要交换红黑表棒进行测量。

2）直流电流的测量。将万用表转换开关拨到直流电流档，估计被测电流的大小，选择适当的量限，两表棒与被测支路串联，应使电流从红表棒流入，从黑表棒流出。当指针反偏时，交换表棒测量。然后，从对应的刻度线上读取测量数据。

3）交流电压的测量。将万用表转换开关拨到交流电压档，估计被测电压大小，选择适当的量限，将红、黑表棒并联跨接在被测电压的两端，从对应的刻度线上读取测量数据。

4）电阻的测量。将万用表转换开关拨到电阻档，估计被测电阻的大小，选择电阻档的倍率量限。短接红、黑表棒，转动零欧姆调节旋钮，使指针指在标有 “Ω”的刻度线的“0”位置。红、黑表棒接在电阻的两端，从表盘刻度线上读取测量数据。

（3）注意事项。

1）选择量程时如不能估计被测量的大小，必须先选择最大量程测量，然后再选择合适的量程。

2）测量过程中绝不允许带电转换开关。

3）不允许带电测电阻；不允许在路测电阻；对于阻值较大的电阻，测量时 “手”不能同时接触电阻两端。

4）测量交、直流电压，直流电流时应尽量使指针偏转。

5）测量电阻时，应使指针尽量偏转在中间位置。

6）调零旋钮不能将指针调到欧姆零点，说明表内电池不足。表内1.5V电池是供电阻档 “1k”及1k以下倍率档使用；9V （或者是15V）电池是电阻档 “10k”倍率专用。电池与电流、电压档无关。

2.测量误差分类及产生的原因

测量误差是指测量结果与被测量的实际值之间的差异。测量误差产生的原因，除了仪表的基本误差和附加误差的影响外，还有测量方法的不完善、测试人员操作技能和经验的不足，以及人的感官差异等因素造成。

根据误差的性质，测量误差一般分为系统误差、偶然误差和疏忽误差3类。

（1）系统误差。造成系统误差的原因一般有两个：一是由于测量标准度量器或仪表本身具有误差，如分度不准、仪表的零位偏移等造成的系统误差；二是由于测量方法的不完善、测量仪表安装或装配不当、外界环境变化，以及测量人员操作技能和经验不足等造成的系统误差。如引用近似公式或接触电阻的影响所造成的误差。

（2）偶然误差。这是一种大小和符号都不固定的误差。它主要是由外界环境的偶发性变化引起的。在重复进行同一个量的测量过程中其结果往往不完全相同。

（3）疏忽误差。这是一种严重歪曲测量结果的误差。它是因测量时的粗心和疏忽造成的，如读数错误、记录错误等原因。

3.减小测量误差的方法

（1）对测量仪器、仪表进行校正，在测量中引用修正值，采用特殊方法测量，这些手段均能减小系统误差。

（2）对同一被测量，重复多次测，取其平均值作为被测量的值，可减少偶然误差。

（3）以严肃认真的态度进行实验，细心记录实验数据，并及时分析实验结果的合理性，是可以摒弃疏忽误差的。

4.仪表的准确度

指示仪表在测量值不同时，其绝对误差多少有些变化，为了使引用误差能包括整个仪表的基本误差，工程上规定以最大引用误差来表示仪表的准确度。

仪表的最大绝对误差Δm与仪表的量程Am比值的百分数，叫做仪表的准确度K。即

一般情况下，测量结果的准确度就等于仪表的准确度。选择适当的仪表量程，才能保证测量结果的准确性。

5.思考题

（1）用电压表测量真值为220V的电压，其测量相对误差为-5%，试求测量中的绝对误差和测得的电压值。

（2）欲测量200V的电压，要求测量中相对误差不大于±1%，若选用量限为300V的电压表，其准确度等级多少为宜？

（3）什么叫电工仪表的准确度？什么叫电工仪表的基本误差？

（四）常用电路测量仪器、仪表的使用

1.万用表的认识和使用

万用表可以测量直流电流、交直流电压，直流电阻以及晶体直流放大倍数，音频电平、电容、电感等电基本量。

万用表型号、种类较多，结构差异较大，但其工作原理基本相同。图1所示为MF500型万用表和数字万用表。因此使用前要了解仪表面板上转换开关、零欧姆调节旋钮、测量输出插孔的使用方法以及刻度盘上数据的读数方法、仪表操作过程中的一些注意事项等。

（1）万用表的使用。万用表使用时应水平放置，测量前首先检查表头指针是否指在机械零点，若不在零点，要调节表头下方的调零旋钮使指针指在零点，将红表棒插入标有 “+”的插孔，黑表棒插入标有 “-”的插孔 （对于500型系列表没有 “-”而是用 “*”）。然后根据测量种类将转换开关拨到所需档位上，严禁放错。

万用表刻度盘上有数条标尺刻度线，它们分别供测量不同电量时使用，根据测量种类在相应的标尺线上读取数据。标有“DC”或 “-”的标尺供测量直流量使用；标有“AC”或 “～”的标尺供测量交流各量使用；标有 “Ω”的供测量直流电阻时使用；“hFE”是供测量晶体管直流放大倍数使用；“dB”是供测量音频电平时使用等。

（2）具体电量测量。

1）直流电压的测量。将万用表转换开关拨到直流电压档上，估计被测电压的大小，选择适当的量限，红表棒插“+”孔，黑表棒插 “-”孔，两表棒跨接在被测电压两端，红表棒接正极，黑表棒接负极。从对应的标“≅”的刻度线上读取测量数据。当指针反偏时要交换红黑表棒进行测量。

2）直流电流的测量。将万用表转换开关拨到直流电流档，估计被测电流的大小，选择适当的量限，两表棒与被测支路串联，应使电流从红表棒流入，从黑表棒流出。当指针反偏时，交换表棒测量。然后，从对应的刻度线上读取测量数据。

3）交流电压的测量。将万用表转换开关拨到交流电压档，估计被测电压大小，选择适当的量限，将红、黑表棒并联跨接在被测电压的两端，从对应的刻度线上读取测量数据。

4）电阻的测量。将万用表转换开关拨到电阻档，估计被测电阻的大小，选择电阻档的倍率量限。短接红、黑表棒，转动零欧姆调节旋钮，使指针指在标有 “Ω”的刻度线的“0”位置。红、黑表棒接在电阻的两端，从表盘刻度线上读取测量数据。

（3）注意事项。

1）选择量程时如不能估计被测量的大小，必须先选择最大量程测量，然后再选择合适的量程。

2）测量过程中绝不允许带电转换开关。

3）不允许带电测电阻；不允许在路测电阻；对于阻值较大的电阻，测量时 “手”不能同时接触电阻两端。

4）测量交、直流电压，直流电流时应尽量使指针偏转。

5）测量电阻时，应使指针尽量偏转在中间位置。

6）调零旋钮不能将指针调到欧姆零点，说明表内电池不足。表内1.5V电池是供电阻档 “1k”及1k以下倍率档使用；9V （或者是15V）电池是电阻档 “10k”倍率专用。电池与电流、电压档无关。

图1　MF500型万用表和数字万用表

7）严禁使用电流档、电阻档测电压。

8）万用表使用完毕，应将转换开关置于交流电压最高档。长时间不用应取出电池。

9）测量高压时要单手操作表棒。

10）测电阻时，拨动过转换开关后要重新调零。

2.双路直流稳压电源的使用

图2所示的双路直流稳压电源是用来提供可调直流电压的电源设备。在电网电压或负载变化时，能保持其输出电压基本稳定不变。直流稳压电源的内阻非常小，在其工作范围内，直流稳压电源的伏安特性十分接近于理想电压源。

直流稳压电源的型号众多，面板布置也有差异，但它们的使用方法相差不多。

双路直流稳压电源后面的插头与220V交流电源插座相连，使其正常工作。稳压电源有额定电流和额定电压不等的若干路输出，每一路都由粗调旋钮控制。稳压电源面板上装有电压表 （电流表），作为电压源使用还是作为电流表使用，均由转换开关确定。稳压电源的输出电压一般是分档连续调节的。“粗调旋钮”决定输出电压的档位或范围，而输出电压究竟取该范围中的哪个值，则由 “细调旋钮”来调节。例如我们取直流电压为6V，则 “粗调旋钮”置于 “0V”档，通过 “细调旋钮”可将输出电压调在0～10V的范围内；取直流电压为15V时，则 “粗调旋钮”置于 “10V”档，通过 “细调旋钮”可将输出电压调在10～20V的范围内；取直流电压为25V时，则 “粗调旋钮”置于“20V”档，通过 “细调旋钮”可将输出电压调在20～30V的范围内。面板上的输出端旋钮有电源正、负端子和接地端子之分。电路若不需要接地时接地端子可空着。两个红旋钮分别为两路直流电源的正极输出端子，两个黑旋钮分别为两路直流电源的负极输出端子。

图1　MF500型万用表和数字万用表

7）严禁使用电流档、电阻档测电压。

8）万用表使用完毕，应将转换开关置于交流电压最高档。长时间不用应取出电池。

9）测量高压时要单手操作表棒。

10）测电阻时，拨动过转换开关后要重新调零。

2.双路直流稳压电源的使用

图2所示的双路直流稳压电源是用来提供可调直流电压的电源设备。在电网电压或负载变化时，能保持其输出电压基本稳定不变。直流稳压电源的内阻非常小，在其工作范围内，直流稳压电源的伏安特性十分接近于理想电压源。

直流稳压电源的型号众多，面板布置也有差异，但它们的使用方法相差不多。

双路直流稳压电源后面的插头与220V交流电源插座相连，使其正常工作。稳压电源有额定电流和额定电压不等的若干路输出，每一路都由粗调旋钮控制。稳压电源面板上装有电压表 （电流表），作为电压源使用还是作为电流表使用，均由转换开关确定。稳压电源的输出电压一般是分档连续调节的。“粗调旋钮”决定输出电压的档位或范围，而输出电压究竟取该范围中的哪个值，则由 “细调旋钮”来调节。例如我们取直流电压为6V，则 “粗调旋钮”置于 “0V”档，通过 “细调旋钮”可将输出电压调在0～10V的范围内；取直流电压为15V时，则 “粗调旋钮”置于 “10V”档，通过 “细调旋钮”可将输出电压调在10～20V的范围内；取直流电压为25V时，则 “粗调旋钮”置于“20V”档，通过 “细调旋钮”可将输出电压调在20～30V的范围内。面板上的输出端旋钮有电源正、负端子和接地端子之分。电路若不需要接地时接地端子可空着。两个红旋钮分别为两路直流电源的正极输出端子，两个黑旋钮分别为两路直流电源的负极输出端子。

图2　双路直流稳压电源

3.交直流两用电流表的使用

图3所示的交直流两用电流表既可以测量直流电流，又可以测量交流电流，因此该表不分正负端子。电流表是用来测量电流的，理论上其内阻等于零，实际上根据电表精度的不同，电流表的内阻也不同，精度越高，内阻越接近零，测量的电流值也越精确。本实验中使用的电流表为0.5级精度，测量的数值精确度是比较高的。电流表表盘上的刻度为100，选用250mA量程时，测量数值指示在50时，读作2.5×50即125mA；选用500mA量程时，测量数据指示在50时，读作5×50即250mA；若选用1000mA位时量程时，测量数据指示在50时，读作5×50即250mA。量程的选择对所测电流的精确度有一定的影响，一般选择量程应尽量让指示值在50～100之间为好。电流表连接时应注意，一定要串接在待测支路中。

图2　双路直流稳压电源

3.交直流两用电流表的使用

图3所示的交直流两用电流表既可以测量直流电流，又可以测量交流电流，因此该表不分正负端子。电流表是用来测量电流的，理论上其内阻等于零，实际上根据电表精度的不同，电流表的内阻也不同，精度越高，内阻越接近零，测量的电流值也越精确。本实验中使用的电流表为0.5级精度，测量的数值精确度是比较高的。电流表表盘上的刻度为100，选用250mA量程时，测量数值指示在50时，读作2.5×50即125mA；选用500mA量程时，测量数据指示在50时，读作5×50即250mA；若选用1000mA位时量程时，测量数据指示在50时，读作5×50即250mA。量程的选择对所测电流的精确度有一定的影响，一般选择量程应尽量让指示值在50～100之间为好。电流表连接时应注意，一定要串接在待测支路中。

图3　交直流两用电流表

图3　交直流两用电流表

图4　单相功率表

4.功率表的使用方法

（1）功率表的接线规则。它通常有两个电流量程和几个电压量程，根据被测负载的电流和电压的最大值来选择不同的电压、电流量程。功率表是否过载，是不能仅仅根据表的指针是否超过满偏转来确定的。这是因为当功率表的电流线圈没有电流时，即使电压线圈已经过载而将要烧坏，功率表的读数却仍然为零，反之亦然。所以，使用功率表时必须保证其电压线圈和电流线圈都不能过载。图4所示为单相功率表。

功率表的电压线圈相当于一个电压表，因此应并接在电源两端；功率表的电流线圈相当于一个电流表，当然要串联在电源与负载之间的火线上。在连接时还应注意，功率表电压线圈其中一个端钮上有标记“＊”号，电流线圈其中一个端钮上也有标记 “＊”号，它们分别称为电压线圈和电流线圈的发电机端。这两个端子应用一根短接线相连后，与电源的火线相接，称之为前接法。这样才能保两个线圈的电流都从发电机端流入，使功率表指针作正向偏转。

（2）功率表的读数方法。在多量程功率表中，刻度盘上只有一条标尺，它不标功率数，只标示分格数，因此，被测功率须按所选量程正确读出。

例如：刻度盘上的标尺格数为75，而你所选取的量程为U=300V，I=1A，所以功率表满量程的读数应为300W。所以读数应乘以4才是实际的功率数。

5.单相调压器的正确使用

图5所示的单相调压器是一种可调的自耦变压器，在环形铁芯上均匀地绕制着线圈，接触电刷在弹簧压力作用下与线圈的磨光表面紧密吻合，转动转轴带动刷架使电刷沿着线圈的表面滑动，改变电刷接触位置，可使在输出电压调节范围获得平滑无极调节。

单相调压器输入端接线柱，分别与实验室单相交流电源220V火线与零线相接；单相调压器输出接线柱，作为负载的火线与零线端。转动调压器手柄可以输出不同的电压。具体电压的数值应以电压表测量值为依据，调压器上指示数值仅为参考 （不准确）。调压器具有波形不失真，结构简单，体积小，重量轻，效率高，使用方便，性能可靠，能长期运行等特点。广泛应用于仪器仪表、机电制造、轻工业及学校、科研实验室，是一种理想的交流调压电源。

调压器使用注意事项：

（1）调压器刚安装或长期停用，在投入运行之前，必须用兆欧表测量线圈的对地绝缘电阻，在不低于0.5MΩ时才能安全使用。

（2）调压器在调节电压之前，应注意将手轮先旋至在0位，在调节电压的过程中，从0位顺时针缓慢均匀地旋转手轮，并观察电压表指示数值 （旋转过快则易引起电刷磨损和火花现象），调至负载所需数值后停止旋转手轮。

图4　单相功率表

4.功率表的使用方法

（1）功率表的接线规则。它通常有两个电流量程和几个电压量程，根据被测负载的电流和电压的最大值来选择不同的电压、电流量程。功率表是否过载，是不能仅仅根据表的指针是否超过满偏转来确定的。这是因为当功率表的电流线圈没有电流时，即使电压线圈已经过载而将要烧坏，功率表的读数却仍然为零，反之亦然。所以，使用功率表时必须保证其电压线圈和电流线圈都不能过载。图4所示为单相功率表。

功率表的电压线圈相当于一个电压表，因此应并接在电源两端；功率表的电流线圈相当于一个电流表，当然要串联在电源与负载之间的火线上。在连接时还应注意，功率表电压线圈其中一个端钮上有标记“＊”号，电流线圈其中一个端钮上也有标记 “＊”号，它们分别称为电压线圈和电流线圈的发电机端。这两个端子应用一根短接线相连后，与电源的火线相接，称之为前接法。这样才能保两个线圈的电流都从发电机端流入，使功率表指针作正向偏转。

（2）功率表的读数方法。在多量程功率表中，刻度盘上只有一条标尺，它不标功率数，只标示分格数，因此，被测功率须按所选量程正确读出。

例如：刻度盘上的标尺格数为75，而你所选取的量程为U=300V，I=1A，所以功率表满量程的读数应为300W。所以读数应乘以4才是实际的功率数。

5.单相调压器的正确使用

图5所示的单相调压器是一种可调的自耦变压器，在环形铁芯上均匀地绕制着线圈，接触电刷在弹簧压力作用下与线圈的磨光表面紧密吻合，转动转轴带动刷架使电刷沿着线圈的表面滑动，改变电刷接触位置，可使在输出电压调节范围获得平滑无极调节。

单相调压器输入端接线柱，分别与实验室单相交流电源220V火线与零线相接；单相调压器输出接线柱，作为负载的火线与零线端。转动调压器手柄可以输出不同的电压。具体电压的数值应以电压表测量值为依据，调压器上指示数值仅为参考 （不准确）。调压器具有波形不失真，结构简单，体积小，重量轻，效率高，使用方便，性能可靠，能长期运行等特点。广泛应用于仪器仪表、机电制造、轻工业及学校、科研实验室，是一种理想的交流调压电源。

调压器使用注意事项：

（1）调压器刚安装或长期停用，在投入运行之前，必须用兆欧表测量线圈的对地绝缘电阻，在不低于0.5MΩ时才能安全使用。

（2）调压器在调节电压之前，应注意将手轮先旋至在0位，在调节电压的过程中，从0位顺时针缓慢均匀地旋转手轮，并观察电压表指示数值 （旋转过快则易引起电刷磨损和火花现象），调至负载所需数值后停止旋转手轮。

图5　单相调压器

（3）搬动调压器时，不可利用手轮将整个调压器提起移动。

（4）单相调压器的输入电压不应高于230V。

6.思考题

（1）用电压表测量真值为220V的电压，其测量相对误差为-5%，试求测量中的绝对误差和测得的电压值。

（2）欲测量200V的电压，要求测量中相对误差不大于±1%，若选用量限为300V的电压表，其准确度等级为多少合适？

（3）一只电流表的准确度为0.5级。有1A和0.5A两个量限，现分别用这两个量限测量0.35A的电流，计算出它们的最大相对误差，并说明宜采用哪个量限测量为好？

图5　单相调压器

（3）搬动调压器时，不可利用手轮将整个调压器提起移动。

（4）单相调压器的输入电压不应高于230V。

6.思考题

（1）用电压表测量真值为220V的电压，其测量相对误差为-5%，试求测量中的绝对误差和测得的电压值。

（2）欲测量200V的电压，要求测量中相对误差不大于±1%，若选用量限为300V的电压表，其准确度等级为多少合适？

（3）一只电流表的准确度为0.5级。有1A和0.5A两个量限，现分别用这两个量限测量0.35A的电流，计算出它们的最大相对误差，并说明宜采用哪个量限测量为好？