萬(wàn)用表的設(shè)計(jì)與組裝.ppt

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1、萬(wàn)用表是一種多功能、多量程的儀表，它可以直接測(cè)量不同量程的直流電流、直流電壓、交流電壓、電阻等。由于它的功能較多使用方便，是電路檢測(cè)、調(diào)試及診斷故障時(shí)所不可缺少的常備工具?！緦?shí)驗(yàn)?zāi)康摹?學(xué)會(huì)萬(wàn)用電表的基本原理和設(shè)計(jì)方法。2掌握萬(wàn)用電表的設(shè)計(jì)、組裝與定標(biāo)方法。【儀器裝置】表頭（50微安）、組裝實(shí)驗(yàn)板、旋鈕式電阻箱、商品萬(wàn)用電表、直流電源、滑線可變電阻、各種電阻接插件等?！緦?shí)驗(yàn)原理】常用萬(wàn)用電表是以一塊微安級(jí)磁電型電流表（俗稱表頭）為核心組裝而成的，本實(shí)驗(yàn)只針對(duì)四種主要功能（直流電流、直流電壓、電阻和

2、交流電壓）進(jìn)行設(shè)計(jì)、組裝。以上四種功能如果分開(kāi)孤立地設(shè)計(jì)，則很容易，如圖1所示。設(shè)計(jì)直流電流表如圖1（a），就是計(jì)算分流電阻R之值；設(shè)計(jì)直流電壓表，如圖1（b），就是計(jì)算串聯(lián)的分壓電阻之值；歐姆表，如圖1（c）,就是直流電壓表加一干電池。當(dāng)A,B兩端接入一待測(cè)電阻時(shí)，表頭指針將偏轉(zhuǎn)，且偏轉(zhuǎn)大小與有關(guān)，故可根據(jù)偏轉(zhuǎn)大小來(lái)測(cè)阻值；交流電壓表，如圖1（d），由直流電壓表和一整流電路構(gòu)成。實(shí)用的萬(wàn)用電表，不是各孤立的功能電路的簡(jiǎn)單組合，而是從減少元件、簡(jiǎn)化電路的角度，設(shè)計(jì)為綜合電路。圖2是四功能萬(wàn)用電表的

3、綜合電路。為了設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)算的方便，首先設(shè)定表頭內(nèi)阻和串連調(diào)整電阻之和為某一整數(shù)（如4KΩ），并用表示，即再設(shè)定之和也為同一整數(shù)(如4KΩ)并用表示，即1．直流電流檔的設(shè)計(jì)5mA、50mA若表頭的量程為50μA：從圖2中摘出與這兩個(gè)量限有關(guān)的電路路，如圖3所示（至于整流的二極管，電路，之所以未畫出，因?qū)τ谥绷鳈n，是處于反向，相當(dāng)于開(kāi)路）。由圖3可知，對(duì)于量限50mA檔的設(shè)計(jì)，在于計(jì)算出R1的值，其電路又可以改成圖4情形。此時(shí)若通過(guò)表頭的電流為滿偏，則另一支路即通過(guò)的分流電流應(yīng)為，于是有:即對(duì)于檔的設(shè)計(jì)

4、也有類似圖4的電路圖5，參照對(duì)的計(jì)算，求出，而已求出，故可求。對(duì)于檔的設(shè)計(jì)也有類似圖4的電路圖5，參照對(duì)的計(jì)算，求出,而已求出，故可求。2、補(bǔ)償電阻的計(jì)算因?yàn)?，為已知，所以從可以求出值。其中在線路板上已給出。3、3、交流電壓檔的設(shè)計(jì)從圖2中，摘出有關(guān)測(cè)量交流電壓的電路（見(jiàn)圖11），這是半波整流電路，其中為串聯(lián)于表頭的二極管，是為保護(hù)在電壓反向時(shí)不被擊穿而設(shè)置的。當(dāng)AB端接入交流電壓，則在A為高電勢(shì)時(shí)，電流從A流入，經(jīng)過(guò)、表頭到B；在B為高電勢(shì)時(shí)，電流由B流入，經(jīng)過(guò)到A，即不經(jīng)過(guò)表頭，因而是半波整流

5、。計(jì)算時(shí)要將輸入端的交流電流值I按總效率換算成輸入端輸出的直流電流，即(6)式中η為整流總效率，η的組成為式中，P是整流因數(shù)（全波為1，半波為）；k為波紋系數(shù)，是交流有效值與平均值的轉(zhuǎn)換系數(shù)，其值為0.9003；為整流元件的整流效率，因元件而異，在此暫取98%，則由于表頭量限為，二支路電阻又相（）所以回路的直流部分，因而輸入端的交流電流，則電阻(7)式中，為交流電壓表的量限，而由與并聯(lián)電阻、二極管的順向電阻（?。┖停ɑ颍┙M成，即（對(duì)10V檔）因而可算出（對(duì)10V檔）（8）式（8）同樣也可算出50V

6、檔要增加的的阻值（9）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容提示：1．要求將一微安級(jí)表頭（）設(shè)計(jì)、組裝成下列規(guī)格的萬(wàn)用表（1）直流電流表：，。（2）直流電壓表：，(線路已接好，本次實(shí)驗(yàn)不設(shè)計(jì))。（3）交流電壓表：，。（4）歐姆表：檔，檔（線路已接好，本次實(shí)驗(yàn)不設(shè)計(jì)）。2、課前及預(yù)習(xí)課，應(yīng)做好下述工作：（1）詳細(xì)閱讀講義，弄懂電表組裝的設(shè)計(jì)、計(jì)算原理，并記下表頭的。（2）將表頭和電阻的串聯(lián)值調(diào)成調(diào)成某整數(shù)（線路板上已給出）。（3）參照電路圖的設(shè)計(jì)計(jì)算原理，算出的阻值（本次實(shí)驗(yàn)只計(jì)算）。(，接線板上已給出)。（4）選擇適合上述計(jì)算

7、值的電阻（在3%誤差內(nèi)選用，實(shí)驗(yàn)臺(tái)上已提供備選電阻誤差較大時(shí)可用電阻箱代替并調(diào)試）。3、操作課應(yīng)完成如下工作：（1）參照電路圖2，將各元件正確安插到實(shí)驗(yàn)板上，聯(lián)好電路。（2）檢驗(yàn)歐姆檔調(diào)零電阻的效果。（3）用電阻箱代替，測(cè)出歐姆檔的定標(biāo)曲線（參考講義表1），即測(cè)出表頭指針偏轉(zhuǎn)格與外電阻（已知）的關(guān)系，用坐標(biāo)紙做出圖線（光滑曲線），檢查中心電阻歐姆是否符合要求（參照歐姆檔設(shè)計(jì)原理177-179頁(yè)）。（4）評(píng)價(jià)你的工作（既實(shí)驗(yàn)總結(jié)）。（2）調(diào)零Rt電阻與中心阻值Rk表1Rx(kΩ)∞270120704

8、5302012.97.53.30I0(μA)05101520253035404550當(dāng)，因而將此值稱為中心阻值（或歐姆中心），即歐姆表的中心阻值等于歐姆表的內(nèi)阻。中心阻值越小，歐姆表度盤右半的分度值就越小。由于使用歐姆表測(cè)量電阻時(shí)，主要用度盤的右半和中心附近，因而中心阻值對(duì)于歐姆表就類似于電流表的量限。3、操作課應(yīng)完成如下工作：（1）參照電路圖2，將各元件正確安插到實(shí)驗(yàn)板上，聯(lián)好電路。（2）檢驗(yàn)歐姆檔調(diào)零電阻的效果。（3）用電阻箱代替被測(cè)電阻，測(cè)出歐姆檔的定標(biāo)曲線（參考講義表1），