万用电表的制作与定标标准报告.doc

课题十 万用电表的制作与定标摘要 本实验设计制作出一种简单而又实用的万用电表，可测直流电流、直流电压、电阻和交流电压，并对其各档进行了校验。关键词 万用电表、微安表、电位器、整流、调零、中值电阻、校验实验原理本实验设计制作的万用表是以一块磁电型电流计（微安表）为核心制作而成的。直流电流、直流电压、电阻和交流电压的定量显示共用此微安表表头。图1就是本实验的电路设计。为了设计时计算的方便，设定微安表内阻与串联电阻 之和（通过调可达到此值）。又设定。1直流电流档的设计 Rg + R0 D1 D2 R1 R RW R R v E 5mA10 5V 波段开关图1 本实验电路设计图图1表头量限为A，若扩大为mA，则 （1）2直流电压档的设计图1中，由于已设定=880，并联后=440，令为该档量程，则有：对5V档则 （2）图2 欧姆档电路 Rg R3欧姆档的设计从图1摘出欧姆电路见图2，则有，其中为外接待测电阻。从上式可看出，并不是随线性变化的，这就决定了指针表是非线性的，所以欧姆表度盘的分度是不均匀的。当时最大，指针满偏；时最小，指针指零，与电流表、电压表的零点正好相反。当时，指针指向表的中心位置，这时的即为欧姆表的中值电阻。一般取两位有效数字，如12（1.2 K）, 24（2.4K）等。中值电阻是欧姆表的一个重要参量。只在中值电阻的 0.110倍的刻度范围内测量才能有一定的精度。欧姆表中的电源为一节干电池，其电动势在1.5V附近，新电池可达V，旧电池V。为了消除干电池电压变化的影响，使当（欧姆档外路短接）时表头指针总能指向满刻度，设置了调零电阻。显然电池电动势低时，的滑动端应向图的右侧移动，电池电动势高时则向左侧移动。计算中值电阻时，为方便起见，电池电压取最小值1.2V ，此时的滑动端移动到最右侧，由于，所以二支路的电流相等，的回路电流为，因此可求出中值电阻（3）又与并联阻值为440，所以 （4）本实验同时设定 那么 （5）解（1）、（5）式可得到、的设计值。实验仪器万用电表制作电路板（附250A表头）、多量程直流电流表、多量程直流电压表、滑线变阻器、电阻箱、直流6V电源、功率函数发生器、MF500型万用表、甲型干电池、数字万用表。操作要点1利用“万用电表制作电路板”将250A的微安表改装成有如下三档的万用电表：直流电流5mA 、直流电压5V、欧姆档100。2根据要求算出、的阻值及欧姆档的中值电阻。万V 校准电压表电路R 校准电流表电路mA万万R校准欧姆表电路3熟悉万用表制作面板结构，设计计算出的各电阻均由可变电阻（电位器）替代，先不接线，通过数字万用表调成所需的值。参照图1连接面板线路。4检验设计表的电流、电压各档。校验电压、电流档，参照下图连接外接线路（校验电流档时一定要串电阻箱）；对电流档校验3点。对直流5 V档每隔0.5V校验1点，定出该档的准确度等级。5校验欧姆档(1)短接欧姆档外路两端，调节调零电阻使欧姆表指零。(2)调零后以电阻箱为准，测出欧姆档的定标线，即测出表头指针偏转格数与外电路（已知）的对应关系，作（，）图线（即欧姆档表头刻度线），检查中值电阻是否符合设计要求。可参考MF500型万用表欧姆档的表盘刻度线。预习思考题1 表头上串联电阻，使保持定值，是为了_和_；调节是否改变了电流表、电压表的内阻？算出你设计电流表、电压表的内阻值。答：便于设计 ；大批量生产；没有；=（1760-）/1760=83.6=5/（2*250*10-6）=100002 欧姆表中值阻值如何确定？为何欧姆表要设置调零电阻。答：中值电阻=2400; 因考虑电池电压的变化。3 设计出校验电流表、电压表的电路，注意校正电流表时要串联一个_电阻。答：限流。4 欧姆表使用时，是否需要切断电源及与被测电阻有并联关系的其它元件；有串联呢？人手能否同时触及电阻或表笔两端？答：要；不必；不能。5 交流电流档的电路中，能否将二极管省去？答：不能，是为了保护在电压反向时不被击穿而设置。数据处理1 实验测得=563，则：=88、=572、=220、=1960、=9560、=880-563=317、中值电阻=2400。2 校验电流表，校验数据如下：标准表（mA）3.654.004.50校准表（mA）3.874.254.753 校验电压表，校验数据如下：标准表（V）0.500.951.451.982.462.883.323.854.374.87校准表（V）0.501.001.502.002.503.003.504.004.505.00V（V）00.050.050.020.040.120.180.150.130.13最大相对误差为0.185.0=0.036（V） 所以直流5 V档为5.0级。4 校验欧姆档（，）数据如下表：12345678910(K)452013.21085.94.43.632.511121314151617181920(K)2.051.841.41.20.860.630.440.260.11001234567891011121314151617181920452013.21085.94.43.632.52.051.841.41.20.860.630.440.260.110(K)误差分析及讨论1 标准电流表、标准电压表及标准电阻箱示数不准所带来的系统误差。2 干电池电压不准（可能不为1.2V）所带来的系统误差。3 读数时，由于个人原因（如不能正对指针读数）所带来的随机误差。课后思考题1 能否用直流电压档去测量电容器充电后两极间的电压？为什么？答：不能，因为电压档内阻较小，电容放电，电压会降低。2 要将微安表头改装成每伏欧姆数为30KV-1、量程为100V的电压表，对表头有否要求？试