萬用表的設(shè)計(jì)與制作課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、簡(jiǎn)易萬用表的設(shè)計(jì)與校準(zhǔn)摘要：萬用表是一種多功能、多量程便于攜帶的電學(xué)儀器。它可用不同的量程測(cè)量直流電流、直流電壓、交流電壓及電阻。有的萬用表還可以測(cè)量阻抗、容抗和音頻功率等。學(xué)習(xí)制作和設(shè)計(jì)萬用表非常重要，還有利于我們大學(xué)同學(xué)提高電路分析的能力并加深對(duì)萬用電表工作原理的理解，提高自身的動(dòng)手能力。關(guān)鍵字 ：萬用電表、表頭、測(cè)量電路、轉(zhuǎn)換裝置。1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?通過萬用表組裝實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步熟悉萬用表結(jié)構(gòu)、工作原理和使用方法。2了解電路理論的實(shí)際應(yīng)用，進(jìn)一步學(xué)會(huì)分析電路，提高自身的能力。2實(shí)驗(yàn)原理萬用表主要是由指示器、測(cè)量電路和轉(zhuǎn)換裝置三局部組成。指示器俗稱表頭，用來指示被測(cè)電量的數(shù)值，通常為磁電式微安表。表

2、頭是萬用表的關(guān)鍵局部，萬用表的靈敏度、準(zhǔn)確度及指針回零等大都決定于表頭的性能。 表頭的靈敏度是以滿刻度的測(cè)量電流來衡量的，滿 刻度偏轉(zhuǎn)電流越小，靈敏度越高。一般萬用表表頭靈敏度在10100吩左右。測(cè)量電路的作用是把被測(cè)的電量轉(zhuǎn)化為適合于表頭要求的微小直流電流，它通常包括分流電路、分壓電路和整流電路。分流電路將被測(cè)大電流通過分流電阻變成表頭所需要的微小電流，分壓電路將被測(cè)得高電壓通過分壓電阻變換成表頭所需的低電壓；整流電路將被測(cè)的交流， 通過整流轉(zhuǎn)變成所需的直流電。萬用表的各種測(cè)量種類及量程的選擇是靠轉(zhuǎn)換裝置來實(shí)現(xiàn)，轉(zhuǎn)換 裝置通常由轉(zhuǎn)換開關(guān)、接線柱、插孔等組成。轉(zhuǎn)換開關(guān)有固定觸點(diǎn)和活動(dòng)觸點(diǎn)，它位

3、于不同位置，接通相應(yīng)的觸點(diǎn)，構(gòu)成相應(yīng)的測(cè)量電路。FoFo1-1所示萬用表根本原理，如下列圖50 o8 8 032032 003003 QUO1QUO1 ftuolftuol On5On5 09-09- AsAsQI 52 5 oT-jITTMpz 2 Mo 4ArabArab圖1-1o-.ic下面以MF-47型萬用表為例，分部介紹電路參數(shù)的測(cè)量原理1、直流電流的測(cè)量萬用表的直流電流檔，實(shí)質(zhì)上是一個(gè)多量程的磁電式直流電流表，它應(yīng)用分流電阻與表頭并聯(lián)以到達(dá)擴(kuò)大測(cè)量的電流量程。根據(jù)分流電阻值越小，所得的測(cè)量量程越大的原理，配以不同的分流電阻，構(gòu)成相應(yīng)的測(cè)量量程。在電路中，各分流電阻彼此串聯(lián)，然后與表

4、頭并聯(lián)，形成一個(gè)閉合環(huán)路，當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)置于不同位置時(shí)，表頭所用的分流電阻不同，構(gòu)成 不同量程的檔位，如圖圖1-2直流電流測(cè)量電路2直流電壓的測(cè)量萬用表的直流電壓檔，實(shí)質(zhì)上是一個(gè)多量程的直流電壓表，它應(yīng) 用分壓電阻與表頭串聯(lián)來擴(kuò)大測(cè)量電壓的量程，根據(jù)分壓電阻值越大，所得的測(cè)量量程越大的原理，通過配以不同的分壓電阻，構(gòu)成相應(yīng)的電壓測(cè)量量程。測(cè)量電路如圖16-7所示。16-6所示。3、交流電流、電壓的測(cè)量磁電式儀表本身只能測(cè)量直流電流和電壓。測(cè)量交流電壓和電流 時(shí)，采用整流電路將輸入的交流，變成直流，實(shí)現(xiàn)對(duì)交流的測(cè)量。其整流電路一般有半波整流和全波整流，其整流元件一般都采用晶體二極管。萬用表測(cè)量的交流

5、電壓只能是正弦波。萬用表通常采用的是半波整流測(cè)量電路，如圖16-8所示。圖1-4交流電壓測(cè)量電路4、電阻的測(cè)量萬用表測(cè)量電阻電路，如圖16-9所示，工作原理是歐姆定律：I一R RaRx其中：R為串聯(lián)電阻；Rx為被測(cè)電阻；Ra為表頭內(nèi)阻；E為電 源的電 壓；I為被測(cè)電路的電流。當(dāng) RX=Q,電路中電流最大，指針偏轉(zhuǎn)角最大，為滿偏，零刻度 值，一 般為表頭最右端。當(dāng) RX=X,電流為零，指針無偏轉(zhuǎn)，為無窮大刻度值，一般為表頭最左端。當(dāng) RX為其他值時(shí)，指針在零刻度值和無窮大刻度值間偏轉(zhuǎn)。當(dāng)Rx二Ra+R時(shí)，此時(shí)的電流為最大電流的一半，指針定位于表 頭刻 度尺中間，為歐姆檔中心值。歐姆檔的刻度分布是

6、不均勻的，它 的刻度值是 自右向左遞增的，右半部刻度稀疏，左半部刻度緊密。由于電池電壓值在每次使用過程后的不穩(wěn)定性，一般在電路中還要設(shè)置調(diào)零電阻，通過調(diào)整阻值的大小，使指針定位在零刻度，確保測(cè)量精度。3實(shí)驗(yàn)所需儀表和材料1、所需材料與器件(1)電阻見表1-6。表16-6所需電阻阻值表4氏21K圖1-5電阻測(cè)量電路Q.94Q165LJQ8.18Q83.3kQ1.8MQ12QQ(5%)6.5Q1.11KQ17.4kQ1QQ1.78kQ21kQ15Q2.5kQ4QkQ1Q1Q5kQ55.4kQ141kQ15QkQ2.25MQ4MQ36QkQ4.5MQ8QQkQ6.75MQ22QQ(5%)2QkQ(5

7、%)Q.Q5Q(線繞)見表1-7表16-7元器件表序號(hào)名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量備注1電位器10k Q%12二極管1N400143電解電容10gF_104保險(xiǎn)絲管：0.5A2(3)塑料件見表1-8表16-8塑料件表名稱數(shù)量名稱數(shù)量面板1晶體管插座1大旋鈕1提把1小旋鈕1提把卡21高壓電阻套管1管1電池蓋板1提把墊片2片(4)所需工具和儀器萬用表，螺絲刀，表頭，數(shù)字萬用表。4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1.按照原理圖進(jìn)行電流、電壓及電阻的測(cè)量，記錄相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù) 據(jù)并記錄。注：電阻精度除注明外，其余均為(2)元器件1%2.萬用表校準(zhǔn)在沒有專用校準(zhǔn)設(shè)備的情況下，可用普通數(shù)字萬用表校準(zhǔn)，方法 如下。1將裝配完成的萬用表仔細(xì)檢查一遍，確認(rèn)無誤后，將萬用表旋至最小電流檔0.25V/50uA處，用數(shù)字萬用表測(cè)量其“+、“-兩插座 之間的電阻值，應(yīng)在4.95.1kQ之間。如不符合要求，應(yīng)調(diào)整電位器上方220Q、120Q兩只電阻阻值，直至到達(dá)要求為止。2將萬用表從電流檔開始逐檔檢測(cè)滿度值。檢測(cè)時(shí)，從最小檔開始。首先檢測(cè)直流電流檔，然后是直流電壓、交流電壓、直流電阻及其他。各檔檢測(cè)符合要求后，即可投入正常使用。5思考題1 電流表量程擴(kuò)大后， 原表頭內(nèi)允許通過的最大電流是否發(fā)生變化？（ 2） 萬用表內(nèi)部并沒有專門測(cè)量電容的電路，電容的測(cè)量是