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),

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