万用表设计实验报告 2Word格式文档下载.docx

1、1K） 电阻中心值：22 工作电池：1.61.2V二、各量程的元件参数设计：1DC. A 量程的元件参数设计和分电路调试图： （1）DC.A量程的元件参数设计。 设计一个多量程环形分流式直流电流表，如下图。 设表头内阻为Rg，电流灵敏度为Ig，扩大的电流量程为I1、I2、I3、I引，计算各分流电阻R1、R2、R3、R4。1）当电流为I引时，Rs=R1+R2+R3+R4=Ig*Rg/（I引Ig）=0.00005*3200/（0.0002-0.00005）=1066.672）当电流为I3时， R1+R2+R3=Ig*（Rg+Rs）/I3=0.00005*（3200+1100）/0.001=213.

2、333）当电流为I2时， R1+R2=Ig*（Rg+Rs）/I2=0.00005*（3200+1100）/0.01=21.334） R1=Ig*（Rg+Rs）/I1=0.00005*（3200+1100）/5=0.0427由2）3）4）可得R2=21.257R3=1925）R4=Rs-（R1+R2+R3）= 853.34（2）DC.A量程的分电路调试图： 2DCV量程的元件参数设计和分电路调试图：（1）DC.V量程的元件参数设计。设计一个多量程直流电压表电路，如下图。设表头内阻为Rg，电流灵敏度为Ig。先计算R1R1=U1/Ig-Rg=2.5/0.00005-3200=46800=46.8k然

3、后再用一段电路的欧姆定律分别计算R2，R3R2=（U2-U1）/Ig=（10-2.5）/0.00005=150000=150kR3=（U3-U2）/Ig=（250-10）/0.00005=4800000=4800k（2）DC.V量程的分电路调试图： 3AC.V量程的元件参数设计和分电路调试图：（1）AC.V量程的元件参数设计。 交流电压的分流电阻计算和直流相似。交流电压的分压电阻电路如下图。1） 根据给定的交流电压灵敏度（输入阻抗Z）计算出交流引入电流（二极管前）I=1/Z=1/4000=0.00025A2） 由交流引入电流I计算出半波整流后的（二极管后）的电流Ik=I*0.435=0.000

4、10875A3） 计算分流电阻R=Ig*Rg/（Ik-Ig）=0.00005*3200/（0.00010875-0.00005）=2723.40434） 可调电阻RP一般由经验取输入阻抗Z的一半RP=Z/2=20005） 计算Uo=Ug+URP+UVD1 。式中，Ug是测量机构内阻Rg上的电压；UR是电位器RP上的电压；UVD1是二极管VD1上的压降，硅管UVD1=0.65V。Uo=Ug+URP+UVD1=Ig*Rg+RP*Ik+UVD1=0.00005*3200+2000*0.00010875+0.65=1.025V6） 参考上图，计算各分压电阻：R1=（U1-Uo）/I=（10-1.025

5、）/0.00025= 35900R2=（U2-U1）/I=（50-10）/0.00025=160000R3=（U3-U2）/I=（250-50）/0.00025=800000R4=（U4-U3）/I=（1000-250）/0.00025=3000000图中C为滤波电容，约为5uF，防止整流后的脉动波形使表的指针不停的小幅摆动，VD2为保护二极管。（2）AC.V量程的分电路调试图 4量程的元件参数设计和分电路图：（1）量程的元件参数设计1.挡基本电路如上图所示是电阻档基本电路，其中RP为调零电位器；RP和Rd组成分流电阻。1） 电位器RP触点移到b点，电池电压最高（E=1.6V）。此时分流电阻为

6、Rb（分流电阻小，分流电流大）。2） 电位器RP触点移到a点，电池电压最低（E=1.2V）。此时分流电阻为Rb+RP（分流电阻大，分流电流小）。3） 电位器RP触点移到b、a之间，电池电压为标准（E=1.5V），此时分流电阻为Rb及RP的一部分之和。2.零支路电阻Rb和RP的计算各档电阻中心值：低倍率挡，R1 的电阻中心值RZ1 = 22中倍率挡，R10 的电阻中心值RZ2 = 220高倍率挡，R100 的电阻中心值RZ3 = 2200最高倍率挡，R1k 的电阻中心值RZ4 = 22k先以电阻测量高倍率档电阻中心值RZ3计算E不同时的电流，以保证Rx=0时能调零。例如，RZ3=2200时，（b

7、点）Imax=1.6V/2200=727A，（a点）Imin=1.2V/2200=545A，（c点）I标1.5V/2200=682A。当已知流过表头满刻度电流为Ig，表头内阻为Rg时，计算如下1） 当RP指在a点时的总分流电阻Rb+RP;Rb+RP=Ig*Rg/（Imin-Ig）=0.00005*3200/（0.000545-0.00005）=323.2322） 当RP指在b点时的分流电阻Rb;Rb=（ Rb+RP）*Imin/Imax=323.232*0.000545/0.000727=242.3133） 计算分流电位器RP;RP=（ Rb+RP）- Rb=80.9193.串联电阻Rd的计算

8、：串联电阻Rd是由低压高倍率的电阻中心值RZ3确定的。因为电位器RP是变数，设电位器RP触点在中间，阻值为RP/2，接入Rd后，该档的总内阻等于RZ3，因此有Rd=RZ3-（Rg+RP/2）*（Rb+RP/2）/（ Rg+RP/2）+（ Rb+RP/2）=1939.9234.各倍率电阻的计算：各倍率电阻的电路如下图所示。1） 设R1为中心电阻RZ1=22时的并联电阻，考虑电池内阻ro一般为0.91.1，从端口看RZ1-ro=RZ3/R。取ro=1，则有R16=（RZ1-ro）*RZ3/RZ3-（RZ1-ro）=（22-1）*2200/（2200-（221）=21.2023862） 设R2为中心

9、阻值RZ2=220时的并联电阻，同样有R17=RZ2*RZ3/（RZ3-RZ2）=220*2200/（2200-220）=244.4444443） 设R3为中心阻值RZ2=2200时的并联电阻，则有 R18= RZ3*RZ3/（RZ3-RZ3）=4） 设R1k为测量最高倍率档（R1k）串联电阻，由于其电阻中心值太大，致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=22k，比高倍率挡大十倍，因而电源电压也大十倍，选电源EE为15V的层叠电池，同时无分流电阻（R3=），可见最高倍率挡也无法分流电阻，工作电流与高倍率挡相同。则高倍率挡串联电阻R1k

10、=RZ4-RZ3-REE=22000-2200-1000=18800式中REE为电源EE的内阻，约为1k。（2）量程的分电路调试图3、总线路图四、校验图及达到的精度等级：1.DC.A 校验图和校验精度等级的表格：接入电流源电流端接入电流A电流表输出电流A理论输出电流AI155050.05/316.6750/316.66710/333.33100/333.333I20.010.01/30.02/3I30.0010.001/30.002/3I引0.000200.00010DC.A 准确度等级为k%=0.03/50*100%=0.06%2.5%,满足要求。 2.DC.V校验图和校验精度等级的表格：接

11、入电压源电压端接入电压VU12.52.5/3U21020/3U3250250/3500/3DC.V 准确度等级为 3.AC.V校验图和校验精度等级的表格： 1）.10V交流电压挡检校：（合上1）U1/V电流表示数实验值/A绝对误差/A最大绝对误差/A51.321.321.7914.87-1.7933.09-0.24AC.V 10V挡准确度为：k%=1.79/50*100% =3.58%5%,满足要求。2）.50V交流电压挡校验（合上2）U2/V51.751.7550/316.830.16100/334.270.94AC.V 50V挡准确度为：k%=1.75/50*100 %=3.5%5%，满足

12、要求。3）.250V交流电压挡校验（合上3）：U3/V51.891.8917.210.5434.521.19AC.V 250V挡准确度为：k%=1.89/50*100%=3.78%4）.1000V交流电压挡校验（合上4）U4/V100051.901.901000/317.260.592000/334.561.23AC.V 1000V挡准确度为：k%=1.90/50*100%=3.8%5% ，满足要求。 4.校验图和校验精度等级的表格：1）.1.2V档调零中心电阻值/电流表输出电流/A2249.94220220022000/2）.1.6V档调零50.974）.22校验：RX/理论值/A23.46

13、251.031132.296611.7312.500.85.539.54400.461107.828.330.51仪表准确度为：k%=1.03/50*100%=2.06% 2.5%，满足要求。5）.220校验24.5432.690.6466012.290.215539.2011008.1970.133k%=0.8/50*100%=1.6%6）.2200校验：24.760.240.5732.930.4660012.430.0755039.43110008.2970.033k%=0.57/50*100%=1.14%7）.22000校验：RX/k24.170.830.9332.550.7811.59

14、0.4139.850.157.40k%=0.93/50*100%=1.86% 五、总图、元件、开关及功能表：元件或开关名称功能直流电流档S1直流电流表选择开关选定或断开直流电流表档R1，R2，R3，R4直流电流表分流电阻保证各个电流档的内阻S2，S3，S4直流电流表调档开关调节选择直流电流档直流电压档S5直流电压表选择开关选定或断开直流电压表档R5，R6，R7直流电压表分压电阻保证各个电压档的内阻S6，S7，S8直流电压表调档开关调节选择直流电压档交流电压档S9交流电压表选择开关选定或断开交流电压表档RP可调电阻调节交流电压表内阻Rc分流电阻分流C1滤波电容防止整流后的脉动波形使表的指针不停小

15、幅摆动D1AC/DC转换器将交流转换成直流D2保护二极管保护电路R8，R9，R10，R11交流电压表分压电阻S10，S11，S12，S13 交流电压表调档开关调节选择交流电压档欧姆档S14欧姆表选择开关选定或断开欧姆表档RbRP2调节欧姆表内阻Rd串联电阻R12,R13欧姆表分档电阻保证各个欧姆档的内阻S15，S16 ，S17，S18 欧姆表调档开关调节选择欧姆档VE低中高档电压源提供低中高档表内电压VE2最高档电压源提供最高档表内电压R0VE内阻REEVE2内阻R1k最高倍率档串联电阻6、备注 感谢徐行建老师的指导，在这次报告的完成过程中给我提供了很多的帮助，也让我学习到了很多东西，让我受益匪浅。 最后，由于水平有限，该报告难免有疏漏之处，还望老师指出，以便我加以改正，诚谢。感谢下载!欢迎您的下载，资料仅供参考