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《簡易萬用表的設(shè)計與制作實驗報告》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、簡易萬用表的設(shè)計與校準物理學(xué)院物理學(xué)類2009301020162沈港博摘要：萬用表是一種多功能、多量程便于攜帶的電學(xué)儀器。它可用不同的量程測量直流電流、直流電壓、交流電壓及電阻。有的萬用表還可以測量阻抗、容抗和音頻功率等。學(xué)習制作和設(shè)計萬用表非常重要，還有利于我們大學(xué)同學(xué)提高電路分析的能力并加深對萬用電表工作原理的理解，提高自身的動手能力。關(guān)鍵字：萬用電表、表頭、測量電路、轉(zhuǎn)換裝置。1實驗?zāi)康模?）通過萬用表組裝實驗，進一步熟悉萬用表結(jié)構(gòu)、工作原理和使用方法。（2）了解電路理論的實際應(yīng)用，進一步學(xué)會分析電路，提高自身的能力。2實驗原
2、理萬用表主要是由指示器、測量電路和轉(zhuǎn)換裝置三部分組成。指示器俗稱表頭，用來指示被測電量的數(shù)值，通常為磁電式微安表。表頭是萬用表的關(guān)鍵部分，萬用表的靈敏度、準確度及指針回零等大都決定于表頭的性能。表頭的靈敏度是以滿刻度的測量電流來衡量的，滿刻度偏轉(zhuǎn)電流越小，靈敏度越高。一般萬用表表頭靈敏度在10~100μA左右。測量電路的作用是把被測的電量轉(zhuǎn)化為適合于表頭要求的微小直流電流，它通常包括分流電路、分壓電路和整流電路。分流電路將被測大電流通過分流電阻變成表頭所需要的微小電流，分壓電路將被測得高電壓通過分壓電阻變換成表頭所需的低電壓；整流電
3、路將被測的交流，通過整流轉(zhuǎn)變成所需的直流電。萬用表的各種測量種類及量程的選擇是靠轉(zhuǎn)換裝置來實現(xiàn)，轉(zhuǎn)換裝置通常由轉(zhuǎn)換開關(guān)、接線柱、插孔等組成。轉(zhuǎn)換開關(guān)有固定觸點和活動觸點，它位于不同位置，接通相應(yīng)的觸點，構(gòu)成相應(yīng)的測量電路。萬用表基本原理，如下圖1-1所示。6圖1-1萬用表基本原理圖6下面以MF-47型萬用表為例，分部介紹電路參數(shù)的測量原理。1、直流電流的測量萬用表的直流電流檔，實質(zhì)上是一個多量程的磁電式直流電流表，它應(yīng)用分流電阻與表頭并聯(lián)以達到擴大測量的電流量程。根據(jù)分流電阻值越小，所得的測量量程越大的原理，配以不同的分流電阻，構(gòu)成
4、相應(yīng)的測量量程。在電路中，各分流電阻彼此串聯(lián)，然后與表頭并聯(lián)，形成一個閉合環(huán)路，當轉(zhuǎn)換開關(guān)置于不同位置時，表頭所用的分流電阻不同，構(gòu)成不同量程的檔位，如圖16-6所示。圖1-2直流電流測量電路2直流電壓的測量萬用表的直流電壓檔，實質(zhì)上是一個多量程的直流電壓表，它應(yīng)用分壓電阻與表頭串聯(lián)來擴大測量電壓的量程，根據(jù)分壓電阻值越大，所得的測量量程越大的原理，通過配以不同的分壓電阻，構(gòu)成相應(yīng)的電壓測量量程。測量電路如圖16-7所示。圖1-3直流電壓測量電路3、交流電流、電壓的測量6磁電式儀表本身只能測量直流電流和電壓。測量交流電壓和電流時，采
5、用整流電路將輸入的交流，變成直流，實現(xiàn)對交流的測量。其整流電路一般有半波整流和全波整流，其整流元件一般都采用晶體二極管。萬用表測量的交流電壓只能是正弦波。萬用表通常采用的是半波整流測量電路，如圖16-8所示。圖1-4交流電壓測量電路4、電阻的測量萬用表測量電阻電路，如圖16-9所示，工作原理是歐姆定律：其中：R為串聯(lián)電阻；為被測電阻；Ra為表頭內(nèi)阻；E為電源的電壓；為被測電路的電流。圖1-5電阻測量電路當=0，電路中電流最大，指針偏轉(zhuǎn)角最大，為滿偏，零刻度值，一般為表頭最右端。當=∞，電流為零，指針無偏轉(zhuǎn)，為無窮大刻度值，一般為表頭
6、最左端。當為其他值時，指針在零刻度值和無窮大刻度值間偏轉(zhuǎn)。當=Ra6+R時，此時的電流為最大電流的一半，指針定位于表頭刻度尺中間，為歐姆檔中心值。歐姆檔的刻度分布是不均勻的，它的刻度值是自右向左遞增的，右半部刻度稀疏，左半部刻度緊密。由于電池電壓值在每次使用過程后的不穩(wěn)定性，一般在電路中還要設(shè)置調(diào)零電阻，通過調(diào)整阻值的大小，使指針定位在零刻度，確保測量精度。3實驗所需儀表和材料1、所需材料與器件（1）電阻見表1-6。表16-6所需電阻阻值表0.94Ω165Ω8.18Ω83.3kΩ1.8MΩ120Ω(5%)6.5Ω1.11KΩ17.4
7、kΩ141kΩ2.25MΩ220Ω(5%)10Ω1.78kΩ21kΩ150kΩ4MΩ20kΩ(5%)15Ω2.5kΩ40kΩ360kΩ4.5MΩ0.05Ω（線繞）101Ω5kΩ55.4kΩ800kΩ6.75MΩ注：電阻精度除注明外，其余均為1%。（2）元器件見表1-7。表16-7元器件表序號名稱型號規(guī)格數(shù)量備注1電位器10kΩ±5%12二極管1N400143電解電容10μF104保險絲管0.5A2（3）塑料件見表1-8。表16-8塑料件表名稱數(shù)量名稱數(shù)量面板1晶體管插座1大旋鈕1提把1小旋鈕1提把卡26表箱1高壓電阻套管1管1電池蓋
8、板1提把墊片2片（4）所需工具和儀器萬用表，螺絲刀，表頭，數(shù)字萬用表。4實驗內(nèi)容與步驟1.按照原理圖進行電流、電壓及電阻的測量，記錄相關(guān)的實驗數(shù)據(jù)并記錄。2.萬用表校準在沒有專用校準設(shè)備的情況下，可用普通數(shù)字萬用表校準，方法如下。（1
