万用表的设计与组装3.doc

万用表的设计与组装13万用表的设计与组装t实验要求1.分析常用万用表电路，说明各挡的功能和设计原理；2.设计组装并校验具有下列四挡功能的万用表。（1）直流电流挡：量程1.00mA；（2）以自制的1.00mA电流表为基础的直流电压挡：量程2.50V；（3）以自制的1.00mA电流表为基础的交流电压挡：量程10.00V；（4）以自制的1.00mA电流表为基础的电阻挡（100）：电源使用一节1.5V电池。3.给出将电阻挡改造为10电阻挡的电路。实验目的：（1）通过对万用表的设计与组装让我们进一步对万用表工作原理与工作机制有深入了解。（2）学会电路设计的基本原理与各元器件组装搭配，提高动手能力，加强电路图实物化操作（3）了解万用表的使用方法及其组装万用表的校正测试实验器材： 电学实验箱，电阻箱，标准数字万用表，导线，实验原理（1）所用电路图： 图1：简易万用表及欧姆表的实验电路（2） 直流电流挡原理如图1，在微安电流表头上并联一个适当的分流电阻R，从而达到扩充量程的目的。由公式可知，电流表的量程为原量程的倍。图1（3） 直流电压挡原理如图2，在表头串联一个适当大的分压电阻，使经过表头的电压降低，达到分压目的。由公式可得，串联一大小为R的电阻，电表的量程变为原来的倍。图2（4） 交流电压挡原理如图3，由于表头只能流过直流电，因此测量交流时还需要一个整流电路。这里采用半波整流电路。当被测交流电处于正半周时，电流经分压电阻及整流二极管v2流经等效表头，表针偏转；而在被测交流电的负半周。电流直接从二极管V1流过分压电阻。而不经过表头。当外电路交流电压有效值为10V时，内电路直流电压为4.5V。考虑到二极管自身的电势降0.6/2=0.3V，加在表头上的电压为4.2V。图3（5） 电阻挡原理如图4，当两表笔短接时，调节的值，使电流表满偏，有欧姆定律得：外接电阻时，有欧姆定律得：由公式易知电阻与电流非线性变化，所以表盘刻度不均匀，当=时，电流表半偏，称其为中值电阻。图4实验步骤（1） 直流电源交流-直流全桥整流电路电学实验箱上输出12V交流，经过全波整流(图5所示)，经调整使得输出的直流电压，再经过分压电位器可得到10V的直流电压。图5（2） 用标准欧姆表测得微安电流表内阻=200.0 = 950.0（3） 直流电流挡将调零电位器与串联后与表头并联，如图6所示图6这里需要串联一电阻箱，以防止表头与电源串联，电流过大而损坏。R1=Rg-R电=750.0 R电=200.0调节电阻箱使其值为，然后调节R2,使表头满偏,如图7图7（4） 校验：A满量程时R1=750B刻度校验指针位置100200300400500组装电流表(mA)0.200.4O0.6O0.8O1.00标准电流表(mA)00.230.410.630.821.00（5）以自制的1.00mA电流表为基础的直流电压挡：量程=2.50V；a) 设计：改装后的电流表的内阻为R内=475。由电压挡原理，串联的分压电阻为=2025b) 制作：按照电路图8连接电路。图8c) 校验：i. 满量程校验。R2=1980ii. 分刻度校验偏转格数0100200300400500组装电压表（V1）V00.501.001.502.002.50标准电压表（V2）V00.500.991.492.012.50（5） 以自制的1.00mA电流表为基础的交流电压挡：量程=10.00V；a) 设计：由交流电压挡的原理可知，选用串并联的半波整流后，加在表头的电压实际为=4.2V，与直流电压挡的设计相同，再在表头上串联一个分压电阻，使外电压为10.00V时电流表满偏。R3=3800b) 制作：按电路图9连接电路。图9c) 校验：满量程校验得R3=3730分刻度校验偏转格数0100200300400500组装电压表（V1）02.004.006.008.0010.00标准电压表（V2）02.354.346.288.2210.03（6） 以自制的1.00mA电流表为基础的电阻挡（100）：电源使用一节1.5V电池。a) 设计：设计好的欧姆表原理图如图-10,欧姆表的使用时需要短接调零，需串联分压保护表头，考虑电池使用过程中有电势降，每个电池的电压都不一样，所以取一固定值，既电池电压的最低值U=1.3V设计，R4=850制作：按设计原理图组装电路，两表笔短接调零。然后外接电阻箱调节校验。 图10b) 校验：偏转刻度100200300400500电阻值5900230011004000 由公式可知电阻与电流成反比的关系，所以电阻与偏转格数也为反比关系，为双曲线的一支。如图：（7） 给出将电阻挡改造为10电阻挡的电路。设计：由，只需在内电路并联一适合电阻使自制的电表的内阻变为原来的，这样中值电阻就会变为原来的从而改为10挡。图11实验总结：在这次设计性中，我有许多失败，但在老师的帮助与指导下我完成了万用表内部接线连接的设计及其组装。在这次的万用表组装中，我明白了，既是一件看上去很简单的事情，其实未必如我们所想的那么简单。把看似简单的东四做好，做明白，也不失为一种成功。这次实验很好地培养我的动手能力。通过实实验，我不仅学会了万用表的设计组装，还从