萬用表的工作原理-實驗報告(共8頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上萬用表的工作原理一、實驗?zāi)康囊? 1 理解萬用表的工作原理；2 熟悉并掌握萬用表的主要功能和使用操作方法。二、實驗內(nèi)容1 用萬用表檢測元器件電阻測量、電容測量、二極管檢測、三極管檢測；2用萬用表測量電壓和電流直流電壓及電流的測量、交流電壓及電流的測量。三、實驗儀器及器材1表頭 1臺2電源電動勢 1塊3 電阻若干 4 實驗箱 1臺5 滑動變阻器 四、實驗要求1 要求學(xué)生自己查閱有關(guān)萬用表的功能和相關(guān)工作原理，了解萬用表技術(shù)指標(biāo)；2 要求學(xué)生能適當(dāng)了解一些科研過程，培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力；3 要求學(xué)生獨立操作每一步驟；4 熟練掌握萬用表的使用方法。 1個五

2、實驗思路1表頭它是一只高靈敏度的磁電式直流電流表，萬用表的主要性能指標(biāo)基本上取決于表頭的性能。表頭的靈敏度是指表頭指針滿刻度偏轉(zhuǎn)時流過表頭的直流電流值，這個值越小，表頭的靈敏度愈高。測電壓時的內(nèi)阻越大，其性能就越好。表頭上有四條刻度線，它們的功能如下：第一條（從上到下）標(biāo)有R或，指示的是電阻值，轉(zhuǎn)換開關(guān)在歐姆擋時，即讀此條刻度線。第二條標(biāo)有和VA，指示的是交、直流電壓和直流電流值，當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)在交、直流電壓或直流電流擋，量程在除交流10V以外的其它位置時，即讀此條刻度線。第三條標(biāo)有10V，指示的是10V的交流電壓值，當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)在交、直流電壓擋，量程在交流10V時，即讀此條刻度線。第四條標(biāo)有dB，

3、指示的是音頻電平。2萬用表的基本工作原理萬用表對被測電量進(jìn)行測量的過程，是由測量電路實現(xiàn)的。如果要設(shè)計一個型號的萬用表，則首先要明白其最基本的工作原理，然后再按照所設(shè)計的萬用表功能而進(jìn)行電路的具體設(shè)計，這里先介紹一下萬用表的基本工作原理見由表頭、電阻測量檔、電流測量檔、直流電壓測量檔和交流電壓測量檔幾個部分組成，圖中“”為黑表棒插孔，“”為紅表棒插孔。當(dāng)我們把檔位開關(guān)旋鈕SA打到交流電壓檔時，通過二極管VD整流，電阻R3限流，由表頭顯示出來；當(dāng)打到直流電壓檔時不須二極管整流，僅須電阻R2限流，表頭即可顯示；打到直流電流檔時既不須二極管整流，也不須電阻R2限流，表頭即可顯示；測電阻時將轉(zhuǎn)換開關(guān)S

4、A撥到檔，這時外部沒有電流通入，因此必須使用內(nèi)部電池作為電源，設(shè)外接的被測電阻為Rx，表內(nèi)的總電阻為R，形成的電流為I，由 Rx、電池E、可調(diào)電位器RP、固定電阻R1和表頭部分組成閉合電路，形成的電流I使表頭的指針偏轉(zhuǎn)。紅表棒與電池的負(fù)極相連，通過電池的正極與電位器 RP及固定電阻R1相連，經(jīng)過表頭接到黑表棒與被測電阻。 Rx形成回路產(chǎn)生電流使表頭顯示?；芈分械碾娏鳛椋?式（2.1）從上式可知： I和被測電阻Rx不成線性關(guān)系，所以表盤上電阻標(biāo)度尺的刻度是不均勻的。當(dāng)電阻越小時，回路中的電流越大，指針的擺動越大，因此電阻檔的標(biāo)度尺刻度是反向分度。當(dāng)萬用表紅黑兩表棒直接連接時，相當(dāng)于外接電阻最小R

5、x=0，那么： 式（2.2）此時通過表頭的電流最大，表頭擺動最大，因此指針指向滿刻度處，向右偏轉(zhuǎn)最大，顯示阻值為0.請看電阻檔的零位是在左邊還是在右邊，其余檔的零位與它一致嗎？反之，當(dāng)萬用表紅黑兩表棒開路時Rx，R可以忽略不計，那么： 式（2.3）此時通過表頭的電流最小，因此指針指向0刻度處，顯示阻值為。六.萬用表原理1、電流表的擴(kuò)程要將磁電式電表改裝成量程為I 的電流表，只需在電表表頭兩端并聯(lián)一個分流電阻，如圖1-1分流電阻阻值按以下公式計算并聯(lián)不同的分流電阻可構(gòu) 成不同量程的電流表。如圖所示電流表有四個不同量程2、電壓表的改裝 如果要將表頭改裝成量程為U的電壓表，則表頭需串聯(lián)一分壓電阻，分

6、壓電阻阻值按如下公式計算：串聯(lián)不同的分壓電阻，得到不同量程的電壓表公式 .3電阻的測量萬用表的電阻測量電路，實質(zhì)上是一個多量程的電阻表。電阻表的基本原理見圖。 圖2.5 電阻測量電路 其關(guān)系式： 式（2.15） 式（2.16） 式（2.17） 式（2.18） 式（2.19） 式中，Im是將表頭擴(kuò)展成簡單最小整數(shù)的電流值。Rz1表示電阻1的中心電阻值， Rz10表示電阻10檔的中心電阻值，其余類推。RP為電位器代號。E是歐姆表內(nèi)附電源的計算值。當(dāng)表內(nèi)電池電壓E，表內(nèi)電阻RC和調(diào)零電位器電阻RP一定時，表頭電流I與被測電阻RX之間存在一定的對應(yīng)關(guān)系，即不同的被測電阻RX就會有不同的表頭電流I。如果

7、表頭的刻度線直接按電阻值刻度，就可以直接讀出電阻值的大小，所以測電阻值實際上仍是測電流值。七萬用表直流電流和電壓測量電路工作原理指針式的主要元件是一只磁電系電流表，通常稱為表頭。但一只表頭只能測量小于它的靈敏度的電流。為了擴(kuò)大被測電流的量程，就需要給它并上分流電阻，使流過表頭的電流為被測電流的一部分從而擴(kuò)大量程。為了在測量大小不同電流時得到一定的精確度，電流表都是設(shè)計成多檔量程的。應(yīng)用最多的是閉路抽頭式分流電路，其電路如圖1所示。圖中R1R5統(tǒng)稱為總分流電阻RS，實際產(chǎn)品中，為了便于調(diào)整和成批生產(chǎn)，總分流電阻RS大多采用較大的整數(shù)千歐的阻值，表頭上再串聯(lián)一只可變線繞電阻R0，當(dāng)表頭參數(shù)有變化時

8、仍可以得到補(bǔ)償并方便調(diào)整。八、直流電壓測量電路工作原理根據(jù)U=IR，則一只靈敏度為I、內(nèi)阻為R的電流表，本身就是一只量程為U的電壓表，如一只100A的電流表，它的內(nèi)阻為1.5K，能用來測量的電壓量程為0.15V, 顯然是不實用的，但是我們可以給它串接一只電阻，來擴(kuò)大它的量程范圍。如串接一只8.5 K的電阻，量程就可擴(kuò)展為1V，這時該電壓表的內(nèi)阻為10K。這就引出直流電壓靈敏度這一概念了；針對該例，這只電壓表測量每伏直流電壓時需要10K內(nèi)阻，即：10KV。有了電壓靈敏度就個概念，就可以很方便的將電壓表各檔的內(nèi)阻計算出來。同時，直流電壓靈敏度越高，測量直流電壓時分去的電流越小，測量結(jié)果越準(zhǔn)確。直流

9、電壓測量電路如圖2所示。圖中RS為直流電流檔的分流電阻，R6R10為各電壓測量檔的降壓電阻九萬用表的使用方法及注意事項 在不知電阻阻值的情況下的步驟： 一、旋轉(zhuǎn)左側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)置于的位置，旋轉(zhuǎn)右側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)置于1、10、100、1K的任一檔。 二粗測電阻，確定擋位。將表筆并聯(lián)在被測電阻或被測電路的兩側(cè)，調(diào)整檔位，（當(dāng)指針指示阻值很大時說明檔位較小，需要調(diào)大檔位；當(dāng)指針指示阻值為零時說明檔位較大，需要調(diào)小檔位）。使指針指示在0、1-10中心歐姆值的范圍內(nèi)。 三、校零。短接萬用表表筆，旋轉(zhuǎn)電阻校零旋紐，使得指針指示為零。 四、將表筆再一次并聯(lián)在被測電阻或被測電路的兩側(cè)，測試電阻，讀數(shù)（看第一條刻度標(biāo)尺）。 五、電阻阻值=讀數(shù)倍率檔 六、測量完