谈谈电流表和电压表的连接问题

【摘要】电流表、电压表，在电学计量器具检测中有着广泛的应用，但是工作中电流表与电压表的链接问题值得关注。本文结合自身多年的工作经验电路及仪器检测中电压表、电流表的使用以及链接问题谈谈自己的一些体会。

【关键词】电流表；电压表；链接；电路；问题

中图分类号：TM714.2 文献标识码：A 文章编号：

一、前言

电流表和电压表是电工仪器检测中两种最基本最重要的测仪表，有着广泛的应用。作为在计量所从事电学计量工作的人而言，这两种仪器的使用更是日常工作中不可缺少的基础工具。因而，作为计量工作人员对于电流表电压表的原理、选用、使用及连接问题更应该熟知。

二、电流表电压表的基本原理

常用的电压表和电流表主要是由永磁铁和放入永磁铁磁场中的可转动的线圈组成的。当线圈中有电流通过时,线圈在磁场力的作用下带着指针一起偏转电流越大,转动力矩增加，指针转角增大，在表盘上标出相应的电压值或电流值,就成了电压表或电流表。

三、电压表电流表的选用

我们知道，一般配电盘上常用的交流电流表和交流电压表都是电磁系仪表，并且分为直接接入表和比数表两类。如:ITI一A型电流表(直通)有0.5、1、2、3、5、10、15、20、30、50、75、100、150、200(A)等规格电流比数表则与电流互感器配套使用，其量程可达300、400、600(A)。

在选择仪表时还要注意了解有关仪表的误差和准确度的含义。一般把仪表由于本身结构的不完善，元件间的摩擦及外磁场的影响，或者安装不当和测量方法上的缺点，导致测量结果与实际值之间的差别叫做仪表的误差。其表示方式有三种:

(l)绝对误差:绝对误差一测得值一实际值，绝对误差可以是正，也可以是负，实际值是用标准表所测得的值。

(2)相对误差:相对误差一(绝对误差/实际值)只100%。相对误差有正负之分。

(3)相对额定误差:相对额定误差=绝对误差/仪表最大量程)*100%。相对额定误差也叫允许误差，是一个百分数，有正负之分。

仪表的准确度等级就是根据允许误差的纯数值来划分的。一般仪表表盘上左下角标有该仪表的准确度等级，也是它的允许误差。仪表用互感器也是按允许误差分有准确度等级的，一般电能表规定使用0.5级的互感器。

四、电流表的使用

在拾震器工作线圈和阻尼线圈的电流常数，测定中和电流计、记录笔头的电流常数的测定中，需要使用电流表对线路中所流过的电流进行测量。为了使测得的结果此较谁，人们在测量中往往采用准确度此较高的0.5级或0.2级电流表进行测量。但采用准确度此较高的电流表进行测量是不是就能够得到较测量结果呢？不一定，这还要所测电流的大小。

我们知道，在实际测量中电流表往往不是在满量程，也就是不在最大测量限值时使用。而电流表的准确度等级是指在满量程使用时容许基本误差百分数。例如:量程为100毫安的0.5级电流表在测量100毫安电流时的最大可能相对误差10.5%。但在测鼠小于电流表最大测量限值的电流时，共最大可能相对误差为：

式中: —测得电流值的最大可能相对误差

—电流表满刻度使川时的容许从本误差(即准确度等级)

—测读电流值

—电流衷最大测量限值。

由上式知:随着测量电流值的减小，测得电流值的最大可能相对误差将随之琳大而不是采用某个等级的电流表，不份测聂的电流大小，少尽结果最大可能相对误差都是某个等级的。例如:使用量程为100毫安的0.5级的电流表，测量10毫安的电流时，其最大可能相对误差正负5%，这就相当于使用量程为10毫安的5级电流表的测量结果。可知其测量准确度大为降低(这一情况，在站台仪器常数测定中较普遍存在)。故此在测量时，必须根据测量精度要求，除合理的选用电流表等级外，还须注意测量电流值的大小等。尽可能地接近满量程使用是有助于提高测量精确度的。倘若没有合适量程的电流表，亦可采用适当的类似电流计测P2线路中分流的办法(分流电阻可用电阻箱，日前台站使用的Z万21型电阻箱准确度为正负0.01%，误差墓本可忽略不计)，调整分流电阻，使电流表使用在满量程或接近满量程情况，实际所需电流杭可经过计算求出。

五、电流表、电压表连接中的常见错误

1、量程选择错误

电压表和电流表一般都有3个接线柱，2个量程，选择量程首先从电压表开始，而电压表量程的选择往往是根据电源电压的多少来确定的，电压表所选的量程应该等于或稍大于电源的电压。再根据题目所给的最小电阻值和欧姆定律求出最大电流值，从而确定电流表的量程。如果不知道电源电压，电压表和电流表都可以用“试触法”来选择量程，先用大量程进行试触，看指针偏转的范围大小再来确定量程。

2、“+”、“-”接线柱接反了

在连接时，要求先连串联部分，首先将电源串联起来，然后由电源的正极开始按电流流经的先后次序连接其他各电路元件。连到电流表时，先连“+”接线柱，再把“-”线柱接与后面（指电流流经的先后次序）的电路元件连接。再连并联部分———电压表，首先要弄清楚它测的是哪部分电路两端的电压，然后在被测电路的两端标上“+”（与电源正极那端相连）“、-”（与电源负极那端相连），把标有“+”的接线柱与电压表的“+”接线柱相连，把标有“-”的接线柱与电压表的“-”接线柱相连，这样就不会弄错了。

3、电流表的位置接错了

对于电流表，因为是串连在电路中的，先看看它测的是通过哪一部分电路的电流以及它连在哪一个电路元件的后面（指电流流经的先后次序），在连接时，连了这个电路元件之后再去连电流表就不会连错。对于电压表，因为是并联在电路中的，在连接时更容易出错，要求把电压表放到最后连接。在连接时，首先看清楚该电压表测的是哪一部分电路两端的电压，再把该电压表连到相应的被测电路的两端就可以了。

六、电压表电流表组合使用接法

1、区分两种接法的临界阻值

电压表和电流表组合使用（以下简称组合使用，伏安法测量电阻是组合使用中的一种）采用哪一种接法，这主要取决于电流表的内阻ＲＡ，电压表的内阻ＲＶ，未知电阻Ｒｘ的大小及两电表的准确程度、使用范围、读数误差等因素。若不考虑后3个因素，可从两种接法的相对误差着手分析。

（1）电流表外接法。电路图如图1所示。因为电流表所测量的是通过Ｒｘ和ＲＶ的总电流，所以电阻的测量值是Ｒｘ和ＲＶ并联时的等效电阻。显然，当待测电阻Ｒｘ远小于ＲＶ时，δ外很小，应采用电流表外接法。

（2）电流表内接法。电路图如图2所示。因为电压表测量的是Ｒｘ和ＲＡ的串联电压，所以电阻的测量是Ｒｘ和ＲＡ串联时的等效电阻。易见，当待测电阻Ｒｘ远大于ＲＡ时δ内很小，应采用电流表内接法。

图 1 图 2

2、参照待测电阻估值确定电流表的接法

电流表究竟采用外接法还是内接法，要参照待测电阻的估值才能确定，具体步骤如下。

（1）先根据待测电阻的估计值确定电流表和电压表的量程。伏安法测电阻时电压表和电流表的量程要匹配，这样可以尽量减小测量的偶然误差和由于器材自身造成的系统误差。

（2）量程确定后，再根据待测电阻值和临界阻值选择接法。

电工仪表表自身的系统误差是不可避免的，但不等于说不要考虑电流表的具体接法了，前面表格中所列出相对误差是属于可能出现的最大值。在一般情况下，都要比表中的数值低，因为应用伏安法测电阻时必须预先确定究竟将电流表外接还是内接，这样就可以减小实验不够完善造成的系统误差。具体方法是只要将待测电阻的估值Ｒ估跟临界电阻Ｒ０作比较。若Ｒ估 ＞Ｒ０，电流表应内接；若Ｒ估 ＜Ｒ０，电流表应外接；若Ｒ估 ≈Ｒ０，两种接法等效。

七、结束语

在实际的工作中对于电压表、电流表的链接问题应该根据国家计量检定规程和技术规范要求来检测，最为重要的是正确的连接计量器具，以及确定合适的量程。

参考文献

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