用运算放大器组成万用表的设计-实验报告

用运算放大器组成万用表的设计一、实验目的1、综合利用所学知识，根据设计要求设计由运算放大器、二极管整流电路及电流表组成万用表电路图，搭出实际电路并组装调试，提高实验综合能力与书实际动手能力。2、熟悉万用表各常见功能的测试电路原理与方法。3、进一步体会运算放大器的应用，了解其优势。二、万用表工作原理万用表的基本功能包括测量直流电压与电流，交流电压与电流，以及电阻测量。用电表测量电路参数时，，电表的接入应不影响被测电路的工作状态，这就要求电压表内阻为无穷大，电流表内阻为零。但实际上，万用表表头的可动线圈不可避免的有一定电阻，这将引起测量误差。此外，交流表中的整流二极管的压降和非线性特性也会产生误差。在此实验中，根据运算放大器“虚短”与“虚断”的特点，使用运算放大器及相应电路组成一个具有基本功能的万用表，在很大程度上降低了上述误差，提高测量精度。此外更能得到实现自动调整线性刻度的欧姆表。在此实验中采用毫安表与运算放大器组成万用表，其基本原理是将交流测量转化为直流测量，将电压测量转化为电流测量，通过测量电流来实现万用表的测量功能，故此实验中最重要的是转换各种电路，只需分析清楚各种转换电路的作用及其工作原理就不难把握整个实验。原理图直流电流表直流电压表三、实验电路1、总电路图2、直流电压表3、直流电流表4、交流电压表5、交流电流表6、欧姆表四、仿真数据1、直流电流表测量电压绝对误差相对误差输入电流4mA3.9994mA0.0006mA0.015%6mA5.9990mA0.0010mA0.014%8mA7.9996mA0.0004mA0.005%电阻R130V/60mA=0.5KΩR22.5KΩ电表选用量程0——60mA2、交流电流表测量电压绝对误差相对误差输入电流4.225mA0.225mA5.866%6.257mA0.257mA4.935%8.475mA0.475mA5.933%电阻R130V/60mA=0.5KΩR22.5KΩ电表选用量程0——60mA3、直流电压表测量电压绝对误差相对误差输入电压6V6.0025V0.0025V0.042%8V8.0015V0.0015V0.019%10V10.003V0.003V0.03%电阻R130V/60mA=0.5KΩ电表选用量程0—60mA4、交流电压表测量电压绝对误差相对误差输入电压65.040V0.599V9.98%87.2015V0.7985V9.98%109.0020V0.9980V9.98%电阻R130V/60mA=0.5KΩ电表选用量程0——60mA5、欧姆表测量电压绝对误差相对误差输入电阻600Ω601.8Ω1.8Ω0.31%9KΩ9.02KΩ0.02KΩ0.22%80KΩ80.35KΩ0.35KΩ0.44%电阻R11KΩR22.9KΩ电表选用量程0—1mA、五、心得体会第一次做课程设计，一开始看到题目十分迷茫，通过查找资料，认真学习，思路逐渐清晰。每一步都走得略显艰难，但都能通过不懈的努力克服。做一次课程设计，能够感受到平时的学习中还存在许多不足，还需要通过实践解决理论学习中的难题。虽然只做了一些仿真，没有实际使用元器件进行研究，但设计的过程也是一种锻炼的方式。通过这次设计，我懂得了学习的重要性，了解到理论知识与实践相结合的重要意义，学会了坚持、耐心和努力，这将为自己今后的学习和工作铺展了道路。另外，课堂上也有部