簡易萬用表設(shè)計

1、簡易萬用表設(shè)計電磁學(xué)系列 111 萬用表是常用的測量工具，主要是由直流微電流計G及若干電阻構(gòu)成。由于萬用表具有多種用途及使用方便等優(yōu)點，有著廣泛的應(yīng)用。本實驗主要熟悉萬用表的設(shè)計及校正。 2一、實 驗 目 的3 1、了解萬用表測量電壓、電流以及電阻的基本原理 ； 2、掌握多量程萬用表的制作方法。 4二、實 驗 原 理5 萬用表主要由磁電式電流計以及一系列電阻構(gòu)成。由磁電式電流計和不同阻值的分流電阻可構(gòu)成不同量程的電流表，同樣，磁電式電流計和不同阻值分壓電阻就構(gòu)成了不同量程的電壓表。 電流計允許通過的最大電流稱為電流計的量程，用Ig表示，電流計線圈有一定的電阻稱為電流計的內(nèi)阻，用Rg 表示。量程

2、Ig 與內(nèi)阻 Rg 是電流計特性的兩個重要參數(shù)。 6 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 ： 圖1-1 如果 并聯(lián)不同的分流電阻可構(gòu) 圖1-2成不同量程的電流表。如圖1-2所示電流表有四個不同量程。 IgI - IgGRSG1、電流表的擴程I = n IgRS =RgN - 17 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如圖2-2 圖 2-2 GRXVRgRgV3R1R2R3V1V22、電壓表的改裝圖 2-18三、實 驗 內(nèi) 容9

3、標準表E變阻器B a：表頭Ig 與 Rg 的測量GA 將標準表與被測表按圖連接起調(diào)節(jié)可變電阻，直到被測表G滿偏，這時標準表的指示值就是Ig 將轉(zhuǎn)換開關(guān)由A轉(zhuǎn)向B，并保持變阻器位置不變，調(diào)節(jié)變阻器使標準表又出現(xiàn)原先的指示值，那么標準表變阻器的指示值就是Rg1、設(shè)計多量程電流表并校準10b：多量程電流分流電阻的計算GRgR4 R3 R2 R1+ 設(shè)RS=R1+R2+R3+R4根據(jù)理論推導(dǎo)電流的量程與它分流電阻的乘積是一個常數(shù)，即其中：RS1=RS = R1+R2+R3+R4 RS2=R2+R3+R4RS3=R3+R4 RS4=R4 RS=IgRgI1 - IgIgI1I2I3I411RS1=Ig(

4、Rg+RS)I1RS2=Ig(Rg+RS)I2RS3=Ig(Rg+RS)I3RS4=Ig(Rg+RS)I4R1 = RS - RS2R2=RS2 RS3R4=RS4R3=RS3 RS412c：校準與定級GRgR4 R3 R2 R1+A、接線圖2、記錄數(shù)據(jù)表 G A I3、校準曲線AImax4、定級132、設(shè)計多量程伏特表R1R2R3V1V2V3GRgIg在改裝后的電流表內(nèi)阻Rg ，電流為Ig。則：R1=V1Ig- RgR2=V2V1IgR3=V3V2Ig1：計算分壓電阻142：校準與定級R1R2R3V1V2GVV3標準電壓表接線圖2 其他步驟同電流表類同，15 如果要將表頭改成歐姆表，可由左圖

5、說明，開始短接a、b兩端，調(diào)節(jié)電阻R使得電流計滿刻度，此時： 當(dāng)Rx接入回路后，回路電流為： 所以，一旦 確定后，回路電流僅由 決定。當(dāng)時，Ix = I0 / 2，此時電流表指針指向刻度線中點，這時的電阻Rx稱為歐姆表的中值電阻。 a+b-RgRRxE3、設(shè)計歐姆表16I0與Rx成非線性關(guān)系，下表是幾個特殊值 起始 0 0.01 I0 99r 0.1 I0 9r 0.33 I0 2r 0.4 I0 1.5r 中央 0.5 I0 r 0.66 I0 0.5r 滿偏 I0 0 指針位置 I Rx設(shè)17由此方法可在電流計面板上刻上刻度,以顯示不同的阻值Rx。由于Ix與Rx呈非線性關(guān)系，所以歐姆表刻度為非均勻刻度，另外，實際是作為電源的電