电流表和电压表的估读

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电流表和电压表的估读
电流表和电压表是初中电学常用的基本仪表,有的教师在教学时,常让学生作这样的训练:让指针指在两条刻度线之间,要求学生进行估读。其实,电表的估读并不像一般的刻度尺那么简单。
和其他任何测量工作一样,电表本身存在着系统误差。电表系统误差的成因主要有:仪表的结构原理,元器件质量和装配工艺等因素有关,如游丝的非线性,磁体磁场的非均匀性,等等。
电表的准确度的高低常用多少级表示,实验室中使用的电流表和电压表,其准确度通常为2.5级,它表示用这些电表测量时,系统本身最大的误差为量程的2.5%。由此可知,电表的量程不同,电表的最大系统误差不同,如表1所示。
表1
电表 |
准确度 |
量程 |
最大误差 |
误差出现的位数 |
读数保留到的位数 |
电压表 |
2.5级 |
3V |
0.075V |
百分位 |
百分位 |
2.5级 |
15V |
0.375V |
十分位 |
十分位 |
|
电流表 |
2.5级 |
0.6A |
0.015A |
百分位 |
百分位 |
2.5级 |
3A |
0.075A |
百分位 |
百分位 |
由于电表本身存在系统误差,所以,电表在读数时,估读到的位数应当保持与系统误差出现的位数相同。
(1)对量程为3A的电流表或量程为3V的电压表,因为每一小格的读数为0.1A和0.1V,而误差出现在百分位,所以要估读出0.01A和0.01V,即要进行十分之一估读。如图1甲中,指针a、b、c指示的读数应分别为1.00V、1.45V、2.10V。
(2)对量程为15V的电压表,因为最小分度值为0.5V,而误差出现在十分位,所以要估读出0.1V,即要进行五分之一估读。换句话说,估读时,要将最小分度值0.5V进行五等分,每一等分为0.1V。估读时等于或超过半等分(即十分之一格)的算一等分,不足半等分的舍去。如图5乙中,指针a、b、c指示的读数应分别为5.0V、7.2V(或7.3V)、10.5V,而不读作5V、7.25V、10.50V。
(3)对量程为0.6A的电流表,一位最小分度值为0.02A,而误差出现在百分位,所以要估读出0.01A,即要进行二分之一估读。换句话说,估读时,要将最小分度值0.02A进行二等分,每一等分为0.01A,估读时等于或超过半等分(即1/4格)的算一等分,不足半等分的舍去。如图5丙中,指针a、b、c指示的读数应分别为0.20A、0.34A(或0.35A)、0.42A,而不读作0.200A、0.345A、0.420A。