直流電流與電壓的測量是電子技術實驗的核心環節,其原理與儀表選擇直接影響測量精度與電路穩定性。
測量原理
直流電壓測量基于分壓原理,通過串聯分壓電阻將電壓信號轉換為可測量的電流信號。例如,模擬萬用表通過表頭(動圈式電流表)串聯不同阻值的分壓電阻,實現多量程電壓測量,量程越大,分壓電阻阻值越高。直流電流測量則采用分流原理,在表頭兩端并聯分流電阻,使大部分電流通過分流電阻,僅小部分流經表頭。數字萬用表通過內置取樣電阻將電流信號轉換為電壓信號,經A/D轉換后顯示數值,其內阻遠高于模擬表,對電路影響更小。
儀表選擇
類型選擇:
直流測量優先選用磁電系儀表,其靈敏度高、功耗低,適合實驗室精密測量。
若需交直流兩用,可選擇電磁系儀表,但精度略低于磁電系。
高精度需求場景(如標準表)可選用電動系儀表,其準確度可達0.1級。
量程與內阻:
量程應覆蓋被測值且留有余量,避免超量程損壞儀表。例如,測量5V電壓時,選用10V量程而非2V量程。
電壓表內阻越高越好,以減少對被測電路的分流效應;電流表內阻越低越好,以降低壓降影響。例如,數字萬用表直流電壓檔內阻可達10MΩ,而模擬表通常為20kΩ/V。
環境與功能:
實驗室環境可選用便攜式儀表,便于操作;工業現場需選擇安裝式儀表,具備防塵、防爆功能。
現代數字儀表普遍支持量程自動切換、數據存儲與傳輸,適合自動化測試場景。
注意事項
測量前需確認儀表極性,避免指針反偏損壞表頭;高電壓測量時,應先斷電連接表筆,再通電讀數,確保安全。