万用表的工作原理实验报告.docx
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万用表的工作原理实验报告
万用表的工作原理-实验报告
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测电阻时将转换开关SA拨到Ω档,这时外部没有电流通入,因此必须使用内部电池作为电源,设外接的被测电阻为Rx,表内的总电阻为R,形成的电流为I,由Rx、电池E、可调电位器RP、固定电阻R1和表头部分组成闭合电路,形成的电流I使表头的指针偏转。
红表棒与电池的负极相连,通过电池的正极与电位器RP及固定电阻R1相连,经过表头接到黑表棒与被测电阻。
Rx形成回路产生电流使表头显示。
回路中的电流为:
式(2.1)
从上式可知:
I和被测电阻Rx不成线性关系,所以表盘上电阻标度尺的刻度是不均匀的。
当电阻越小时,回路中的电流越大,指针的摆动越大,因此电阻档的标度尺刻度是反向分度。
当万用表红黑两表棒直接连接时,相当于外接电阻最小Rx=0,那么:
式(2.2)
此时通过表头的电流最大,表头摆动最大,因此指针指向满刻度处,向右偏转最大,显示阻值为0Ω.请看电阻档的零位是在左边还是在右边,其余档的零位与它一致吗?
反之,当万用表红黑两表棒开路时Rx→∞,R可以忽略不计,那么:
式(2.3)
此时通过表头的电流最小,因此指针指向0刻度处,显示阻值为∞。
六.万用表原理
1、电流表的扩程
要将磁电式电表改装成量程为
I的电流表,只需在电表表头两端
并联一个分流电阻,如图1-1分流电
阻阻值按以下公式计算
并联不同的分流电阻可构
成不同量程的电流表。
如图所示电流表有四个不同量程
2、电压表的改装
如果要将表头改装成
量程为U的电压表,则表
头需串联一分压电阻,分
压电阻阻值按如下公式计算:
串联不同的分压电阻,得到
不同量程的电压表
公式
.3电阻的测量
万用表的电阻测量电路,实质上是一个多量程的电阻表。
电阻表的基本原理见图。
图2.5电阻测量电路
其关系式:
式(2.15)
式(2.16)
式(2.17)
式(2.18)
…式(2.19)
式中,Im是将表头扩展成简单最小整数的电流值。
Rz1表示电阻×1的中心电阻值,Rz10表示电阻×10档的中心电阻值,其余类推。
RP为电位器代号。
E’是欧姆表内附电源的计算值。
当表内电池电压E,表内电阻RC和调零电位器电阻RP一定时,表头电流I与被测电阻RX之间存在一定的对应关系,即不同的被测电阻RX就会有不同的表头电流I。
如果表头的刻度线直接按电阻值刻度,就可以直接读出电阻值的大小,所以测电阻值实际上仍是测电流值。
七.万用表直流电流和电压测量电路工作原理
指针式万用表的主要元件是一只磁电系电流表,通常称为表头。
但一只表头只能测量小于它的灵敏度的电流。
为了扩大被测电流的量程,就需要给它并上分流电阻,使流过表头的电流为被测电流的一部分从而扩大量程。
为了在测量大小不同电流时得到一定的精确度,电流表都是设计成多档量程的。
应用最多的是闭路抽头式分流电路,其电路如图1所示。
图中R1~R5统称为总分流电阻RS,实际产品中,为了便于调整和成批生产,总分流电阻RS大多采用较大的整数千欧的阻值,表头上再串联一只可变线绕电阻R0,当表头参数有变化时仍可以得到补偿并方便调整。
八、直流电压测量电路工作原理
根据欧姆定律U=IR,则一只灵敏度为I、内阻为R的电流表,本身就是一只量程为U的电压表,如一只100μA的电流表,它的内阻为1.5KΩ,能用来测量的电压量程为0.15V,显然是不实用的,但是我们可以给它串接一只电阻,来扩大它的量程范围。
如串接一只8.5KΩ的电阻,量程就可扩展为1V,这时该电压表的内阻为10KΩ。
这就引出直流电压灵敏度这一概念了;针对该例,这只电压表测量每伏直流电压时需要10KΩ内阻,即:
10KΩ/V。
有了电压灵敏度就个概念,就可以很方便的将电压表各档的内阻计算出来。
同时,直流电压灵敏度越高,测量直流电压时分去的电流越小,测量结果越准确。
直流电压测量电路如图2所示。
图中RS为直流电流档的分流电阻,R6~R10为各电压测量档的降压电阻
九.万用表的使用方法及注意事项
•在不知电阻阻值的情况下的步骤:
•一、旋转左侧转换开关置于Ω的位置,旋转右侧转换开关置于×1、×10、×100、×1K的任一档。
•二.粗测电阻,确定挡位。
将表笔并联在被测电阻或被测电路的两侧,调整档位,(当指针指示阻值很大时说明档位较小,需要调大档位;当指针指示阻值为零时说明档位较大,需要调小档位)。
使指针指示在0、1---10中心欧姆值的范围内。
•三、校零。
短接万用表表笔,旋转电阻校零旋纽,使得指针指示为零。
•四、将表笔再一次并联在被测电阻或被测电路的两侧,测试电阻,读数(看第一条刻度标尺)。
•五、电阻阻值=读数×倍率档
•六、测量完毕将万用表的转换开关置于关的位置或电压500V挡
•如果知道电阻阻值而进行测量,则可直接确定挡位,校零,测量,读数。
•如测一个3.6KΩ的电阻的阻值。
•1. 旋转左侧转换开关置于Ω的位置,旋转右侧转换开关置于1K的档位。
•2. 短接万用表表笔,旋转电阻校零旋纽,使得指针指示为零。