《传感器元件与实验》课件-万用表第一章2

1.2.表头参数的测定表头的基本参数有：表头内阻、灵敏度和直线性。在设计万用电表前必须先测得表头内阻及灵敏度。如果有条件的话，直线性也需预先测量。1.2.1.表头内阻的测定

表头内阻是指动圈所绕漆包线的直流电阻，也包括上下二盘游丝的直流电阻。测量表1.2.1.表头内阻的测定

表头内阻是指动圈所绕漆包线的直流电阻，也包括上下二盘游丝的直流电阻。测量表头内阻的方法如下：1.电桥法

用电桥测量电阻的阻值很准确。用电桥测量表头内阻，须在采取限制电流措施后，用干电池作为电桥电源，再串入一只可变电阻来限制电流，使表头指针不超过满标度值，这样才可以测量表头内阻。测量方法如图1.2.1所示。图1.2.1电桥法测量表头内阻

1)将一节干电池作为电桥电源，串入可变电阻R变（30KΩ），调在最大阻值30kΩ处，此时线路电流最大不超过50μA。若表头灵敏度较低时，R变阻值可用得小一些，计算式为：2)旋转电桥倍率旋转钮至1处，即3)接入被测表头，其内阻为RM。4)调节电桥读数旋钮，使电桥的检流计接近平衡，即零位。5)提高检流计的灵敏度，调节可变电阻R变，使被测表头读数接近满标度。6)调节电桥读数旋钮至电桥平衡，此时读数旋钮所指的数值为表头内阻。为了免通过动圈的电流过大而损坏表头，（若电桥所用的电源电压较高，须串入电阻，用来限制电流，如果不串入该电阻，就不能测量表头内阻为了免通过动圈的电流过大而损坏表头。2.替代法1）.将开关K接通1处，调节电阻R使表头C的表针指在较大数值。2）.为了保护表C，切断电源后将开关转至2处，再接通电源，调节原先处在最低阻值上的RS使表头C仍指在原来的数值。此时RS替代了电表内阻RM，所以RM=RS。若RS为电阻箱时，RM可直接读数。替代法如图1.2.2所示，图1.2.2替代法测量表头内阻Loremipsumdolorsitamet,consecteturadipiscingelit.3.半值法半值法测量前表针必须准确地调至零位,半值法测量表头内阻,如图1.2.3所示。

a）满标度b）半标度图1.2.3半值法测量表头内阻测量线路如图1.2.3在RS未接通前，先调节R1，使表针指示到满标度，如图1.2.3a所示。此时（1.1）然后接通RS，调节RS使指针恰好指到标度的中心点(满标度的一半数值，即半值)如图1.2.3b）所示，此时（1.1）然后接通RS，调节RS使指针恰好指到标度的中心点(满标度的一半数值，即半值)如图1.2.3b）所示，此时

（1.2）同时，由AB两点间的电位差可得或

或

（1.3）将(1)、(2)式代入(3)式，得即

在计算中，因电池内阻较小，可以忽略不计。若则可认为因为当：时，

RS用电阻箱时可直接读得其阻值，即表头内阻RM。用半值法测量表头内阻时，为什么在测试前一定要把表针准确地调在零位上呢？因为如果不调至零位，当满标度电流为I时，半标度电流不等于，无法进行推算。4.分路等电位差法在没有仪器的情况下，可用分路等电位差法测得表头内阻如图1.2.4所示，测试前，指针也必须准确地调到零位上，测量原理同半值法一样。分路等电位差法测定表头内阻如图1.2.4所示。分路等电位差法测定表头内阻如图1.2.5所示。1）.调节R1使指针刚好偏转到满标度(设为50格)。2）.用各种阻值的碳膜电阻接到1、2两点上测试，找出指针退回到中心标度附近的电阻值R中。a）b）图1.2.4分路等电位差法测定表头内阻图1.2.5分路等电位差法测定表头内阻3）.用一只精确数值的电阻R精(±1%线绕电阻或碳膜电阻)，其阻值与R中相仿(大50%也可以，数值不一定要整数，但整数计算更方便)。把R精接在1、2两点上，此时表针向后倒退，读下格数A(估读至小数一位)，这个数值是电流通过表头的份数，倒退的格数50-A是电流通过R精的份数。由于并联电路两端的电位差相等，得则例：有一只表头，在20℃时用分路等电位差法按图1.2.5电路测定它的内阻，开关K闭合前调节R1使指针指示满标度(共50格)。当K闭合后，指针倒退到27.4格处，求其内阻。解：

表头在20℃时的内阻为1.65kΩ。在这个测试中，要求测得的RM才精确，即R的阻值要大。若要R大，则须提高E的电压。E的数值从下式可估出，E的参考值如表1.2.1所示：式中：——表头大概灵敏度。

分路等电位差法测量表头内阻时电压E的参考值如表1.2.1所示。表头灵敏度范围E50~200μA≥15V50kΩ200~400μA≥9V15kΩ400~600μA≥6V7.5kΩ600~1000μA≥