用电表的设计制作与校正

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1、三用电表的设计、制作与校正重庆大学物理实验中心三用电表的设计与组装实验板（重庆大学实验中心研制）【实验背景】万用电表是一种多功能、多量程的电学仪表，它可在几个不同量程测量直流电流、直流与交流电压，还可测电阻等。由于它功能较多，在实验中获得广泛应用。但也有不足，就是准确度较低。本实验组装三用电表(测直流电流、直流电压、电阻)，分两次实验完成，为的是让学生在使用万用电表方面打下一个基础，也作为一个设计性实验的一种训练。实验一表头内阻的测定和三用电表的设计【实验目的】1.了解磁电式电表的结构与其主要符号的意义；2.学会测量表头内阻的一种(或二种)方法；3.初步了解三用电表

2、基本原理并进行设计。【实验仪器】100μA表头直流电流表电阻箱滑线电阻器直流稳压电源单刀开关【实验原理】1.三用电表的构成：主要功能有三个：测电流、电压、电阻2.表头内阻的测定：有半值法采用半值法测量表头内阻的线路如图62-2所示，图中G是待测量的表头(100μA)，G0是监控电表(0～150μA)，r滑线电阻，R电阻箱，E直流稳压电源。合上开关K1，断开K2，G0与G是串联回路，此时调滑线电阻器，滑动头C逐渐向A点移动(使输出电压增大)，使G满度(或某一个定值)。显然，流过G与G0的电流相等，记下它们的读数后合拢K2，此时整个电路的电阻发生变化，G0与G表的读数不会

3、相等,调节滑线电阻的大小,使G的读数保持原值不变，同时调节电阻箱R的大小，使G0的读数为原值的一半。这时，流过电阻箱R上的电流与流过表头G的电流相等，则电阻箱R的值＝Rg。替代法替代法测表头内阻的线路如图62-3所示，先将开关K2倒向1端，再合拢K1，调节C点位置，使G满度(或某一定值)，此时记下G0的读数，尔后把K2倒向2端，(先调R，使R约有5000Ω左右)，再调R的值，使G0保持原值不变，此时电阻箱读数R＝Rg。RG0GK1EK2rcABRG0GK1EK2rcAB21图62-2半值法测电表内阻图62-3替代法测电表内阻3.电表的基本误差与校正引用误差:【实验内容

4、】1.测定表头内阻：2.参阅本实验Ⅱ三用电表的参考电路(图62-6)以及有关电路进行设计。3.对照三用电表插线板，初步了解各元件位置，转换形状的作用，及线图布置。4.写出你的设计报告。实验二三用电表的组装与校正【实验目的】1.掌握三用电表的基本原理和设计方法；2.学习三用表的组装与校正；【实验原理】三用电表主要由磁电型测量机构(即表头)和转换开关控制的测量电路组成。设计组装的三用电表要求是：直流电流三挡，直流电压三挡，欧姆表1挡，设计的参考电路如图62-5所示。1.直流电流档的设计：表头的量程为100μA，现在设计将量程扩大到1mA、15mA、60mA.根据图62-6

5、当设计为1mA表时有当设计为15mA表时有当设计为60mA表时有I0(R3＋R2＋Rg)=(0.06-I0)R1(3)I0Rg＝(0.001-I0)(R1+R2+R3)(1)I0(Rg+R3)=(0.015-I0)(R1+R2)(2)上面三个方程联立，即可获得R1、R2、R3之值。2.直流电压挡的设计：A－＋R1R2R3－R4R5R6三用电表直流电压档部分电路7.5v15v30vR1、R2、R3已经算出，故可以把虚线框看成一个等效表头的内阻，因为等效表头的总电流为1mA，这样，据扩程的电压量程，可分别算出R4、R5与R6之值。3.欧姆挡的设计(1)欧姆表的不均匀分度

6、与中心阻值(2)调零电阻R7与限流电阻R8(3)R8、R7与R9的计算：【实验内容】1.将100μA表头改装成如下规格的三用电表：直流电流1mA、15mA、60mA直流电压7.5伏、15伏、30伏欧姆表中心阻为12KΩ参照有关电路，算出R1～R9的阻值。注：表头的内阻要测准！2.选择符合上述计算值的电阻(一般均能在插线板上找到)，若找不到合用的，可用可变电阻(即电位器)调成所需的阻值。3.参照图62-6，将各元件及表头引线插到接线板上，联好电路。4.检验直流电路、直流电压挡。检验电路自己设计。校验时，以整数刻度(各个量程都要)校验5个点，被校表选整数读数，读出标准表的

7、相应读数。5.求组装表(电流、电压各2挡)的准确度等级。6.检验调零电阻的效果。7.以电阻箱为准，检查欧姆表中心阻值是多少，是否符合设计要求。(求百分误差)8.讨论与评价你的设计与制作工作。【思考题】为什么欧姆表要设置调零电阻？如何计算它的阻值？我们接线板上的调零电阻是分压式还是限流(即制流)式？2.为什么不宜用欧姆表测量表头内阻？能否用欧姆计测量电源内阻？3.若用15mA直流挡去测量直流电压15伏，将会产生什么后果？为什么？4.通过设计、组装、校正，总结一下万用电表使用时应注意哪些点？