万用表组装 设计性实验报告Word文件下载.docx
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1.分析研究万用表电路,设计并组装一个简单的万用表。
二.实验要求
1.分析常用万用表电路,说明各挡的功能和设计原理
2.设计组装并校验具有下列四挡功能的万用表
(1)直流电流挡:
量程1.00mA:
(2)以自制的1.00mA电流表为基础的直流电压挡:
量程2.50V;
(3)以自制的1.00mA电流表为基础的电阻挡(X100):
电源使用一节1.5V电池
3.给出将X100电阻挡改造为X10电阻挡的电路
三.实验主要器材
电路工具盒、可变电阻、数字万用表、导线若干
四.实验方案
1.测定给定的微安表头的量程I0和Rg。
2.按照如图所示电路进行分流,制作出1mA直流电流表。
图-1万用表电路图
3.按照如图所示全桥整流电路图制作直流电源。
图-2全桥整流电路图
4.以1mA直流电流表为依据利用分压原理制作出2.5V直流电压表和10.00V的交流电压表。
并进行校准,具体的校准方法为:
(1)校准方法:
比较法(与标准万用表比较)。
(2)校准要求:
给出校准数据,画出校准曲线(折线)
图-3校准曲线格式样图
(3)校准电路:
将组装表、标准表、限流电阻、电源接入电路
(4)对组装表实际量程的调整:
组装表、标准表均为1.00mA时方可进行校准
5.而交流电压的测原理与步骤为:
(1)电路:
半桥整流,只有半个周期电流通过毫安表
(2)交流电压平均值:
整流后的直流电压是交流电压的平均值,平均值在数学上的定义:
(3)二极管正向压降0.6伏则
(4)计算R4
(5)注意校准电路中电源接法:
电压要可调
6.按照如图所示电路制作X100挡欧姆表。
图-4欧姆表电路图
具体步骤为:
(1)电源电压:
电源为1.5伏电池,计算时取1.3伏.
(2)R1取最大值
(3)校准:
用电阻箱进行校准,将其作为被测电RX接入电路;
当RX=0时,表头指针应满偏,如不满偏,应调整调零电位器使其满偏,然后进行校准.
(4)校准曲线:
与电流、电压不同,因为RX与I不是简单的反比关系.
(5)中值电阻:
当被测电阻RX等于电阻表内阻时,指针指在表盘的中心位置,此时的阻值为电阻表的中值电阻.
五.实验数据处理与分析
Uac=V
Rg=Ω
Ig=μA
R串理=kΩ
R串实=kΩ(调零电阻)+kΩ(电阻箱)=kΩ
格数
50
100
150
200
I理/mA
I实/mA
表-1直流电流表测量值
故得实际值和理论值的差值为:
I实-I理
300
350
400
450
500
表-2直流电流表误差值
于是得到校准曲线
图-5直流电流表校准曲线
对于2.5V直流电压表的制作有数据
R串实=kΩ
U理/V
U实/V
U实-U理/V
表-2电压表电压测量值
于是得校准曲线
图-76直流电压表校准曲线
对于10V交流电压表,有数据
R4理=Ω
R4实=Ω
表3电压表电压测量值
于是得到交流电压表的校准曲线
图-8交流电压表校准曲线
对于所组装的欧姆表,假设外加直流电压源为1.3V有数据:
R5理=Ω
电流计格数
250
理论值电阻/Ω
电阻值/Ω
△R/Ω
1
表-4欧姆表测量值
图-9欧姆表校准曲线
六.将X100挡欧姆表改装成X10挡欧姆表设计方案
设欧姆表内电源电压为1.3V,R5=836Ω,若改装成X10挡时,当电流表表头指针半偏时,接入测量电阻Rx应该为132.5Ω,由电路拓扑结构知道,此时应该给原来测量端口并联一电阻,设为R6。
于是得电路图为:
图-9欧姆表改装电路图
由集总参数电路原理得公式:
将半偏值代入得R6=Ω,于是得到当并联一个这样的电阻的时候能够达到X10挡的效果,改装完毕。
七.实验注意事项
(1)插、拔信息线时,一定要关闭实验箱电源.
(2)实验过程中,随时注意表头指针变化,有异常先关闭电源.
(3)调节电位器时转动速度要慢,不要猛转.
(4)每一挡制作、校准完成后,要让指导教师确认制作正确,再进行下一档的制作.
(5)每次实验完成后,要整理好实验仪器方可离开实验室。
八.参考文献
参考文献
1.刘红庆.使用万用表的技术要点[J].农机使用与维修,2011(4):
66-66.
2.吴凌燕纪明霞.应用万用表准确测量直流电压的方法[J].计量与测试技术,2010,37(11):
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3.张艳雯.磁电式万用表的组装调试经验[J].长江工程职业技术学院学报,2002(3):
27-28.1.11
4陈文.7001型指针式万用表的组装[J].电子制作,2004(3):
54-58.
5吴志刚.指针式万用表的组装,调试及故障处理[J].家用电器,1998(11):
41-41.