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《設(shè)計性物理實(shí)驗(yàn) 數(shù)字萬用表的組裝與調(diào)式.doc》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、數(shù)字萬用表的組裝與調(diào)式通過本次實(shí)習(xí)進(jìn)一步掌握數(shù)字萬用表的組成與工作原理，了解萬用表的功能。數(shù)字萬用表的特點(diǎn)及數(shù)字萬用表和指針表的區(qū)別，對數(shù)字萬用表的電路一定的認(rèn)識。電表的改裝和電路圖的優(yōu)化。學(xué)會測量元器件的參數(shù)并且掌握判別元器件的好壞。掌握常見故障的處理方案與維修的基本技巧，掌握元器件和電路印刷版焊接技術(shù)。加強(qiáng)對誤差分析和數(shù)據(jù)處理能力。通過本次實(shí)習(xí)加強(qiáng)理論聯(lián)系實(shí)際的能力，提高學(xué)生的動手能力。【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹吭O(shè)計并組裝一臺三位半數(shù)字萬用表。【實(shí)驗(yàn)儀器】1.DM-Ⅰ數(shù)字萬用表設(shè)計性實(shí)驗(yàn)儀一臺2.三位半數(shù)字萬用表一臺3.導(dǎo)線若干
2、【實(shí)驗(yàn)原理】DT9205A型數(shù)字萬用表電路圖10數(shù)字顯示屏（LED或液晶)晶）模數(shù)轉(zhuǎn)換，譯碼驅(qū)動基準(zhǔn)電壓小數(shù)點(diǎn)驅(qū)動（配合被測量與量程）過壓過流保護(hù)過壓過流保護(hù)分檔電阻（量程轉(zhuǎn)換）分壓器（量程轉(zhuǎn)換）分流器（量程轉(zhuǎn)換）交流直流變換器（放大、整流、濾波）直流被測量輸入交流VREF電流電壓電阻VIN數(shù)字萬用表的基本組成無論何種數(shù)字表電路它通常由A/D轉(zhuǎn)換電路，時鐘電路，驅(qū)動電路，顯示電路等組成。。從原理上講，它所組成的僅僅是一個能測量小于199.9mV的直流電壓表，對于實(shí)驗(yàn)來說，要測的物理量不只是電壓，還有電流、電阻等。要測量電
3、流或電阻，就必須通過某種“I－V”、“R－V”轉(zhuǎn)換電路將其它的非電壓信號轉(zhuǎn)換為直流電壓信號，才能用數(shù)字直流電壓表頭測量。另外，對于交流電壓和交流電流還要先將其變換為直流然后再用數(shù)字直流電壓表頭測量。1.數(shù)字萬用表的特性與指針式萬用表相比較，數(shù)字萬用表有如下優(yōu)良特性：⑴高準(zhǔn)確度和高分辨力三位半數(shù)字式電壓表頭的準(zhǔn)確度為±0.5％，四位半的表頭可達(dá)±0.03％，而指針式萬用表中使用的磁電系表頭的準(zhǔn)確度通常僅為±2.5％。分辨力即表頭最低位上一個字所代表的被測量數(shù)值，它代表了儀表的靈敏度。通常三位半數(shù)字萬用表的分辨力可達(dá)到電壓0
4、.1mV、電流（指電流強(qiáng)度，下同）0.1μA、電阻0.1Ω，遠(yuǎn)高于一般的指針式萬用表。⑵電壓表具有高的輸入阻抗電壓表的輸入阻抗越高，對被測電路影響越小，測量準(zhǔn)確性也越高。三位半數(shù)字萬用表電壓擋的輸入阻抗一般為10MΩ，四位半的則大于100MΩ10。而指針式萬用表電壓擋輸入阻抗的典型值是20～100kΩ/V。⑶測量速率快數(shù)字表的速率指每秒鐘能完成測量并顯示的次數(shù)，它主要取決于A/D轉(zhuǎn)換的速率。三位半和四位半數(shù)字萬用表的測量速率通常為每秒2～4次，高的可達(dá)每秒幾十次。⑷自動判別極性指針式萬用表通常采用單向偏轉(zhuǎn)的表頭，被測量極
5、性反向時指針會反打，極易損壞。而數(shù)字萬用表能自動判別并顯示被測量的極性，使用起來格外方便。⑸全部測量實(shí)現(xiàn)數(shù)字式直讀指針式萬用表盡管刻畫了多條刻度線，也不能對所有擋進(jìn)行直接讀數(shù)，需要使用者進(jìn)行換算、小數(shù)點(diǎn)定位，易出差錯。特別是電阻擋的刻度，既反向讀數(shù)（由大到?。┯质欠蔷€性刻度，還要考慮擋的倍乘。而數(shù)字萬用表則沒有這些問題，換擋時小數(shù)點(diǎn)自動顯示，所有測量擋都可以直接讀數(shù)，不用換算、倍乘。⑹自動調(diào)零由于采用了自動調(diào)零電路，數(shù)字萬用表校準(zhǔn)好以后使用時無需調(diào)校，比指針式萬用表方便許多。⑺抗過載能力強(qiáng)數(shù)字萬用表具備比較完善的保護(hù)電路
6、，具有較強(qiáng)的抗過壓過流的能力。當(dāng)然，數(shù)字萬用表也有一些弱點(diǎn)，如：⑴測量時不像指針式儀表那樣能清楚直觀地觀察到指針偏轉(zhuǎn)的過程，在觀察充放電等過程時不夠方便。不過有些新型數(shù)字表增加了液晶顯示條，能模擬指針偏轉(zhuǎn)，彌補(bǔ)這一不足。⑵數(shù)字萬用表的量程轉(zhuǎn)換開關(guān)通常與電路板是一體的，觸點(diǎn)容量小，耐壓不很高，有的機(jī)械強(qiáng)度不夠高，壽命不夠長，導(dǎo)致用舊以后換擋不可靠。⑶一般數(shù)字萬用表的V/Ω擋公用一個表筆插孔，而A擋單獨(dú)用一個插孔。使用時應(yīng)注意根據(jù)被測量調(diào)換插孔，否則可能造成測量錯誤或儀表損壞。2.直流電壓測量電路10M99k9k1M1k數(shù)字
7、電壓表200mV200V20V2VUi2000VIN+IN－數(shù)字電壓表r1r２r０～U0０～Ui0在數(shù)字電壓表頭前面加一級分壓電路（分壓器），可以擴(kuò)展直流電壓測量的量程。如圖２所示，U0為數(shù)字電壓表頭的量程（如200mV），r為其內(nèi)阻（如10MΩ），r1、r2為分壓電阻，Ui0為擴(kuò)展后的量程。10圖（２）分壓電路原理圖（３）多量程分壓器原理2000V數(shù)字電壓表1k9k90k900k9MR5R4R3R2R1Ui200mV2V200V20VIN+IN－由于r>>r2，所以分壓比為 擴(kuò)展后的量程為多量程分壓器原理電路見圖（３）
8、，５擋量程的分壓比分別為１、0.1、0.01、0.001和0.0001，對應(yīng)的量程分別為200mV、2V、20V、200V和2000V。采用圖３的分壓電路雖然可以擴(kuò)展電壓表的量程，但在小量程擋明顯降低了電壓表的輸入阻抗，這在實(shí)際使用中是所不希望的。所以，實(shí)際數(shù)字萬用表的直流電壓擋電路為圖（４）所示，它能在不降低輸入阻
