补偿法测量电压和电流的研究

如果直流稳压电源不可调，则可以采用如图4所示的分压电路，虚线框内为补偿电路。方法是：先用电压表粗测CD两端的开路电压，然后闭合开关K，调节分压器输出电压，使分压器输出电压近似等于所测开路电压，将C’，D’两点分别与C，D两点相接，再细调分压器输出电压，使检流计G中的电流为零，此时CD两端相当于开路，即补偿电路的接入没有影响原电路的工作状态，电压表的读数即为CD两端的开路电压。可见，采用这种补偿测量法也完全消除了电压表内阻对测量开路电压带来的误差。

2 实验测试
2．1 短路电流补偿测量法测试结果
按图1，图2所示电路，取ISC=4 mA，RS分别为50 Ω和500 Ω，补偿法测量有源二端网络短路电流的结果如表1所示。实验结果与理论分析相吻合。

2．2 开路电压补偿测量法测试结果
按图3，图4所示电路，取U0C=8 V，RS分别为10 kΩ和30 kΩ，补偿法测量有源二端网络开路电压的结果如表2所示。实验结果与理论分析相吻合。

3 结语
由于电压表、电流表内阻的客观存在，直接用电压表和电流表测量有源二端网络的开路电压和短路电流，必然带来一定的测量误差，原因是电表的接入改变了原电路的工作状态。为了减小甚至消除由于电表内阻的存在给测量带来的误差，可以改进测量方法，补偿测量法就是其中重要的一种。从以上的理论分析和实际测试结果表明，采用适当的补偿测量法，可以减小甚至消除电表内阻的存在给测量带来的误差。
应该说明是，补偿测量的方法并不止文中讨论的几种，但不管哪种方法，补偿的目的都是使电表的接入不应改变原电路的工作状态，同时使电表的读数显示的是被测量的数值。补偿测量法由于受条件和仪器设备等因素的影响，一般来说只适用于高精度测量的科研工作中，不适用于一般的工程测量。具体测量时，采用哪种方法更好，必须由实验条件和仪器设备以及对测量精度的要求来决定。