設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn) 數(shù)字萬(wàn)用表的組裝與調(diào)式15.doc

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1、設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)數(shù)字萬(wàn)用表的組裝與調(diào)式15數(shù)字萬(wàn)用表的組裝與調(diào)式；通過(guò)本次實(shí)習(xí)進(jìn)一步掌握數(shù)字萬(wàn)用表的組成與工作原理；【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?；設(shè)計(jì)并組裝一臺(tái)三位半數(shù)字萬(wàn)用表；【實(shí)驗(yàn)儀器】；1.DM-Ⅰ數(shù)字萬(wàn)用表設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)儀一臺(tái)2.三位半；3.導(dǎo)線若干；【實(shí)驗(yàn)原理】；DT9205A型數(shù)字萬(wàn)用表電路圖；無(wú)論何種數(shù)字表電路它通常由A/D轉(zhuǎn)換電路，時(shí)鐘電；要測(cè)量電流或電阻，就必須通過(guò)某種“I－V”、“R；1.數(shù)字萬(wàn)用表12　數(shù)字萬(wàn)用表的組裝與調(diào)式通過(guò)本次實(shí)習(xí)進(jìn)一步掌握數(shù)字萬(wàn)用表的組成與工作原理，了解萬(wàn)用表的功能。數(shù)字萬(wàn)用

2、表的特點(diǎn)及數(shù)字萬(wàn)用表和指針表的區(qū)別，對(duì)數(shù)字萬(wàn)用表的電路一定的認(rèn)識(shí)。電表的改裝和電路圖的優(yōu)化。學(xué)會(huì)測(cè)量元器件的參數(shù)并且掌握判別元器件的好壞。掌握常見(jiàn)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(duì)誤差分析和數(shù)據(jù)處理能力。通過(guò)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(dòng)手能力。【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹吭O(shè)計(jì)并組裝一臺(tái)三位半數(shù)字萬(wàn)用表。【實(shí)驗(yàn)儀器】1.DM-Ⅰ數(shù)字萬(wàn)用表設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)儀一臺(tái)2.三位半數(shù)字萬(wàn)用表一臺(tái)3.導(dǎo)線若干【實(shí)驗(yàn)原理】DT9205A型數(shù)字萬(wàn)用表電路圖無(wú)論何種數(shù)字表電路它通常由A/D

3、轉(zhuǎn)換電路，時(shí)鐘電路，驅(qū)動(dòng)電路，顯示電路等組成。。從原理上講，它所組成的僅僅是一個(gè)能測(cè)量小于199.9mV的直流電壓表，對(duì)于實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，要測(cè)的物理量不只是電壓，還有電流、電阻等。要測(cè)量電流或電阻，就必須通過(guò)某種“I－V”、“R－V”轉(zhuǎn)換電路將其它的非電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流電壓信號(hào)，才能用數(shù)字直流電壓表頭測(cè)量。另外，對(duì)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(cè)量。1.數(shù)字萬(wàn)用表的特性與指針式萬(wàn)用表相比較，數(shù)字萬(wàn)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.

4、5％，四位半的表頭可達(dá)±0.03％，而指針式萬(wàn)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(gè)字所代表的被測(cè)量數(shù)值，它代表了儀表的靈敏度。通常三位半數(shù)字萬(wàn)用表的分辨力可達(dá)到電壓0.1mV、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(wàn)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(duì)被測(cè)電路影響越小，測(cè)量準(zhǔn)確性也越高。三位半數(shù)字萬(wàn)用表電壓擋的輸入阻抗一般為10MΩ，四位半的則大于100MΩ。而指針式萬(wàn)用表電壓擋輸入阻抗的典型值是20～100kΩ/

5、V。⑶測(cè)量速率快數(shù)字表的速率指每秒鐘能完成測(cè)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(wàn)用表的測(cè)量速率通常為每秒2～4次，高的可達(dá)每秒幾十次。⑷自動(dòng)判別極性指針式萬(wàn)用表通常采用單向偏轉(zhuǎn)的表頭，被測(cè)量極性反向時(shí)指針會(huì)反打，極易損壞。而數(shù)字萬(wàn)用表能自動(dòng)判別并顯示被測(cè)量的極性，使用起來(lái)格外方便。⑸全部測(cè)量實(shí)現(xiàn)數(shù)字式直讀指針式萬(wàn)用表盡管刻畫了多條刻度線，也不能對(duì)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(cuò)。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

6、慮擋的倍乘。而數(shù)字萬(wàn)用表則沒(méi)有這些問(wèn)題，換擋時(shí)小數(shù)點(diǎn)自動(dòng)顯示，所有測(cè)量擋都可以直接讀數(shù)，不用換算、倍乘。⑹自動(dòng)調(diào)零由于采用了自動(dòng)調(diào)零電路，數(shù)字萬(wàn)用表校準(zhǔn)好以后使用時(shí)無(wú)需調(diào)校，比指針式萬(wàn)用表方便許多。⑺抗過(guò)載能力強(qiáng)數(shù)字萬(wàn)用表具備比較完善的保護(hù)電路，具有較強(qiáng)的抗過(guò)壓過(guò)流的能力。當(dāng)然，數(shù)字萬(wàn)用表也有一些弱點(diǎn)，如：⑴測(cè)量時(shí)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(guò)程，在觀察充放電等過(guò)程時(shí)不夠方便。不過(guò)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(wàn)用表的量程轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)通常與電路板是

7、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(zhǎng)，導(dǎo)致用舊以后換擋不可靠。⑶一般數(shù)字萬(wàn)用表的V/Ω擋公用一個(gè)表筆插孔，而A擋單獨(dú)用一個(gè)插孔。使用時(shí)應(yīng)注意根據(jù)被測(cè)量調(diào)換插孔，否則可能造成測(cè)量錯(cuò)誤或儀表?yè)p壞。2.直流電壓測(cè)量電路在數(shù)字電壓表頭前面加一級(jí)分壓電路（分壓器），可以擴(kuò)展直流電壓測(cè)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。０～U圖（２）分壓電路原理圖（３）多量程分壓器原理由于r>>r2，所以

8、分壓比為U0r?2Ui0r1?r2擴(kuò)展后的量程為Ui0?r1?r2U0r2多量程分壓器原理電路見(jiàn)圖（３），５擋量程的分壓比分別為１、0.1、0.01、0.001和0.0001，對(duì)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(wàn)用表的直流電壓擋電路為圖（４）所示，它能在不降低輸入阻抗的情況下，達(dá)到同樣的分壓效果。例如：其中200V