三用表的设计

班级： 学号： 日期：2012.5.4

一、 已知参数：

1．每人的任务条 (每人不同，最后将任务条并设计作业一齐订好上交！)

A．直流电流档的引入店流(每人不同)

B．测量机构总阻值（内阻+附加电阻=电阻Rg ，每人不同）

2．公共参数(每人相同)

A. 测量机构的电流灵敏度：满刻度电流IS （每人不同）

B．DC．A：2.5级 1mA 10mA 5A

C．DC．V：2.5级 2.5V 10V 250V 输入阻抗为： 1 / IS

D．AC．V：5.0级10V 50V 250V 1000V 输入阻抗为； 4KΩ / v 整流系数为：0.435，二极管正向电阻为：600Ω 交流调节电阻为2 K～3K

E．Ω：2.5级 ×1 ×10 ×100 （扩展量程×1K）

电阻中心值：22Ω

工作电池：1.6～1.2V

二、各量程的元件参数设计：

1．DC。A 量程的元件参数设计和分电路调试图： 参数设计：Rs:

Rs=R1+R2+R3+R4=Rg*Ig/(I引-Ig)

Rs=6*40/(110-40)=3.42857kΩ

R4:

R1+R2+R3=(R4+Rg)*Ig/(I3-Ig)

Rs-R4=(R4+Rg)*Ig/(I3-Ig)

Rs-R4=(R4+Rg)*40/(1000-40)

Rs-0.04167Rg=1.0416R4

3428.57-250.02=1.04167R4

R4=3051.398Ω

R3：

R1+R2=(Rg+R3+R4)*Ig/(I2-Ig)

Rs-(R3+R4)=(Rg+R3+R4)*Ig/(I2-Ig)

3428.57-(R3+R4)=(6000+R3+R4)*0.04/(10-0.04） R3+R4 =3390.85576Ω

R3=3390.85576-3051.398=339.4578Ω

R1=（Rg+Rs)*Ig/I1

R1=(6+3.42857）*0.04/5 R1=0.075429Ω

R2：

R2=Rs-R1-R3-R4

R2=3428.57-3051.398-339.4578-0.075429 =37.6388Ω

调试图：

2．DC。V量程的元件参数设计和分电路调试图： 参数设计：1/Ig=1/40uA=25KΩ

R1:

R1=U1/Ig-Rg

R1=2.5*25-3.2=59.3KΩ

R2=(U2-U1)/Ig

R2=(10-2.5)*25=187.5 KΩ R3=(U3-U2)/Ig R3=(250-10)*25=6000 KΩ

调试图：

3．AC。V量程的元件参数设计和分电路调试图： 参数设计:

Z=4KΩ I=25mA

Ik=I*0.435=0.10875Ma

R= Rg*Ig/(IK -Ig)

R=3490.9Ω RP=Z/2=2KΩ U0=Ug+Urp+Uvd1= Rg*Ig+Ik*RP+0.65 U0=0.24+0.2175+0.65=1.1075Ω R1=(U1-U0)/I=（10-1.1075）/0.25=35.57KΩ R2=(U2-U1)/I=（50-10）/0.25=160 KΩ R3=(U3-U2)/I=（250-50）/0.25=800 KΩ R4=(U4-U3)/I=（1000-250）/0.25=3000 KΩ 调试图：

4.Ω量程的元件参数设计和分电路图：

参数设计：

Rb+Rp=Ig*Rg/(Imin-Ig)=0.24/(545-40)=475.2475Ω

Rb=（Rb+Rp）* Imin/Imax=475.2475*545/727=356.2722Ω Rp=（Rb+Rp）- Rb=118.9753Ω

Rd=Rz3-(Rg+Rp/2) *(Rb+Rp/2)/[(Rg+Rp/2)+ (Rb+Rp/2)]

=2200-6059.49*415.67/(6059.49+415.67) =1810.94Ω R16=(Rz1-r0)*Rz3/[Rz3-(Rz1-r0)]=(22-1)*2200/(2200-22+1)

=21.20239Ω

R17= Rz3 *Rz2 /(Rz3- Rz2)=220*2200/(2200-220) =244.44Ω

R1k= Rz4- Rz3- Ree=22000-2200-1000=18.8kΩ R18=∞

调试图：

三、总线路图：

四、校验图及达到的精度等级：

DC。A 校验图和校验精度等级的表格： 表中每格：（测量值/表头读数）

校验图：

最大误差：△X=1.67-0.013/0.040*5=0.045A 0.045/5×100％=0.9％ 所以此直流电流档准确度为1.0级

DC.V校验图和校验精度等级的表格：

校验图：

最大误差：△X=0.027/0.040*250-166.7=2.05V 2.05/250×100％=0.82％

所以此直流电压档准确度为1.0级

AC。V校验图和校验精度等级的表格：

最大误差：△X=3.3-0.012/0.040*10=0.3v 0.3/10×100％=3％

所以此交流电压档准确度为5级

校验图：

Ω校验图和校验精度等级的表格：

最大误差：△X=10-9.888=0.112uA 0.112/40×100％=0.28％ 所以此欧姆档准确度为0.5级

校验图：

五、元件、开关及功能表：

第二篇：万用表的设计与组装实验报告改装版

目录

引言... 2

实验方案：... 2

... 3

二：直流电压档... 3

三：交流电压档... 4

四：电阻档... 4

实验内容... 5

实验步骤... 5

一：制作可调电压的直流电源... 5

二：制作量程1.00mA直流电流表并校验... 6

三：制作量程2.50V的直流电压表并校验... 7

四：制作量程10.0V交流电压表并校验... 8

五：制作×100挡的欧姆表并校验... 10

万用表使用说明... 11

参考资料... 11

万用表的设计与组装

姓名：计晓龙    学号：10211068

学院：电子信息工程学院   班级：通信1003

引言

实验任务：

分析研究万用表电路，设计并组装一个万用表。

实验要求：

1．          分析常用万用表电路，说明个挡的够功能和设计原理；

2．          设计组装并校验具有下列四档功能的万用表。

   （1）直流电流挡：量程1.00mA；

              （2）以自制的1.00mA电流表为基础的直流电压档：量程2.50V。

（3）以自制的1.00mA电流表为基础的交流电压档：量程10.00V。

（4）以自制的1.00mA电流表为基础的电阻档（×100）电源使用1.5V电池。

            3．给出将×100电阻档改造为×10电阻档的电路。

主要仪器：

表头，导线若干，电阻箱若干，万用表。

实验方案：

     用给定的表头通过与相应的电阻进行串并联可以组装成有直流电压、电流档的万用表。通过整流滤波电路可以组装成有交流电压档的万用表。该表头的内阻为，满偏电流为。

表头满偏电流较小，不能直接测量较大电流。因此需要小电阻分流。分流电路如图（a）。设直流电流档的量程为I。并联电阻为。由欧姆定律的………………………………………………………………...(1)

          (a)

由公式（1）可以求得的理论值是        

二：直流电压档

由于表头内阻较小，满偏电流也很小。因此满篇电压也很小则需串联一个较大的电阻分压。设直流电压档的量程为串联电阻为由欧姆定律得U=I………………………………………………….(2)

其电路图如图（b）

               (b)

则由式（2）可求得分压电阻的理论值是

三：交流电压档

 必须先把交流电压转为直流电压再测其电压。通过半桥整流电路可将交流电转化为直流电。如图（c）

      （c）

电压的有效值为U的交流电输入后，经半桥整流后得到电压平均值为E的直流电。

四：电阻档

电阻档是在自供电压为E的直流电源下，与待测电阻串联形成通路。再测量电阻。在两极短接是电阻必须为零，故而电阻档须有调零电阻。电阻档电路图如图（d）

                (d)

实验内容

一：制作可调电压的直流电源

二：制作量程1.00mA直流电流表并校验

三：制作量程2.50V的直流电压表并校验

四：制作量程10.0V交流电压表并校验

五：制作×100挡的欧姆表并校验

实验步骤

一：制作可调电压的直流电源

用以下电路图转交流为直流

测量得最大输出电压为   V

二：制作量程1.00mA直流电流表并校验

按图（a）组装电流表。测得

表头内阻 表头内固定的电阻R= 

则表头实际内阻为  

表头量程=  Ma

则=  

用下图电路进行校验

校验结果：

其中标准电流表的读数为待测电流表的读数。

其误差校验曲线为

三：制作量程2.50V的直流电压表并校验

在1mA电流表的基础上组装2.50V的电压表按图（b）组装电路

可得=  

按下图进行分刻度校验

校验结果如下

其中其校准曲线为

四：制作量程10.0V交流电压表并校验

由于整流后的电流是平均值，则有=0.45并且考虑到二极管的降压作用降压  v则10v交流电压经整流后对表头的作用只有  v换句话说10v交流电压经半波整流后作用于表头时指针偏转角相当于   v直流电压作用下的偏转角。

则有=-=  

用如下电路图进行校验

                                                                                                                                          

其校验结果如下

其中为标准电压表的读数，待校验的电压表读数。

其校验曲线如下图。

五：制作×100挡的欧姆表并校验

按图（d）组装电路即为×100挡的欧姆表。欧姆表自供电源为一节  v的干电池。

电阻与量程1mA的电流表串联。当欧姆表两端短接时待测电阻为零，表头满偏电流为1mA。由欧姆定律得

            R=  

当欧姆表外接电阻等于内阻时表头半偏，所以干路电流为  mA

路端电压为  v故中值电阻为

             =  

欧姆表校验结果如下表

下面给出×10挡的欧姆表电路

其中=   ,=   当开关切换至并且滑动变阻器阻值为     时为×10挡的欧姆表电路，当快关切换至滑动变阻器阻值为   时为×100挡的欧姆表电路

万用表使用说明：

（1）由于仪器限制电表测量值与真实值之间存在误差。因此在校验时给出了校验曲线，误差、真实值、测量值之间的关系为

真实值=测量值- 误差（误差即为校验曲线中的纵坐标）。

（2）使用电表时请注意各表量程。使用交流电压表时由于二极管的原因请不要测量较大的交流电压以防电压击穿二极管。

（3）欧姆表的调零电阻设计时已经内置在表头内，所以各表切换时不会有影响，应注意使用欧姆表时两表笔短接用调零电阻调零。

（4）由于欧姆表制作较粗糙，只能用于粗侧电阻。若要精测电阻请使用更精密的仪器。

参考资料     

   大学物理实验  成正维 牛原主编 北京交通大学出版社 20##年5月第一版

基础电路分析 闻跃 高岩主编 北京交通大学出版社 20##年10月第二版