万用表的设计与组装.ppt

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1、万用表是一种多功能、多量程的仪表，它可以直接测量不同量程的直流电流、直流电压、交流电压、电阻等。由于它的功能较多使用方便，是电路检测、调试及诊断故障时所不可缺少的常备工具。【实验目的】1学会万用电表的基本原理和设计方法。2掌握万用电表的设计、组装与定标方法。【仪器装置】表头（50微安）、组装实验板、旋钮式电阻箱、商品万用电表、直流电源、滑线可变电阻、各种电阻接插件等。【实验原理】常用万用电表是以一块微安级磁电型电流表（俗称表头）为核心组装而成的，本实验只针对四种主要功能（直流电流、直流电压、电阻和

2、交流电压）进行设计、组装。以上四种功能如果分开孤立地设计，则很容易，如图1所示。设计直流电流表如图1（a），就是计算分流电阻R之值；设计直流电压表，如图1（b），就是计算串联的分压电阻之值；欧姆表，如图1（c）,就是直流电压表加一干电池。当A,B两端接入一待测电阻时，表头指针将偏转，且偏转大小与有关，故可根据偏转大小来测阻值；交流电压表，如图1（d），由直流电压表和一整流电路构成。实用的万用电表，不是各孤立的功能电路的简单组合，而是从减少元件、简化电路的角度，设计为综合电路。图2是四功能万用电表的

3、综合电路。为了设计时计算的方便，首先设定表头内阻和串连调整电阻之和为某一整数（如4KΩ），并用表示，即再设定之和也为同一整数(如4KΩ)并用表示，即1．直流电流档的设计5mA、50mA若表头的量程为50μA：从图2中摘出与这两个量限有关的电路路，如图3所示（至于整流的二极管，电路，之所以未画出，因对于直流档，是处于反向，相当于开路）。由图3可知，对于量限50mA档的设计，在于计算出R1的值，其电路又可以改成图4情形。此时若通过表头的电流为满偏，则另一支路即通过的分流电流应为，于是有:即对于档的设计

4、也有类似图4的电路图5，参照对的计算，求出，而已求出，故可求。对于档的设计也有类似图4的电路图5，参照对的计算，求出,而已求出，故可求。2、补偿电阻的计算因为，为已知，所以从可以求出值。其中在线路板上已给出。3、3、交流电压档的设计从图2中，摘出有关测量交流电压的电路（见图11），这是半波整流电路，其中为串联于表头的二极管，是为保护在电压反向时不被击穿而设置的。当AB端接入交流电压，则在A为高电势时，电流从A流入，经过、表头到B；在B为高电势时，电流由B流入，经过到A，即不经过表头，因而是半波整流

5、。计算时要将输入端的交流电流值I按总效率换算成输入端输出的直流电流，即(6)式中η为整流总效率，η的组成为式中，P是整流因数（全波为1，半波为）；k为波纹系数，是交流有效值与平均值的转换系数，其值为0.9003；为整流元件的整流效率，因元件而异，在此暂取98%，则由于表头量限为，二支路电阻又相（）所以回路的直流部分，因而输入端的交流电流，则电阻(7)式中，为交流电压表的量限，而由与并联电阻、二极管的顺向电阻（取）和（或）组成，即（对10V档）因而可算出（对10V档）（8）式（8）同样也可算出50V

6、档要增加的的阻值（9）实验内容提示：1．要求将一微安级表头（）设计、组装成下列规格的万用表（1）直流电流表：，。（2）直流电压表：，(线路已接好，本次实验不设计)。（3）交流电压表：，。（4）欧姆表：档，档（线路已接好，本次实验不设计）。2、课前及预习课，应做好下述工作：（1）详细阅读讲义，弄懂电表组装的设计、计算原理，并记下表头的。（2）将表头和电阻的串联值调成调成某整数（线路板上已给出）。（3）参照电路图的设计计算原理，算出的阻值（本次实验只计算）。(，接线板上已给出)。（4）选择适合上述计算

7、值的电阻（在3%误差内选用，实验台上已提供备选电阻误差较大时可用电阻箱代替并调试）。3、操作课应完成如下工作：（1）参照电路图2，将各元件正确安插到实验板上，联好电路。（2）检验欧姆档调零电阻的效果。（3）用电阻箱代替，测出欧姆档的定标曲线（参考讲义表1），即测出表头指针偏转格与外电阻（已知）的关系，用坐标纸做出图线（光滑曲线），检查中心电阻欧姆是否符合要求（参照欧姆档设计原理177-179页）。（4）评价你的工作（既实验总结）。（2）调零Rt电阻与中心阻值Rk表1Rx(kΩ)∞270120704

8、5302012.97.53.30I0(μA)05101520253035404550当，因而将此值称为中心阻值（或欧姆中心），即欧姆表的中心阻值等于欧姆表的内阻。中心阻值越小，欧姆表度盘右半的分度值就越小。由于使用欧姆表测量电阻时，主要用度盘的右半和中心附近，因而中心阻值对于欧姆表就类似于电流表的量限。3、操作课应完成如下工作：（1）参照电路图2，将各元件正确安插到实验板上，联好电路。（2）检验欧姆档调零电阻的效果。（3）用电阻箱代替被测电阻，测出欧姆档的定标曲线（参考讲义表1），