电工仪表与测量综合实验

电工仪表与测量综合实验实验报告院系 学号1010190148 姓名许培硕 指导老师徐行健完成时间2012/5/6万用表任务单048号1.表头满偏电流80uADC.A:引入电流0.18mA3.表头内阻+附加串联电阻为Rg=5.5KQ一.已知参数：直流电流档的引入电流0.18mA测量机构总阻值5.5k满偏电流80uAD.DC.A:2.5级1mA10mA5AE.DC.V:2.5级2.5V10V250V输入阻抗：1/IsF.AC.V:5.0级10V50V250V1000V输入阻抗：4K/V整流系数为:0.441二极管正向电阻;600交流调节电阻为2K~3kH． ：2.5级*1*10*100电阻中心值：22工作电池：1.6V~1.2V二．各量程的元件参数设计：DC.A量程的元件参数设计和分电路调试图设Rs=R1+R2+R3+R4;Rs=(Ig*Rg)/(l弓|-lg)=4400°・当电流为I=1mA时，R1+R2+R3=Ig*(Rg+R4)/(I3-Ig);当电流为I=10mA时，R1+R2=Ig*(Rg+R3+R4)/(I2-Ig);R1=Ig*(Rg+Rs)/I1;R4=Rs-(R1+R2+R3);联立上四式，可得：R4=3608oR1=0・1584o R2=72.0416Q R3=7128R4=3608o检验精度等级的表格：0.3/(1*1000)*100%=0.03%查表准确度为0.1级校验电流测量值精确值绝对误差5A量程5A0.080mA80uA0uA3.33A0.053mA53.3uA0.3uA1.67A0.027mA26.7uA0.3uA10mA量程10mA0.073mA80uA7uA6.67mA0.049mA53.3uA4.3uA3.33mA0.024mA26.7uA2.7uA1mA量程1mA0.079mA80uA1uA0.67mA0.053mA53.3uA0.3uA0.33mA0.026mA26.7uA0.7uADC.V量程的元件参数设计和分电路调试图：R1=U1/lg-Rg=25・75蚣・因为已知lg=80uA所以电压灵敏度为1/lg=25K°/V.R2=(U2-U1)*25©/V=93・75KQ・R3=(U3-U2)*25Ko/V=3025・75KQ・检验精度等级的表格：0・3*10e-6*R/量程*100%=0.75%査表准确度为1级校验电流测量值精确值绝对误差2.5V量程2.5V0.081mA80uA1uA1.67V0.054mA53.3uA0.7uA0.83V0.027mA26.7uA0.3uA10V量程10V0.080mA80uA0uA6.67V0.054mA53.3uA0.7uA3.33V0.027mA26.7uA0.3uA250V量程250V0.079mA80uA1uA166.67V0.053mA53.3uA0.3uA83.33V0.026mA26.7uA0.7uA1）半波整流的AC/DC转换器1）半波整流的AC/DC转换器用磁电系测量机构测量交流电量时，必要有将交流转换成直流的AC/DC转换器。指针式三用表中常用的AC/DC转换器是二极管整流电路，而且常用半波整流电路。当被测量是正弦量时，有m/n=0・318ImAC.V量程的元件参数设计和分电路调试图：式中Im是正弦量的峰值电流，折算成被测量的有效值为I,则有I=0.717Im设 I/I0=(0.707Im)/(0.318Im)=2.22则 I=2.22I0考虑到半波整流时的损耗，可取1=2.31。，则有l°=I/2.3=0.435I.2）父流电压的分压电阻计算 %T1) 根据给定的交流电压灵敏度，即输入阻抗Z=4kQ/V计算出交流引入电流(二极管前)I=1/Z=250uA2) 由交流引入电流I计算Ik=IX0・435=108・75uA计算分流电阻R=IgRg/(Ik—Ig)=15・3KQ・可调电阻RP一般由经验取输入阻抗Z=4KQ/V的一半，即RP=2KQ・计算U0=Ug+Urp+Uvd1式中，Ug是测量机构内阻Rg上的电压；Urp是电位器RP上的电压；Uvd1是二极管VD1上的压降，硅管Uvd1=0.65V。因为要使RP可调时，仍能测10V电压。不使电压超过量程。所以Urp=2KQ*Ik=0・2175V・U0=1・307V・R1=(U1-U0)/I=34・772KQ・R2=(U2-U1)/I=160KQ・R3=(U3-U2)/I=800KQR3=(U3-U2)/I=800KQ・R4=(U4-U3)/I=3000KQ・上图中C为滤波电容，约为5uF，防止整流后的脉动波形使表的指针不停小幅摆动，VD2为保护二极管。n=校验电流测量值精确值绝对误差10V量程10V0.082mA80uA2uA6.67V0.053mA53.3uA0.3uA3.33V0.024mA26.7uA2.7uA50V量程50V0.082mA80uA2uA33.3V0.055mA53.3uA1.7uA16.67V0.027mA26.7uA0.3uA250V量程250V0.083mA80uA3uA166.67V0.054mA53.3uA0.7uA83.33V0.027mA26.7uA0.3uA1000V量程1000V0.083mA80uA0.3uA666.7V0.053mA53.3uA0.3uA333.3V0.027mA26.7uA0.3uA查表可知准确度为5.0级4.电阻表：1）档基本电路下图所示是电阻档基本电路，其中RP为调零电位器；RP和Rd组成分流电阻。1•电位器RP触点移到b点时，电池电压最高，E=1・6V,此时分流电阻为Rb。2•电位器RP触点移到a点时，电池电压最低E=1・2V,此时分流电阻为Rb+RP。3•电位器RP触点移到b、a之间，电池电压为标准E=1・5V,此时分流电阻为Rb及RP的一部分之和。2）零支路电阻Rb和RP的计算各档电阻中心值：低倍率档RX1的电阻中心值Rz1=22Q中倍率档RX10的电阻中心值Rz2==220Q高倍率档RX100的电阻中心值Rz3==2200Q最高倍率档 Rx1K 的电阻中心值Rz4=22K°以电阻测量高倍率档中心值Rz3计算E不同时的电流，它能满足其它档的要求：如Rz3=220QQ时（b点）Imax=1.6V/2200Q=727uA（a点）Imin=1.2V/2200Q=545uA（c点）I标=1.5V/2200Q=682uA已知流过表头满偏电流为Ig=40uA表头总内阻为Rg=5・1Ko时，1） 计算当RP指在a点时的总分流电阻Rb+RPRb+RP=Ig*Rg/（Imin-Ig）=946.237。・2） 计算当RP指在b点时的分流电阻RbRb=（Rb+RP）Imin/Imax=709.352。.3） 计算分流电位器RPRP=（Rb+RP）-Rb=236.385。.3）串联电阻Rd的计算串联电阻Rd是由低压高倍率的电阻中心值Rz3决定的。因为电位器RP是变数，设RP触点在中间，阻值为RP/2，接入Rd后，该档的总内阻同样要等于电阻中心值Rz3,因此有：代数计算可得：Rd=1478・7°.4）各倍率电阻的计算各倍率电阻的电路如图设R1(即R16)为中心电阻Rz1=22Q时的并联电阻，考虑电池内阻r0一般为0.9—1・1Q,从端口看：Rz1一r0=Rz3//R16取r0=1Q・则有R16=(Rz1—rO)Rz3/[Rz3—(Rz1—r0)]=21・202b・设R2(R17)为中心电阻Rz2=220Q时的并联电阻同样有R17=(Rz2XRz3)/(Rz3—Rz2)=244.44q・设R18为中心电阻Rz2=2200Q时的并联电阻则有R18=(Rz3XRz3)/(Rz3—Rz3)=(Rz3XRz3)/0oo（4）设R1K为测量最高倍率档（X1K）串联电阻，由于其电阻中心值太大，致使灵敏度降低到端口短接Rx=0）时也无法调零，故需增加电源电压。由于最高倍率档电阻中心值Rz4=22KD，比高倍率档还大10倍,因而电源电压也高10倍,选电源EE为15V的层叠电池。同时高倍率档无分流电阻（R3=8）,可见最高倍率档也无无分流电阻，工作电流与高倍率档相同。则高倍率档串联电阻R1K=Rz4—Rz3—REE式中，REE为电源EE的内阻REE,约为1KQ。计算，可得:R1K=18・8K.注意:每次换挡位时均需要进行调零，*1时，调零时滑动变阻器为65%。*10时，调零滑动变阻器为80%。 *100与*1000时，调零时滑动变阻器为80%。在1・3V~1・6V时四个档位均可以使电流表表头满偏。

档位电阻中心值测量电阻测量值精确值绝对误差最大准确度等级XI22Q22Q0.042mA40uA2uA1.5级〈2.5级符合要求11Q0.056mA53,3uA2.7uA66Q0.021mA20uA1uA5.5Q0.067mA64uA3uA110Q0.014mA13.3uA0.7uAX10220Q220Q0.044mA40uA4uA110Q0.058mA53,3uA4.7uA660Q0.022mA20uA2uA55Q0.070mA64uA6uA1100Q0.015uA13.3uA1.7uAX1002200Q2200Q0.044mA40uA4uA1100Q0.058mA53,3uA4.7uA6600Q0.022mA20uA2uA550Q0.070mA64uA6uA11KQ0.015uA13.3uA1.7uAX1K22KQ22KQ0.035mA40uA5uA11KQ0.047mA53,3uA6.3uA66KQ0.017mA20uA3uA5.5KQ0.056mA64uA8uA110KQ0.012uA13.3uA1.3uA丄EE—15VTREE■1kQLIU丄EE—15VTREE■1kQLIUR1kIS.SkQ总线路图UR123MQ-Wx-93.75kD£.025761-AW-15.3kQ—*W・《--FOB.352£1SQOkQR.13-一UR123MQ-Wx-93.75kD£.025761-AW-15.3kQ—*W・《--FOB.352£1SQOkQR.13-一R8■1.47S7k£l—1.5V20功能_^壬口量程开关选项DC.A1mAJ1J610mAJ1J55AJ1J4DC.V2.5VJ2J710VJ2J8250VJ2J9ACV10VJ3J1050VJ4J11250VJ4J121000VJ4J13Q*1J5J15J16*10J5J15J17*100J5J15J18*1