万用电表的制作与定标标准报告

1、课题十万用电表的制作与定标摘要 本实验设计制作出一种简单而又实用的万用电表，可测直流电流、直流电压、电阻和 交流电压，并对其各档进行了校验。关键词 万用电表、微安表、电位器、整流、调零、中值电阻、校验 实验原理本实验设计制作的万用表是以一块磁电型电流计 直流电压、电阻和交流电压的定量显示共用此微安表表头。设计时计算的方便，设定微安表内阻Rg与串联电阻R0（微安表）为核心制作而成的。直流电流、 图1就是本实验的电路设计。为了之和Rm = Rg + R。=880 0 （通过调R。可达到此值）。又设定 Rs = Ri +R +Rw =880 fj o1.直流电流档的设计图1表头量限为lg =250卩

2、A,若扩大为I =5 mAIg（Rg +巴 + Rw +R AQ Jg RlR|I g (Rg +Ro +Rw +R) 0.25(880 +Rw +R4.75I I g2 直流电压档的设计图1中，由于已设定 Rg +R0=RI +R+Rw=880Q,并R1 RRw联后 Rg =440Q ,Rv +Rg对5V档则RvI g =21 g，令U为该档量程，则有: _ U2IgU=-Rg2Ig52lg3 .欧姆档的设计从图1摘出欧姆电路见图则有5mA910Rg +R0+RxI并不是随Rx线性变化的，这就为外接待测电阻。从上式可看出，决定了指针表是非线性的，所以欧姆表度盘的分度是不均匀的。E_I 最大，

3、指针满偏； I gRg +RO当Rx =0时I =Rv =处时I =0最小，指针指零，与电流表、电压表的零点正好相反。当RqRvTEl5V般取两位有效数字,其中Rx波段开关本实验电路设计图x1I =|g ,指针指向表的中心位置，这时的Rx即为欧姆表的中值电阻。2如12Q （1.2 KQ） , 24Q （2.4K Q ）等。中值电阻是欧姆表的一个重要参量。只在中值电阻 的0.110倍的刻度范围内测量才能有一定的精度。欧姆表中的电源为一节干电池，其电动势在1.5V附近，新电池可达Emax =1.6 V,旧电池Rx =0 （欧姆档外路短接）时表头指针Rw。显然电池电动势低时，Rw的滑动端应向图的右侧

4、移计算中值电阻时，为方便起见，电池电压取最小值 1.2V , 由于Rm =Rs,所以二支路的电流相等，Rx =0的回路电流Emin =1.2 Vo为了消除干电池电压变化的影响，使当 总能指向满刻度，设置了调零电阻 动，电池电动势高时则向左侧移动。 此时Rw的滑动端移动到最右侧， 为2lg，因此可求出中值电阻-7 -又Rm与Rs并联阻值为本实验同时设定,1.2VRk = Rc + Rg = 122ig1.2VRc =-440 2Ig1 1 , ,1=侃 + R ) = (Rg +R0 ) = X880 = 220 0 3、4 g4R. + R =660 0式可得到R,、R的设计值。440 Q，所

5、以Rw那么解（1）、（5）实验仪器 万用电表制作电路板 （附 阻器、电阻箱、直流6V电源、 操作要点1. 利用“万用电表制作电路板” 5mA、直流电压5V、欧姆档X250卩A表头）、多量程直流电流表、 多量程直流电压表、 滑线变 功率函数发生器、MF500型万用表、甲型干电池、数字万用表。将250卩A的微安表改装成有如下三档的万用电表：直流电流100 Q。2. 根据要求算出 Ri、R、Rw、R。、Rv、R0的阻值及欧姆档的中值电阻。3. 熟悉万用表制作面板结构，设计计算出的各电阻均由可变电阻（电位器）替代，先不接线， 通过数字万用表调成所需的值。参照图4. 检验设计表的电流、电压各档。1连接面

6、板线路。校验电压、电流档，参照下图连接外接线路（校 验电流档时一定要串电阻箱 R ）;对电流档校验 3 点。对直流5 V档每隔0.5V校验1点，定出该档 的准确度等级。5. 校验欧姆档校准电压表 校准电流表校准欧姆表（1）短接欧姆档外路两端，调节调零电阻Rw使欧姆表指零。 调零后以电阻箱为准，测出欧姆档的定标线，即测出表头指针偏转格数n与外电路Rx （已知）的对应关系，作（n , Rx ）图线（即欧姆档表头刻度线），检查中值电阻是否符合设计要 求。可参考MF500型万用表欧姆档的表盘刻度线。预习思考题1.表头上串联电阻R。，使Rm保持定值，是为了 _ 表、电压表的内阻？算出你设计电流表、电压表

7、的内阻值。 答：便于设计；大批量生产；没有；R| 咒（RgR| +RgR电流;调节是否改变了电流+ Rw +R + R。)= R,x (1760- R, ) /1760=83.6 Q + Rw +R +R0=止=5/2Ig2.欧姆表中值阻值如何确定？为何欧姆表要设置调零电阻R电压(2*250*10-6 ) =10000 QRw 。答：中值电阻Rx =Rg + Rc=2400Q ;因考虑电池电压的变化。3. 设计出校验电流表、电压表的电路，注意校正电流表时要串联一个 答：限流。4. 欧姆表使用时，是否需要切断电源及与被测电阻有并联关系的其它元件; 能否同时触及电阻或表笔两端？答：5.电阻。有串联

8、呢？人手答:要；不必；不能。交流电流档的电路中，能否将二极管D1省去？不能，D,是为了保护D2在电压反向时不被击穿而设置。数据处理1.标准表（mA3.654.004.50校准表（mA3.874.254.75校验电压表，校验数据如下:实验测得 Rg=563Q，则：RI =88Q R =572Q Rw =220Q =1960Q RV =9560 Q、2.Ro =880-563=317 Q、中值电阻 RRg + =2400Q o校验电流表，校验数据如下：标准表（V）0.500.951.451.982.462.883.323.854.374.87校准表（V）0.501.001.502.002.503.

9、003.504.004.505.00 V (V)00.050.050.020.040.120.18 11 0.150.130.133.最大相对误差为 0.18十5.0=0.036（V 所以直流5 V档为5.0级。4.校验欧姆档（n , Rx ）数据如下表：n12345678910Rx(K Q )452013.21085.94.43.632.5n11121314151617181920Rx(K Q )2.051.841.41.20.860.630.440.260.1100误差分析及讨论1. 标准电流表、标准电压表及标准电阻箱示数不准所带来的系统误差。2. 干电池电压不准（可能不为1.2V）所带来的系统误差。3. 读数时，由于个人原因（如不能正对指针读数）所带来的随机误差。课后思考题1. 能否用直流电压档去测量电容器充电后两极间的电压？为什么？ 答：不能，因为电压档内阻较小，电容放电，电压会降低。对表头有否要求?2. 要将微安表头改装成每伏欧姆数为30KQ -V1、量程为100V的电压表, 试说明之。答：微安表头RgU1g = = =33.