2012电工电子实验指导书-卓工版(2)

2019-04-23 13:10

方法误差又称理称误差。它是由于使用的测量方法不完善、理论依据不严密、对某些经典测量方法作了不适当的修改简化所产生的。即凡是在测量结果的表达式中没有得到反映的因素,而实际上这些因素以起作用所引起的误差。例如,用伏安法测电阻时,若直接以电压表示值与电流表示值之比作测量结果,而不计电表本身内阻的影响,就会引起误差。又如,测量并联揩振的谐振频率时,常用近似公式为:

f0?12?LC

若考虑L、C的实际串联损耗电阻rL和rC时,实际的谐振频率应为

f0'?12?LC1?rL2(C/L)1?r(C/L)2c

则有?f?f0'?f0

上述用近似公式带来的误差称为方法误差。 1.3.2误差表示法

按误差表示法可分为绝对误差和相对误差。 1.绝对误差

设被测量的真值为A0,仪器的示值为X,则绝对值为

ΔX=|X-A0|

在某一时间及空间条件下,被测量的真值虽然是客观存在的,但一般无法测得,只能尽量逼近它。故常用高一级标准仪仪表测量的示值A代替真值A0,则

ΔX=|X-A|

2. 相对误差

相对误差又分为实际相对误差、示值相对误差和引用(或满度)相对误差。 实际相对误差,是用绝对误差X与仪器给出值X的百分数来表示的相对误差,记为

VA??X?100% A示值相对误差,是用绝对误差X与仪器给出值X的百分数来表示的相对误差,即

VX??X?100% X6

引用(或满刻度)相对误差,是用绝对值误差ΔX与仪器的满刻度值Xm之比的百分数来表示的相对误差,即

Vm??X?100% Xm电工仪表的准确度等级就是由Vm 决定的。如1.5级的电表,表明Vm≤± 1.5%。我国电工仪表按Vm值共分七级:0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0。若某仪表的等级是S级,它的满刻度值为Xm,则测量的绝对误差为

△X≤XmS%

其示值相对误差为

Vm?XmS% X 在上式中,总是满足X≤Xm的,可见当仪表等级S选定后,X愈接近Xm 时,Vm的上限值愈小,测量愈准确。因此,当我们使用这类仪表进行测量时,一般应使被测量的值尽可以在仪表满刻度值的二分之一以上。

例如,测量一个10V、50HZ 的电压,现有量程为150V、精度等级为1.0级的电压表和量程为15V、精度等级为1.5级的电压表。应何选用哪一种仪表进行测量?

用量程150V、精度等级为1.0z级的电压表时,测量产生的绝对误差为

?V?VmS%?150?(?1.0%)??1.50V

而用量程为15V、精度等级为1.5级的电压表时,测量产生的绝对误差为

?V?VmS%?15?(?1.5%)??0.225V

显然,用15V、精度等级为1.5级的电压表测量10V电压,绝对误差小得多。这说明商量结果的误差大小不仅取决于仪表的精度等级,还取决于仪表的量程。

第二章 常用元器件的识别与简单测试

任何电子电路都是由元器件组成的,而常用的主要是电阻器、电容器、电感器和各种半导体器件(如二极管、三极管、集成电路等)。为了能正确的选择和使用这些元器件,就必须掌握它们的性能、结构与规格等有关知识。 2.1 电阻器、电容器、电感器的识别与简单测试 2.1.1 电阻器和电位器

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一、电阻器

电阻器是电路元件中应用最广泛的一种,在电子设备中约占元件总数的30%以上,其质量的好坏对电路工作的稳定性有极大影响。电阻器主要用途是稳定和调节电路中的电流和电压,其次还可以为分流器、分压器和消耗电能的负载等。 电阻器主要分为薄膜电阻和线绕电阻两大类。薄膜电阻又可分为碳膜电阻和金属膜电阻两类。其中金属膜电阻应用较为普遍块金属膜电阻的精度可达0.001%,是当前最精密的电阻器之一。

图1 电阻器符号

常用电阻器的符号如图1所示。 二、电位器

电位器是一种具有三个接头的可变电阻器。其阻值可在一定范围内连续可调。电位器的分类有以下几种:

按电阻体材料分,可分为薄膜和线绕两种。薄膜又可分为WTX型小型碳膜电位器,WTH型合成碳膜电位器,WS型有机实芯电位器,WHJ型精密合成膜电位吕和WHD型多圈合成膜电位器等。线绕电位器的代号为WX型。一般,线绕电位器的误差不大于±10%,非线绕电位器的误差不大于±20%。其阻值、误差和型号均标在电位器上。

按调节机构的运动方式分,有旋转式、有直滑式。

按结构分,可分为单联、多联、带开关、开关形式又有旋转式、推拉式、按键式等。

按用途分,可分为普通电位器、精密电位器、功率电位器、微调电位器和专用电位器等。

按输出特性的函数关系,又可分为线性和非线性电位器。

它们的特点分别为:X式(直线式):常用于示波器的聚焦电位器和万用表的调零电位器(如MF-20型万用表),其线性精度为±2%、±1%、±0.3%、±0.1%、±0.05%。

D式(对数式):常用于电视机的黑白对比度调节电位器,其特点是,先粗调后细调。

Z式(指数式):常用于电视机的音量调节电位器,其特点是,先细调后粗调。所有X、D、Z字母符号一般印在电位器上,合用时应注意。 三、电阻器和电位器的型号命名法

电阻器和电位器的型号命名法详见表1

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示例:RJ71-0.125-5.1KI型电阻器

由此可见,这是精密金属电阻器,其额定功率1/8W,标称电阻值5.1KΩ, 允许误差为±5%。

四、线性电阻器和电位器的主要性能指标

1.额定功率:电阻器的宝宝功率是在规定的环境温度和湿度下,假定周围空气不流通,在长期连续负载而不损坏或基本不改变性能的情况下,电阻器上允许消耗的最大功率。当超过额定功率时,电阻器的阴值将发生变化,甚至发热烧毁。为保证安全使用,一般选其额定功率比它在电路消耗的1-2倍。

表1 电阻器和电位器的型号命名法

第一部分 用字母表示主称 符号 R W 意义 电阻器 电位器 第二部分 用字母表示材料 符号 T P U C H I J Y S N

第三部分 用数字或字母表示特征 符号 1, 2 3 4 5 7 8 意义 普通 超高额 高阻 高温 精密 电阻器——高压 电位器——特殊函数 9 G 特殊 高功率 第四部分 用数字表示序号 包括: 额定功率 阻值 允许误差 精度等级 意义 碳膜 硼碳膜 硅碳膜 沉积膜 合成膜 玻璃釉膜 金属膜(箔) 氧化膜 有机实芯 无机实芯 9

X R G M 线绕 热敏 光敏 压敏 T X L W D 可调 小型 测量用 微调 多圈 额定功率分19个等级,常用的有1/20W、1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W、4W、5W??。实际中应用较多的有1/4W、1/2W、1W、2W。线绕电位器应用较多的有2W、3W、5W、10W等。

2、标称阻值:标称阻值是产品标志“名义”阻值,其单位为欧(Ω)。标称阻

N

值都符合表2所列数值乖以10Ω,其中n为整数。

3、允许误差:允许误差是指电阻器和电位器实际阻值对于标称阻值的最大允许偏差范围。它表示产品的精度。允许误差等级如表3所示。线绕电位器的允许误差一般小于±10%,非线绕电位器的允许误差一般小于±20%。

表2 标称阻值

允许误差 ±5% 系列代号 E24 标称阻值系列 1.0 .1.1 1.2 1.3 1.5 1.6 1.8 2.0 2.2 2.7 3.0 ±10% E12 1.0 1.2 1.5 1.8 2.2 2.7 3.3 3.9 4.7 5.6 6.8 8.2 ±20% E2 1.0 1.5 2.2 3.3 4.7 6.8

表3 允许误差等级

级别 允许误差

电阻器的阻值和误差,一般常用数字标印在电阻上,但对于实芯碳膜电阻器和微型电阻器,则用画在其首总的四个色环表示。如图2所示。

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005 ±0.5% 01 ±1% 02 ±2% I ±5% Ⅱ ±10% Ⅲ ±20%


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