简易万用表设计

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,简易万用表设计,电磁学系列,11,1,万用表是常用的测量工具，主要是由直流微电流计G及若干电阻构成。由于万用表具有多种用途及使用方便等优点，有着广泛的应用。本实验主要熟悉万用表的设计及校正。,2,一、实 验 目 的,3,1、了解万用表测量电压、电流以及电阻的基本原理 ；,2、掌握多量程万用表的制作方法。,4,二、实 验 原 理,5,万用表主要由磁电式电流计以及一系列电阻构成。由磁电式电流计和不同阻值的分流电阻可构成不同量程的电流表，同样，磁电式电流计和不同阻值分压电阻就构成了不同量程的电压表。,电流计允许通过的最大电流称为电流计的量程，用,I,g,表示，电流计线圈有一定的电阻称为电流计的内阻，用,R,g,表示。量程,I,g,与内阻,R,g,是电流计特性的两个重要参数。,6,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,：,图1-1,如果,并联不同的分流电阻可构 图1-2,成不同量程的电流表。如图1-2所示电流表有四个不同量程。,I,g,I - I,g,G,R,S,G,1、,电流表的扩程,I = n I,g,R,S =,R,g,N - 1,7,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,不同量程的电压表如图2-2,图 2-2,G,R,X,V,R,g,Rg,V,3,R,1,R,2,R,3,V,1,V,2,2、,电压表的改,装,图 2-1,8,三、实 验 内 容,9,标准表,E,变阻器,B,a：,表头,I,g,与,R,g,的测量,G,A,将标准表与被测表按图连接起调节可变电阻，直到被测表G满偏，这时标准表的指示值就是,Ig,将转换开关由A转向B，并保持变阻器位置不变，调节变阻器使标准表又出现原先的指示值，那么标准表变阻器的指示值就是,Rg,1、,设计多量程电流表并校准,10,b：,多量程电流分流电阻的计算,G,R,g,R4 R3 R2 R1,+,设,R,S,=R1+R2+R3+R4,根据理论推导电流的量程与它分流电阻的乘积是一个常数，即,其中,：,R,S1,=R,S,= R1+R2+R3+R4,R,S2,=R2+R3+R4,R,S3,=R3+R4 R,S4,=R4,R,S,=,I,g,R,g,I,1,- I,g,I,g,I,1,I,2,I,3,I,4,11,R,S1,=,I,g,(R,g,+R,S,),I,1,R,S2,=,I,g,(R,g,+R,S,),I,2,R,S3,=,I,g,(R,g,+R,S,),I,3,R,S4,=,I,g,(R,g,+R,S,),I,4,R1 = RS - RS2,R2=RS2 RS3,R4=RS4,R3=RS3 RS4,12,c,：,校准与定级,G,R,g,R4 R3 R2 R1,+,A,、接线图,2、记录数据表,G,A,I,3、,校准曲线,A,I,max,4、,定级,13,2、,设计多量程伏特表,R,1,R,2,R,3,V,1,V,2,V,3,G,R,g,I,g,在改装后的电流表内阻R,g,，电流为I,g,。则,：,R,1,=,V,1,I,g,- R,g,R,2,=,V,2,V,1,I,g,R,3,=,V,3,V,2,I,g,1：,计算分压电阻,14,2,：,校准与定级,R,1,R,2,R,3,V,1,V,2,G,V,V,3,标准电压表,接线图,2 其他步骤同电流表类同，,15,如果要将表头改成欧姆表，可由左图说明，开,始短接a、b两端，调节电,阻R,使得电流计满刻度，此时：,当R,x,接入回路后，回路电流为：,所以，一旦 确定后，回路电流仅由 决定。当,时，I,x,= I,0,/ 2，此时电流表指针指向刻度线中点，这时的电阻R,x,称,为欧姆表的中值电阻。,a,+,b,-,R,g,R,R,x,E,3、,设计欧姆表,16,I,0,与R,x,成非线性关系，下表是几个特殊值,起始,0,0.01,I,0,99r,0.1,I,0,9r,0.33,I,0,2r,0.4,I,0,1.5r,中央,0.5,I,0,r,0.66,I,0,0.5r,满偏,I,0,0,指针位置,I,R,x,设,17,由此方法可在电流计面板上刻上刻度,以显示不同的阻值R,x,。由于I,x,与R,x,呈非线性关系，所以欧姆表刻度为非均匀刻度，另外，实际是作为电源的电池也非恒定，所以欧姆表还需作零欧姆调整。,欧姆表刻度线,18,G,R,g,R4 R3 R2 R1,+,R,5,R,6,R,7,V,1,V,2,V,3,I,1,I,2,I,3,I,4,4、简易万用表实验总体线路图,19,