直流电流与电压的测量是电子技术实验的核心环节,其原理与仪表选择直接影响测量精度与电路稳定性。
测量原理
直流电压测量基于分压原理,通过串联分压电阻将电压信号转换为可测量的电流信号。例如,模拟万用表通过表头(动圈式电流表)串联不同阻值的分压电阻,实现多量程电压测量,量程越大,分压电阻阻值越高。直流电流测量则采用分流原理,在表头两端并联分流电阻,使大部分电流通过分流电阻,仅小部分流经表头。数字万用表通过内置取样电阻将电流信号转换为电压信号,经A/D转换后显示数值,其内阻远高于模拟表,对电路影响更小。
仪表选择
类型选择:
直流测量优先选用磁电系仪表,其灵敏度高、功耗低,适合实验室精密测量。
若需交直流两用,可选择电磁系仪表,但精度略低于磁电系。
高精度需求场景(如标准表)可选用电动系仪表,其准确度可达0.1级。
量程与内阻:
量程应覆盖被测值且留有余量,避免超量程损坏仪表。例如,测量5V电压时,选用10V量程而非2V量程。
电压表内阻越高越好,以减少对被测电路的分流效应;电流表内阻越低越好,以降低压降影响。例如,数字万用表直流电压档内阻可达10MΩ,而模拟表通常为20kΩ/V。
环境与功能:
实验室环境可选用便携式仪表,便于操作;工业现场需选择安装式仪表,具备防尘、防爆功能。
现代数字仪表普遍支持量程自动切换、数据存储与传输,适合自动化测试场景。
注意事项
测量前需确认仪表极性,避免指针反偏损坏表头;高电压测量时,应先断电连接表笔,再通电读数,确保安全。