指針式萬用電錶電阻測量電路的計算和第二誤差分析

2020-11-22 電子產品世界

編者按：提出並論述指針式萬用電錶電阻測量電路的計算程序及其第二誤差（電路設計誤差）的概念並加以分析（第一誤差已在文獻[1]中論述）。從設計和使用的角度出發出，分析造成誤差的原因和減小誤差的方法。糾正生產廠家在電阻測量技術規範中的錯誤概念，提出作者的建議。

摘要：提出並論述指針式萬用電錶電阻測量電路的計算程序及其第二誤差(電路設計誤差)的概念並加以分析(第一誤差已在文獻[1]中論述)。從設計和使用的角度出發出，分析造成誤差的原因和減小誤差的方法。糾正生產廠家在電阻測量技術規範中的錯誤概念，提出作者的建議。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/273277.htm


導引

　　圖1為電阻測量調零電路。通過表筆將歐姆檔的﹢﹣接線端子短接。

　　其中，稱Im為表頭靈敏度，Rm為表頭支路電阻，Rs為分流電阻，Rw為零歐姆電位器，是分流電阻的一部分，Rd為限流電阻，E為電池。通過調節Rw使表頭滿度，即為表頭電流Im。此時指針指示電阻值為零歐姆。隨著使用電池電壓由最高電壓En，降至標稱電壓Eq，再至最低電壓El。欲使表頭滿度，Rw的滑臂由b點移至q點，再移至a點。電池提供的電流也由Ib降至Iq，再降至Ia。

　　設定Rw的滑臂在某一位置，如 。由圖1得到

　　(Ix-Im)Rsx=I(Rm+Rs-Rsx) 即 IxRsx=Im(Rm+Rs)

　　其中，Rsx為x、c兩點之間的電阻值。

　　為了便於計算，又因零歐姆電位器Rw滑臂自b點滑動到a，對綜合阻值(限流電阻Rd與表路電阻串聯的阻值)影響較小，這便可假定電流Ia或Iq或Ib的數值僅與電池電壓E成正比，即Iq/Ia=Eq/El和Ib/Ia=Eh/El稱作「正比關係」。

1　電阻測量電路計算舉例

　　該電阻測量電路是採用「標稱法」[2]進行電路布局的，如圖2所示。

　　已知：低壓乾電池El的標稱電壓Elq=1.5V，最高電壓E1h=1.65V，最低電壓E1l=1.35V，平均內阻r1=0.0006kΩ。高壓疊層電池E2的標稱電壓E2q=9V，最高電壓E2h=9.9V，最低電壓E2l=8.1V ，平均內阻r2=0.5kΩ。表頭靈敏度Im=0.05mA、表頭支路內阻Rm=1.8kΩ。

　　求：倍率為R×10k、R×1k 、R×100、R×10、R×1各檔電阻值。

　　計算：為了擴大電阻的測量範圍，在R×10k檔，高、低壓電池E2和 E1串聯使用。即串聯後的標稱電壓Eq=E1q+E2q=1.5+9=10.5V，最高電壓Eh=E1h+E2h=1.65+9.9=11.55V，最低電壓E1=E1l+E2l=1.35+8.1=9.45V，平均內阻r=r1+r2=0.0006+0.5=0.5006kΩ。

　　按「標稱法」[2]進行計算，即將計算電池為標稱電壓Eq時的綜合阻值作為中心阻值Rz。

　　設中心阻值 Rz=16.5Ω(刻度值)，在倍率為R×10k檔時的中心阻值Rzo=165kΩ。

　　電池在最低電壓El時，零歐姆電位器Rw的滑臂移至a點，此時流入a點電流



　　下面計算R×1k、 R×10、R×100、 R×1各倍率檔的電阻值。這裡僅用低壓乾電池E1。

　　根據「正比關係」流入q點的電流

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