万用表的设计与装调.ppt

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1、万用表的设计与装调一.实验简介万用表是一种多用途，多量程的电工仪表。其类型分为数字式和指针式两种。数字式万用表：读数直观、准确，目前在各行业中应用广泛。指针式万用表：又称模拟表。二.实验任务在规定学时内完成一台指针式万用表的设计、装配及调试任务，并要求分流器为所有量程共用。1.给定条件：2.档位设计要求：0.75mA；2.5mA；5mA；25mA(2)直流电压测量量程分3档5V；15V；50V(3)交流电压测量量程分2档10V；250V表头满偏转电流I0=500A；表头等效内阻r0=300(1

2、)直流电流测量量程分4档(4)直流电阻测量量程分3档R1；R10；R100(5)直流电流0.75mA档和直流电压5V档共用3.误差要求：电压、电流档误差（相对误差）≤5%电阻档误差（相对误差）≤8%三.实验目的1.初步了解电路设计的思路。2.通过该大型实验，巩固电路理论知识并提高综合应用和实际动手能力。3.能做到正确使用万用表，读懂实际万用表电路，具备初步的维修能力。四.原理及设计过程表头作用：指示被测量对象的数值。测量电路作用：把被测值变换为适合表头工作的电压或电流值。转换开关作用：改

3、变内部测量电路的连接，实现不同档位的切换或同一档位不同量程之间的切换。指针式万用表的组成：一个磁电系微安表头，一些附加分流、分压电阻等组成测量电路，以及一个转换开关。1.表头参数(满度电流I0,等效内阻r0)的测定(1)满度电流测定步骤：1)测试前,将各表机械零点调整准确。2)根据I0大小初步估算选择适当的限流电阻和电源电压，缓慢调节使两表中有一表先至满偏。+-+-被测表标准表RES两种情况：a.标准表先满偏(如I标准=500mA,I测量＝495mA)读数偏小b.被测表先满偏(如I标准=495mA,

4、I测量＝500mA)读数偏大根据误差计算公式：ra=(被测表读数－标准表读数)/标准值100%a情况：ra=(495-500)/500100%=-1.0%b情况：ra=(500-495)/500100%=+1.0%(2)等效内阻的测定a.K1闭合，K2打开，调整E，R1使表头指针满偏b.保持E，R1不变，合上K2c.调整R2,使表头指针位于表盘刻度中心I0/2(假设总电流I=I0不变)则R2=r0+-r0R1EK1K2R2I为保证总电流I=I0保持不变(合上K2时),需满足一定条件在E，R1恒

5、定时，若保持总电流I不因R2支路接入而变化，R1越大越好一般取R1≥100R2+-r0R1K2R2E/R1II’2.测量电路及参数计算(1)直流电流测量电路I≤I0I=I1+I2≤I0+I2分流器的形式：开路置换式和闭路抽头式闭路抽头式+-r0R’RE+-I1I2I0I+-r0RE+-I0I+-r0R1I1R2R3RnRp1Rp2Rp3RpnI2I3InI0+-In…I1I2I3为所需扩大的电流量程设计值实验中取In=1.5I0=750AIn为最小档一般取值略大于I0①计算分流总电阻RpnI0r0

6、=Rpn(In-I0)Rpn=r0×I0In-I0②计算各分流电阻对Ik量程有：I0=Ik×RpkRpn+r0=In×RpnRpn+r0K=n-1,……,3,2,1Rpk=InIk×RpnR1=Rp1R2=Rp2-Rp1┇Rn=Rpn-Rp(n-1)+-r0R1I1R2R3RnRp1Rp2Rp3RpnI2I3InI0+-(2)直流电压测量电路U≤I0r0U=U1+U2≤I0r0+U2测量电路的形式：单个式倍率器和叠加式倍率器叠加式倍率器Re1=u1I-(Rpn∥r0)I=In=750ARe2=u2

7、I-(Rpn∥r0)-Re1┇┇定义：1/I为电压表的灵敏度，单位：/V物理意义：每产生1V压降所需电阻值+-r0Re1u1Re2Re3I0+-u2u3uIRpn+-r0RE+-I0U+-r0RE+-I0UR’U2+-U1(3)交流电压测量电路整流电路：全波整流和半波整流全波整流半波整流+-~-+~0f(t)t0f(t)t0f(t)t0f(t)t整流结果：形成方向不变,大小不断变化的周期性脉动电流整流电路电流平均值与有效值的关系：半波整流I均=0.45I有效或I有效=2.22I均全波整流I均=0.

8、9I有效或I有效=1.11I均半波整流电路+-r0Re1U1Re2D2I0U2IeffRpnD1¯IRe1=U1Ieff-RD-(Rpn∥r0)已知电压表的灵敏度为1/IeffIeff=2.22IU1Ieff=Re1+RD+(Rpn∥r0)RD:整流二极管的正向电阻值一般为500~1k实际中用Re1=[Ueff-UD-Ieff(Rpn∥r0)]/Ieff来计算UD为管压降，硅管为0.7V，锗管为0.3V(4)直流电阻测量电路a.原理简述+-r0EI0RcIRxab