三用電表的設計制作與校正

1、三用電表的設計與組裝實驗板,（重慶大學實驗中心研制）,萬用電表是一種多功能、多量程的電學儀表，它可在幾個不同量程測量直流電流、直流與交流電壓，還可測電阻等。由于它功能較多，在實驗中獲得廣泛應用。但也有不足，就是準確度較低。本實驗組裝三用電表(測直流電流、直流電壓、電阻)，分兩次實驗完成，為的是讓學生在使用萬用電表方面打下一個基礎，也作為一個設計性實驗的一種訓練。,,,,,實驗一 表頭內(nèi)阻的測定和三用電表的設計,1. 了解磁電式電表的結(jié)構(gòu)

2、與其主要符號的意義；,2. 學會測量表頭內(nèi)阻的一種(或二種)方法；,3. 初步了解三用電表基本原理并進行設計。,,,,,,,100μA表頭,直流電流表,電阻箱,滑線電阻器,直流穩(wěn)壓電源,單刀開關,,1. 三用電表的構(gòu)成：,主要功能有三個：測電流、電壓、電阻,,2.表頭內(nèi)阻的測定：,,有半值法,采用半值法測量表頭內(nèi)阻的線路如圖62-2所示，圖中G是待測量的表頭(100μA)，G0是監(jiān)控電表(0～150μA)，r滑線電阻，R電阻箱，E直流穩(wěn)

3、壓電源。合上開關K1，斷開K2，G0與G是串聯(lián)回路，此時調(diào)滑線電阻器，滑動頭C逐漸向A點移動(使輸出電壓增大)，使G滿度(或某一個定值)。顯然，流過G與G0的電流相等，記下它們的讀數(shù)后合攏K2，此時整個電路的電阻發(fā)生變化，G0與G表的讀數(shù)不會相等,調(diào)節(jié)滑線電阻的大小,使G的讀數(shù)保持原值不變，同時調(diào)節(jié)電阻箱R的大小，使G0的讀數(shù)為原值的一半。這時，流過電阻箱R上的電流與流過表頭G的電流相等，則電阻箱R的值＝Rg。,,替代法,替代法測表頭內(nèi)

4、阻的線路如圖62-3所示，先將開關K2倒向1端，再合攏K1，調(diào)節(jié)C點位置，使G滿度(或某一定值)，此時記下G0的讀數(shù)，爾后把K2倒向2端，(先調(diào)R，使R約有5000Ω左右)，再調(diào)R的值，使G0保持原值不變，此時電阻箱讀數(shù)R＝Rg。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,R,,G,,0,,G,,K,,1,,E,,K,,2,,r,,c,,A,,B,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,R,,G

5、,,0,,G,,K,,1,,E,,K,,2,,r,,c,,A,,B,,2,,1,,,,圖,62,-,2,半值法測電表內(nèi)阻,,,,,圖,62,-,3,替代法測電表內(nèi)阻,,,3. 電表的基本誤差與校正,引用誤差:,,,,1. 測定表頭內(nèi)阻：,2. 參閱本實驗Ⅱ三用電表的參考電路(圖62-6)以及有 關電路進行設計。,3. 對照三用電表插線板，初步了解各元件位置， 轉(zhuǎn)換形狀的作用，及線圖布置。,4. 寫出你的設計報告。,,,,實驗

6、二 三用電表的組裝與校正,1. 掌握三用電表的基本原理和設計方法；,2. 學習三用表的組裝與校正；,三用電表主要由磁電型測量機構(gòu)(即表頭)和轉(zhuǎn)換開關控制的測量電路組成。 設計組裝的三用電表要求是：直流電流三擋，直流電壓三擋，歐姆表1擋，設計的參考電路如圖62-5所示。,,,,,1. 直流電流檔的設計：,表頭的量程為100μA，現(xiàn)在設計將量程擴大到1mA、15mA、60mA .根據(jù)圖62-6,當設計為1mA表時有,當設計為

7、15mA表時有,當設計為60mA表時有,I0(R3＋R2＋Rg)=(0.06-I0) R1 (3),I0Rg＝(0.001- I0)( R1+R2+R3) (1),I0(Rg+ R3)=(0.015-I0) (R1+R2) (2),上面三個方程聯(lián)立，即可獲得R1、R2、R3之值。,,2. 直流電壓擋的設計：,三用電表直流電壓檔部分電路,7.5v,15v,30v,R1、R2、R3已經(jīng)算出，故可以把虛線框看成一個等效表

8、頭的內(nèi)阻，因為等效表頭的總電流為1mA，這樣，據(jù)擴程的電壓量程，可分別算出R4、R5與R6之值。,,3. 歐姆擋的設計,(1) 歐姆表的不均勻分度與中心阻值,(2) 調(diào)零電阻R7與限流電阻R8,(3) R8、R7與R9的計算：,1. 將100μA表頭改裝成如下規(guī)格的三用電表： 直流電流 1mA、15mA、60mA 直流電壓 7.5伏、15伏、30伏 歐姆表 中心阻為12KΩ 參照有關電路，算出R

9、1～R9的阻值。 注：表頭的內(nèi)阻要測準！,2. 選擇符合上述計算值的電阻(一般均能在插線板上 找到)，若找不到合用的，可用可變電阻(即電位 器)調(diào)成所需的阻值。,3. 參照圖62-6，將各元件及表頭引線插到接線板上， 聯(lián)好電路。,4. 檢驗直流電路、直流電壓擋。 檢驗電路自己設計。 校驗時，以整數(shù)刻度(各個量程都要)校驗5個點，被校表 選整數(shù)讀數(shù)，讀出標準表的相應讀數(shù)。,5. 求組裝

10、表(電流、電壓各2擋)的準確度等級。,6. 檢驗調(diào)零電阻的效果。,7. 以電阻箱為準，檢查歐姆表中心阻值是多少，是否符合 設計要求。(求百分誤差),8. 討論與評價你的設計與制作工作。,精品課件！,精品課件！,,,,,為什么歐姆表要設置調(diào)零電阻？如何計算它的阻值？我們接線板 上的調(diào)零電阻是分壓式還是限流(即制流)式？,2. 為什么不宜用歐姆表測量表頭內(nèi)阻？能否用歐姆計測量電源內(nèi)阻？,3. 若用15mA直流擋去測量直流電壓