第一章
1.用电压表测量实际值为220V的电压,若测量中该表最大可能有±5%相对误差,则可能出现的读数最大值为多大。若测出值为230V,则该读数的相对误差和绝对误差为多大。
解:可能出现的读数最大值为
220+220×
5?231V 100若测出值为230V,则该读数的绝对误差为 ??AX?A0=230-220=10 V 相对误差为
???×100%?10×100% =4.5% A02203.用准确度为1级、量程为300V的电压表测量某电压,若读数为300V,则该读数可
能的相对误差和绝对误差有多大,若读数为200V,则该读数可能的相对误差和绝对误差有多大。
解:准确度1级、量程为300V的电压表,最大绝对误差为
?m?Am??m?300?(?1%)??3 V
若读数为300V,则该读数可能的最大绝对误差为?3 V,相对误差为
?????3??1% =
Ax300读数为200V时,则该读数可能的最大绝对误差仍为?3 V,此时的相对误差为
???3??1.5% =
Ax2004.欲测一250V的电压,要求测量的相对误差不要超过±0.5%,如果选用量程为250V的电压表,那么应选其准确度等级为哪一级?如果选用量程为300V和500V的电压表,则其准确度等级又应选用哪一级?
解:如果选用量程为250V的电压表,可选准确度为0.5级的电压表,其最大绝对误
差为
?m?Am??m?250?(?0.5%)??1.25 V
在测量250V 时相对误差不会超过±0.5%。
若选用量程为300V的电压表,准确度为0.5级时,其最大绝对误差为1.5V,测量250V 时相对误差为
????1.5??0.6%,不能满足要求,必须选用=
Ax2500.2级.最大绝对误差为0.6V,测量250V 时相对误差为
?
???0.6??0.24%,不会超过±0.5%。 =
Ax2501
若选用量程为500V的电压表,准确度为0.2级时,其最大绝对误差为1V,
测量250V 时相对误差为
????1??0.4%,可以满足要求., =
Ax2505.某功率表的准确度等级为0.5级,表的刻度共分为150个小格,问: (1)该表测量时,可能产生的最大误差为多少格?(2)当读数为140格和40格时,最大可能的相对误差为多大?
解:(1)该表测量时,可能产生的最大相对误差为?0.5%,最大绝对误差为
?m?Am??m?150?(?0.5%)??0.75格
(2)当读数为140格时最大相对误差为
?????0.75??0.535% =
140Ax当读数为40格时最大相对误差为
???0.75??1.875% =
40Ax
7.测量95V左右的电压,实验室有0.5级0--300V量程和1级0~100V量程的两台电压表供选用,为能使测量尽可能准确,应选用哪一个。
解:用0.5级0--300V量程的电压表测量95V电压,最大绝对误差为
?m?Am??m?300?(?0.5%)??1.5 V
最大相对误差为
????1.5??1.57% =95Ax用1级0~100V 量程的电压表测量95V电压,最大绝对误差为
?m?Am??m?100?(?1.0%)??1 V
最大相对误差为
????1??1.05% =
Ax95可见在测量95V电压的时候,0.5级0--300V量程的电压表准确程度,还不如I级0~100V量程的电压表。
第二章
1.有一磁电系表头,内阻为150Ω,额定压降为45mV,现将它改为150mA量程的电流表,问应接多大的分流器,若将它改为15V的舶电压表,则应接多大的附加电阻?
解:改为150mA量程的电流表,可先求得表头的满偏电流Ic
2
Ic=
45mV=0.3mA
150?求得扩程倍数 n=
I150??500 IC0.3RC150??0.3006? n?1500?1m=
分流器电阻 Rsh?改为15V的舶电压表的扩程倍数
15V?333.3
45mV附加电阻 Rad?(m?1)RC?(333?1)150?49800?
3.有一磁电系毫伏表,其量程为150mV,满偏电流为5mA,求该毫伏计的内阻。若将其量程扩大为150V,其附加电阻为多大?若将其改为量程为3A的电流表,则应装接多大的分流器?
解:毫伏计的内阻
r?150?30? 5150?1)?30?999?30?29970? 0.15量程扩大为150V,其附加电阻按式2-18
Rad?(改为量程为3A的电流表,则应装接的分流器可从n?3求得 0.005Rsh?RC30??0.05? n?1600?17;用一只内阻为9Ω的毫安表测量某电路的电流,其读数为100mA,若在毫安表电路内再串联一只20Ω电阻时,毫安表读数为80mA,问该电路不接毫安表时,电路的实际电流为多少?
解:设电源电压为U,负载电阻为R,可得
不接毫安表时,电路的实际电流为8/71=112mA 13.有一只量程为100μA的电流表,满偏时表头压降为10mV,拟改装成lOmA/50mA/100mA/500mA的多量程电流表,试画出其测量电路图,并计算各分流器电阻。
解:可采用开路式分流器,测量电路如下图
U?0.1A 9?RU?0.08A
9?20?R联立求解可得 R=71?、U=8V
10?10?33?0.1?10? 已知表头内阻RC??6100?10 3
Rsh1RC0.1?103???1.01?
10n?1?10.1Rsh2RC0.1?103???0.2?
50n?1?10.1RC0.1?103???0.1? n?1100?10.1RC0.1?103???0.02?
500n?1?10.1Rsh1Rsh1
16.用0.5级、量程为50V、内阻为200kΩ的万用表,和用0.5级、量程为50V、内阻为2kΩ,的电磁系电压表,分别测量一个电阻R=7.5kΩ上的电压,设电阻上的电压是50V,试比较用这两种表的可能存在的误差。
解:设电源无内阻,两表同样为0.5级,量程同样为为50V,测量时两种表可能存在的误差相同。
若电源存在内阻,则所用的电压表内阻越小,表耗电流越大,接上电压表后对电阻上的电压影响越大,虽然,两表同样为0.5级,内阻大的电压表造成的误差较小。
第三章
3,有两个电路,其负载电阻分别为R1=10k?、R2=100?,负载两端电压为220V。用功率表测量这两个电路的功率;已知功率表参数RWA=0.1?、RWV=1.5k?,问应如何选择测量电路,并画出两个电路的接线图,并分别计算测量时的表耗功率。
解:1)负载电阻为R1=10k?时,RWA《R1,应选用电压线圈接前的方式,接线图如
4
下
22022202?()?0.1?=32.2W+0.0000484W 表耗功率 ?150010000.12)负载电阻为R2=100?时,RWV》R2,应选用电压线圈接后前的方式,接线图如下
22022202?()?0.1?=32.2+0.484=32.68W 表耗功率 =?1500100.1
以上计算可知,电压线圈接前或接后方式主要影响测量误差,有时对表耗功率影响不大。 4.有一电动系功率表,其额定量限10A/300V,现在该表的电流线圈中通以直流电,其电流为5A,在电压线圈中通以50Hz交流电,其电压为220V,问这时功率表的读数为多大。若在该表的电流线圈中通以50Hz的交流电流,在电压线圈中通以150Hz的交流电,则功率表的读数为多少? 、
解:
在电动系功率表的转动力矩式(2—56)中
MCPdM121T??i1i2dt T0d?dM12为常数。当i1、i2为同频率正弦波d?式中M12为固定线圈与动圈间的互感,通常
时,两者乘积在一个周期内的平均值MCP不会为零。并等于MCP?KI1I2cos?,但当一个为恒定直流,另一个为正弦电流时,其乘积为正弦函数,而正弦函数在一个周期内的平均值等于零。因此电流线圈中通以直流电,功率表的读数将等于零。
电流线圈中通50Hz的交流电流,即i1?I1Msin?t,电压线圈中通以150Hz的交流电,
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