万用表组装设计性实验报告.docx
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万用表组装设计性实验报告
北京交通大学
大学物理实验
设计性实验
实验题目
学院
班级
学号
姓名
首次实验时间年月日
指导教师签字
目录
一.实验任务4
1.分析研究万用表电路，设计并组装一个简单的万用表。
4
二.实验要求4
1.分析常用万用表电路，说明各挡的功能和设计原理4
2.设计组装并校验具有下列四挡功能的万用表4
3.给出将X100电阻挡改造为X10电阻挡的电路4
三.实验主要器材4
四.实验方案5
1.测定给定的微安表头的量程I0和Rg。
5
2.按照如图所示电路进行分流，制作出1mA直流电流表。
5
3.按照如图所示全桥整流电路图制作直流电源。
5
五.实验数据处理与分析7
六.将X100挡欧姆表改装成X10挡欧姆表设计方案10
七.实验注意事项11
八．参考文献11
一.实验任务
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
0
50
100
150
200
I理/mA
I实/mA
格数
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：
格数
0
50
100
150
200
I实-I理
格数
300
350
400
450
500
I实-I理
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串理=kΩ
R串实=kΩ
格数
0
100
200
300
400
500
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
格数
100
200
300
400
500
U理/V
U实/V
U实-U理/V
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
500
400
300
250
200
100
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）：
55-56.
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.
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