(完整精品)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告之萬(wàn)用表的使用

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1、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)分姓名學(xué)號(hào)學(xué)院班級(jí)實(shí)驗(yàn)日期2017年6月6日實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)樓B413室實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)萬(wàn)用表的使用組號(hào)第組【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?.了解萬(wàn)用電表的結(jié)構(gòu)原理。2.學(xué)會(huì)正確使用萬(wàn)用電表測(cè)量電學(xué)量。3.掌握數(shù)字萬(wàn)用電表的正確使用方法?！緦?shí)驗(yàn)器材】指針式萬(wàn)用電表、數(shù)字式萬(wàn)用電表、電阻箱、電阻兩支、直流電源、實(shí)驗(yàn)裝置板、導(dǎo)線?！緦?shí)驗(yàn)原理】萬(wàn)用電表是最常見(jiàn)的儀表之一。它可以測(cè)量交流電壓、直流電壓、直流電流和電阻等電學(xué)量。雖然萬(wàn)用電表的準(zhǔn)確度低，但使用方便。因此，在電學(xué)實(shí)驗(yàn)、電工測(cè)量、電子測(cè)量等方面得到廣泛使用。萬(wàn)

2、用電表類(lèi)型很多，但結(jié)構(gòu)上都由表頭、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、測(cè)量電路三部分組成。變動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，便可選擇不同的測(cè)量量及量程。有的萬(wàn)用電表還可以測(cè)量交流電流、音頻功率、阻抗、電容、電感、半導(dǎo)體三極管的穿透電流或直流放大倍數(shù)。1.指針式萬(wàn)用電表指針式萬(wàn)用電表是由表頭、表盤(pán)、表箱、表筆、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、電阻和整流器構(gòu)成。表頭一般為磁電式電流表。它允許通過(guò)的最大電流（滿偏電流）一般為幾微安到幾百微安。在它的表盤(pán)上，有多種標(biāo)度尺。轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)是由一些固定觸點(diǎn)和活動(dòng)觸點(diǎn)組成，其作用是使被測(cè)對(duì)象與表內(nèi)不同測(cè)量線路相接。測(cè)量電路是由電阻、整流元

3、件、干電池等組成的，其作用是使表頭適用于不同的測(cè)量項(xiàng)目和不同的測(cè)量范圍。對(duì)于不同的測(cè)量項(xiàng)目，測(cè)量線路的結(jié)構(gòu)是不同的。(1)直流電流擋　其表頭本身就是一個(gè)測(cè)量范圍很小的直流電流表。根據(jù)分流原理，表頭與電阻并聯(lián)就可增大測(cè)量范圍，若表頭與不同阻值的電阻并聯(lián)，就可得到不同的量程。并聯(lián)電阻越小，量程也就越大。圖1是多量程直流電流擋原理圖。(2)直流電壓擋　表頭本身也是一個(gè)量程很小的直流電壓表，其量程為Vg=IgRg（Ig為表頭滿偏電流，Rg為表頭內(nèi)阻）。根據(jù)分壓原理，表頭與不同的電阻串聯(lián)就能得到不同的量程。圖2

4、是多量程電壓表原理圖。(3)交流電壓擋　磁電式表頭內(nèi)永久磁體的磁場(chǎng)方向恒定，當(dāng)通過(guò)交流電時(shí)，作用在可動(dòng)部件上的力矩方向?qū)㈦S電流方向的變化而變化。由于表頭可動(dòng)部分慣性較大，它在某一方向力矩作用下，還來(lái)不及轉(zhuǎn)動(dòng)，力矩的方向又發(fā)生了變化，這樣，表頭的指針實(shí)際上不可能轉(zhuǎn)動(dòng)。所以，必須把交流電轉(zhuǎn)換成直流電，才能測(cè)量。圖3是多量程交流電壓表原理圖，圖中D1、D2為整流元件。(4)電阻擋　圖4是歐姆表的原理圖，它由表頭、電池、電阻Ri和調(diào)零電阻R0組成。在a、b兩端即紅、黑兩表棒之間可接入待測(cè)電阻Rx。測(cè)量前，先把

5、兩表棒短路即Rx=0。調(diào)節(jié)調(diào)零電阻R0使表頭指針指到刻度線右端的滿刻度，即歐姆表的零點(diǎn)。此時(shí)，電路中的電流（式1）式中Rz=Rg+R0+Ri+r稱(chēng)為歐姆表的綜合電阻。這一步驟稱(chēng)為歐姆表的調(diào)零。測(cè)量未知電阻Rx時(shí)，將它接入兩表棒之間，則電路中的電流為：（式2）從上式可見(jiàn)，當(dāng)ε和RZ恒定時(shí)，I僅隨Rx而變。它們之間有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。如果在刻度線上不同位置刻出相應(yīng)的電阻值，那么在測(cè)量未知電阻時(shí)就可以在刻度線上直接讀出被測(cè)電阻的數(shù)值。從式2還可以看出，Rx越大、I越小，表頭指針偏轉(zhuǎn)的角度越小，刻度的間隔也越小

6、。當(dāng)Rx→∞，即a、b間開(kāi)路，I→0，指針在刻度線左端位置不動(dòng)，所以刻度線左端的歐姆刻度為∞。當(dāng)Rx=Rz時(shí)，I=ε2Rz=12Ig，指針將在刻度線的中央，所以Rz又稱(chēng)為中值電阻。綜上所述，當(dāng)Rx在0→∞之間變化時(shí)，指針將在刻度線右端到左端位置間變化，正好與電流表、電壓表的刻度相反。另外，標(biāo)尺的刻度是不均勻的，Rx越大，刻度越密。讀數(shù)時(shí)必須注意。為了精細(xì)地讀數(shù)，萬(wàn)用電表中歐姆擋都有多種擋次。不同擋次的中值電阻是不同的，不同擋次之間通常采用十進(jìn)制。具體線路較復(fù)雜，不在這里講述。測(cè)量時(shí)，究竟應(yīng)選擇哪一擋次

7、，這要看被測(cè)電阻的值而定。原則上應(yīng)盡量選用Rx在該擋次的中值電阻附近。應(yīng)該指出，由于新舊電池內(nèi)阻r的變化，或者在換擋使用時(shí)，由于電路參數(shù)的變化，式1的條件往往不能滿足。就是說(shuō)，當(dāng)Rx=0時(shí)，電路中的電流將不等于Ig,表買(mǎi)的指針并不指在刻度線右端的零歐姆處，產(chǎn)生了系統(tǒng)誤差。因此測(cè)量前必須通過(guò)調(diào)零，以改變R0的阻值來(lái)滿足式1的要求，從而達(dá)到I與Rx的函數(shù)關(guān)系式2不變的目的。2.數(shù)字式萬(wàn)用電表數(shù)字式萬(wàn)用電表是根據(jù)模擬量與數(shù)字量之間的轉(zhuǎn)換來(lái)完成測(cè)量的，它能用數(shù)字把測(cè)量結(jié)果顯示出來(lái)。其原理方框圖如圖5所示，主要

8、包括直流電壓變換器、模－數(shù)轉(zhuǎn)換器、計(jì)數(shù)器、顯示器和邏輯控制電路等部件。直流電壓變換器的作用是把被測(cè)量（如電流、電阻等）變換為電壓；模－數(shù)轉(zhuǎn)換器則是把電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字量；計(jì)數(shù)器可對(duì)數(shù)字量進(jìn)行運(yùn)算，再把結(jié)果經(jīng)過(guò)譯碼系統(tǒng)送往顯示器進(jìn)行數(shù)字顯示；邏輯控制電路主要對(duì)整機(jī)進(jìn)行控制及協(xié)調(diào)各部件的工作，并能使其自動(dòng)重復(fù)測(cè)量。【實(shí)驗(yàn)步驟】1.準(zhǔn)備(1)觀察萬(wàn)用表，仔細(xì)觀察萬(wàn)用表板面，認(rèn)清各標(biāo)度尺的意義，并弄清“轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)”和歐姆“調(diào)零”旋鈕的作用。(2)注意指針是否指“0”。