指针式万用电表电感、电容测量原理和误差分析

　　引言

　　指针式(或模拟式)万用电表，虽然有被数字式万用电表取代之势，但因其独特优点：“便于观察被测量连续变化，测量项目较多，操作简单，价格低廉，携带方便，是一种最普及、最常用的电测仪表”，故目前在市场中仍占有相当大的份额。

　　与数字式万用电表比较，指针式万用电表的准确度略显逊色，这不但与生产厂家的设计与制造技术水准有关，也与使用者的使用方法有关。从制造者的角度看，由于技术水准所限，电压测量档总会有误差，从而引起电感、电容测量的误差;从使用者的角度看，仪表指针指示范围选择不当，也会造成很大的误差。为了减小误差，作者提出仪表指针最恰当的指示范围，并建议生产厂家在技术规范中加以说明。

　　1 电感和电容的测量原理

　　电感和电容的测量原理如图1所示，由图1得知，某电压档的交流电压读数

　　

　　，则实际电感值为 L₂=αL₁(L₁为指示电感值)。对于电容来说，1/314.2C₂=α/314.2C₁，则实际电容值为C₂=C₁/α(C₁为指示电容值)。

　　2 电感和电容测量的误差分析

　　通常人们认为，指针示值越大相对误差越小，但对于阻抗的测量却不是这样。请看下面的推导和分析。由式(1)得

　　从表1和曲线1可知，偏离最小点α₀越远相对误差就越大。为了尽量减小测量时的相对误差，故必须规定指针的指示范围。

　　

　　当电压与刻度是理想线性情况时，即

　　4 电感和电容的测量方法

　　首先用10V交流电压电源和10V基本电压档测量。若指针指示值低于14格，则需提高一级电压，用50v交流电源和50V电压档测量。若指示值仍低于14格，就再提高一级电压，进入250V档测量。若指示值低于22格，则需再提高一级电压，进入500V档测量。若指示格数仍低于22格，就再提高一级电压，进入1000V当测量。最后将指示值乘以对应的倍率(对电感)或除以对应的倍率(对电容)，得到实际的电感值或电容值。但应特别注意：(1)电源电压的幅值不得超过电容器的耐压值;(2)不可用此法测量电解电容器的容量。