电表在读数时指针为什么要达满偏刻度的1/3以上

在物理实验中，在电流表或电压表（以下简称电表）安全使用的前提下， 指针的偏转角度越大，电表读数的误差越小.电表指针为什么一般要达满偏刻度的1/3以上读数才比较精确，要搞清这个问题，需要先了解电表的准确度、不确定度的概念以及不确定度对误差的影响.

1电表的准确度与不确定度

1.1电表的准确度

在正常的使用条件下，仪表测量结果的准确程度叫仪表的准确度，仪表准确度习惯上称为精度.测量场所的温度异常或剧烈变化等将影响测量的准确度，因为温度的变化会使电表读数的误差增大，从而降低其准确度.电表受温度影响的原因主要是：由于温度变化改变了构成仪表关键结构件材料性能的结果.如环境温度变化后常使仪表产生反作用力矩的游丝的弹性发生变化，从而使仪表值随之产生变化；还可以使形成磁场的永久磁场的磁性发生变化，使仪表的作用力矩的大小发生变化；此外，由于环境温度的变化，构成仪表的线路的电阻，以及各种电子元件、半导体器件的参数均会产生变化，最终结果都将影响到测量的准确度.我国工业仪表将准确度等级分为0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0七个等级，并标志在仪表刻度标尺或铭牌上，实验室中使用的电表的直流档准确度等级一般为2.5级，交流档准确度等级一般为5.0级.

1.2测量的不确定度

为了估计测量结果的可靠程度，我们把实验结果写出如下形式：Y=N±ΔN.其中Y代表物理量，N为该物理量的测量值，而其中的ΔN就是不确定度，代表测量值N的不确定程度，也是对测量误差的可能取值的测度，或者说，是对待测量值可能存在范围的估计.例如：实验室中使用的电表的准确度等级为2.5级，用此准确度等级的电压表在测量某电压大小时，选用了0～100 V的量程时，它的测量值可能存在范围为±2. 5V，即当测量的真实电压值为80.0 V 时，它的测量值可能为80.0±2. 5V，当测量的真实电压为1.0V值 时，它的测量值可能为1.0±2. 5 V；而若选用了0～10 V的量程时，它的测量值可能存在范围为±0.25 V，即当测量的真实值电压为8.0 V 时，它的测量值可能为8.0±0.25 V，当测量的真实值电压为1.0 V 时，它的测量值可能为1.0±0.25 V.也就是说，对同一块电表，在其量程选定的情况下，其测量的不确定度是一定的.

2合理选择量程，减小不确定度对测量的相对误差

在电学实验中，电表读数的误差是不可避免的，在确定的电表的前提下，为使实验的测量数据更加精确，电表量程的合理选择是很重要的.例如，在某次实验中，若待测电压为2.8 V，现有一块0～3 V和0～15 V两个量程的电压表，虽然电表的两个量程都安全，但是我们会选择0～3 V这个较小的量程以提高读数的精确度，这是为什么呢？实验室中使用的电表的准确度等级一般为2.5级，若选用0～15 V的量程，则电表的指针偏转达到满偏刻度的18.67%，测量值为2.8±0.38 V，此时电表读数的相对误差为

若选用0～3 V的量程， 则电表此时的指针偏转达到满偏刻度的93.33%，测量值为2.8±0.075 V， 此时电表读数的相对误差仅为

较选用0～15 V的量程测量在读数的精确度上得到了很大的提高.

综上，在确保电表安全的前提下，选用较小的量程，使指针的偏转角度变大，能有效减小电表读数相对误差.所以一般要求电表的读数要达电表满偏刻度的1/3以上.