万用表设计三用表设计.docx
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万用表设计三用表设计
三用表的设计
班级：
080081902学号：
08081902**
姓名：
***日期：
2010.04.04
一：
已知参数：
我的参数（任务单098号）
1：
表头满篇电流50uA
2：
DC：
A：
引入电流0.18mA
3：
表头内阻+附加串联电阻为Rg=3.8KΩ
公共参数
1．DC．A：
：
2.5级1mA10mA5A
2．DC．V：
：
2.5级2.5V10V250V输入阻抗为：
1/IS
3．AC．V：
5.0级D10V50V250V1000V输入阻抗为；4KΩ/v
整流系数为：
0.441，二极管正向电阻为：
600Ω
交流调节电阻为2K～3K
4．DΩ．：
2.5级×1×10×100（扩展量程×1K）
电阻中心值：
22Ω
工作电池：
1.6～1.2V
二：
各量程的原件参数设计
1．DC。
A量程的元件参数设计和分电路调试图：
多量程环形分流式直流电流表电路如图
（1）当电流为I引时
Rs=R1+R2+R3+R4=Ig/（I引-g）*Rg
（2）电流为I3（1mA）时
R1+R2+R3=Ig/（I3-Ig）*（Rg+R4）
（3）当电流为I2（10mA）时
R1+R2=Ig/（I2-Ig）*（Rg+R3+R4）
（4）R1=Ig/I1*（Rg+Rs）（I1=5A）
（5）R4=Rs-（R1+R2+R3）
经计算可得：
R1=0.052615ΩR2=26.255Ω
R3=236.769ΩR4=1198.46Ω
2．DC。
V多量程的元件参数设计和分电路调试图：
（1）对于图示的多量程直流电压表电路，先计算R1
R1=U1/Ig-Rg
（2）再计算R2
R2=U2/Ig-Rg-R1
（3）再计算R3
R3=U3/Ig-R2-Rg
经计算可得：
R1=46.2kΩR2=150kΩR3=4800kΩ
3．AC。
V量程的元件参数设计和分电路调试图：
多量程交流电压表电路如图
（1）根据给定的交流电压表灵敏度（输入阻抗z）计算出交流引入电流（二极管前）I=1/Z
（2）有交流引入电流I计算出半波整流后的（二极管后）的电流Ik=I*0.441
（3）计算分流电阻R=IgRg/（Ik-Ig）
（4）可调电阻RP一般由经验取输入阻抗Z的一半
（5）计算U0+Urp+Uvd1.式中，Ug是内阻Rg上的电压；Urp是电位器RP上的电压；Uvd1是二极管VD1上的压降,硅管Uvd1=0.65V。
（6）参考电路图计算各分压电阻
R1=（U1-U0）/IR2=（U2-U1）/I
R3=（U3-U2）/IR4=（U4-U3）/I
C为滤波电容，约为5µF。
防止整流后的脉动波形是表的指针不停VD2为保护二极管。
经计算可得:
R=3153.53ΩRP=2KΩ
R1=35770ΩR2=160KΩR3=800KΩR4=3MΩ
4．Ω量程的元件参数设计和分电路图
多量程欧姆表电路如图：
1.调零支路电阻Rb和RP的计算：
各档电阻中心值：
RX×1的电阻中心值RZ1=22Ω
RX×10的电阻中心值RZ2=220Ω
RX×100的电阻中心值RZ3=2200Ω
以电阻测量值最大的一档电阻中心值RZ3计算E不同时的电流，它能满足其它档的要求：
如RZ3=2200Ω时
（b点）Imax=1.6V/2200Ω=727μ
（a点）Imin=1.2V/2200Ω=545μA
（c点）I标=1.5V/2200Ω=682μA
当已知流过表头满刻度电流为Ig，表头总内阻为Rg时：
A．计算RW指在a点时的总分流电阻Rb+RW：
Rb+RP=IgRg/（Imin—Ig）
B．计算RW指在b点时的分流电阻Rb：
Rb=（Rb+RP）Imin/Imax
C．RP=（Rb+RP）—Rb
2.串联电阻Rd的计算：
串联电阻Rd是由低压高倍率的电阻中心值RZ3决定的。
因为电位器RW是变数，设RW在中间为½RW/2，接入Rd后，该档的总内阻同样要等于电阻中心值RZ3，因此有：
Rd=Rz3-（Rg+1/2*RP）（Rb+1/2*RP）/[（Rg+1/2*RP）+（Rb+1/2*RP）]
3.各倍率电阻的计算如图8：
（1） 设R16为中心电阻RZ1=22Ω时的并联电阻，考虑电池内阻r0一般为0.9～1.1Ω,
从端口看：
RZ1—r0=RZ3//R16
则有R16=（RZ1—r0）RZ3/[RZ3—（RZ1—r0）]
（2） 设R17为中心电阻RZ2=220Ω时的并联电阻
同样有R17=（RZ2×RZ3）/（RZ3—RZ2）
（3） 设R18为中心电阻RZ2=2200Ω时的并联电阻
则有R18=（RZ3×RZ3）/（RZ3—RZ3）
=（RZ3×RZ3）/0=∞
（4）设R1K为测量最高倍率档（×1K）串联电阻，由于其电阻中心值太大，至使灵敏度降低到端口短接（RX=0）时也无法调零，故需增加电源电压。
由于最高倍率档电阻中心值RZ4=22KΩ,比高倍率档还大10倍，因而电源电压也高10倍，选电源EE为15V的层叠电池，见下图。
同时高倍率档无分流电阻（R18=∞），可见最高倍率档也无无分流电阻，工作电流与高倍率档相同。
则高倍率档串联电阻R1K=RZ4-RZ3-REE
其中：
为电源EE的内阻REE为1KΩ。
经计算可得：
Rb=287.7468ΩRP=96.0787ΩRd=1846.981Ω
r0=1ΩE=1.5VR1K=18800Ω
R16=21.2024ΩR17=244.444ΩR18=∞
三、总线路图：
四、校验图及达到的精度等级：
1DC。
A校验图和校验精度等级的表格：
项目档位
1mA
10mA
5A
I
50.00µA
50.00µA
50.00µA
1/3I
16.67µA
16.67µA
16.67µA
2/3I
33.33µA
33.33µA
33.33µA
最大误差
0µA
0µA
0µA
准确度
0
2DC。
V校验图和校验精度等级的表格：
项目档位
2.5V
10V
250V
U
50.00µA
50.00µA
50.00µA
1/3U
16.67µA
16.67µA
16.67µA
2/3U
33.33µA
33.33µA
33.33µA
最大误差
0µA
0µA
0µA
准确度
0
3AC。
V校验图和校验精度等级的表格：
项目档位
10V
50V
250V
1000V
U
50.25µA
51.23µA
51.24µA
51.28µA
1/3U
14.76µA
16.62µA
17.02µA
17.09µA
2/3U
32.51µA
33.71µA
33.91µA
34.20µA
最大误差
1.91µA
1.23µA
1.24µA
1.28µA
准确度
5
4Ω校验图和校验精度等级的表格：
项目档位
X1
X10
X100
R
25.04µA
25.01µA
24.66µA
R/2
33.39µA
33.33µA
33.04µA
3R
12.52µA
12.51µA
12.24µA
1/4R
40.07µA
39.99µA
39.80µA
5R
8.346µA
8.34µA
8.144µA
最大误差
0.07µA
0.01µA
0.34µA
准确度
2.5
五、元件、开关及功能表：
R1:
直流电流表分流电阻
R15：
电阻表分流电阻
S9：
控制直流10V档位
R2：
直流电流表分流电阻
R16：
直流电源内阻
S10：
控制直流1V档位
R3：
直流电流表分流电阻
R17：
电阻表分流电阻
S11：
控制交流10V档位
R4：
直流电流表分流电阻
R18：
电阻表调零电阻
S12：
控制交流50V档位
R5：
直流电压表分流电阻
R19：
交流电压表分压电阻
S13：
控制交流250V档位
R6：
直流电压表分流电阻
Rg：
表头内阻
S14：
控制交流1000V档位
R7：
直流电压表分流电阻
S1:
控制直流电流档
S15：
控制电阻x1档
R8：
交流电压表分流电阻
S2：
控制直流电压档
S16：
控制电阻x10档
R9：
交流电压表分压电阻
S3：
控制交流电压档
S17：
控制电阻x100档
R10：
交流电压表分压电阻
S4:
控制电阻挡
EE：
电阻表内直流电源
R11：
交流电压表分压电阻
S5：
控制直流5A档位
Ig:
表头
R12：
交流电压表分压电阻
S6：
控制直流10mA档位
C：
滤波电容
R13：
电阻表分流电阻
S7：
控制直流1mA档位
D1：
交流电压表工作二极管
R14：
电阻表分流电阻
S8：
控制直流250V档位
D2：
保护二极管
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