萬用表的設(shè)計與裝調(diào)ppt課件

1、 萬用表是一種多用途，多量程的電工儀表。其類型分為數(shù)字式和指針式兩種。數(shù)字式萬用表：讀數(shù)直觀、準確，目前在各行業(yè)中應(yīng)用廣泛。指針式萬用表：又稱模擬表。 在規(guī)定學時內(nèi)完成一臺指針式萬用表的設(shè)計、裝配及調(diào)試任務(wù)，并要求分流器為所有量程共用。1.給定條件：2.檔位設(shè)計要求：0.75mA；2.5mA；5mA；25mA(2)直流電壓測量量程分3檔5V；15V；50V(3)交流電壓測量量程分2檔10V；250V表頭滿偏轉(zhuǎn)電流I0=500A；表頭等效內(nèi)阻r0=300(1)直流電流測量量程分4檔(4)直流電阻測量量程分3檔R1； R10； R100(5) 直流電流0.75mA檔和直流電壓5V檔共用3.誤差要求

2、：電壓、電流檔誤差相對誤差）5%電阻檔誤差相對誤差） 8%1.初步了解電路設(shè)計的思路。2.通過該大型實驗，鞏固電路理論知識并提高綜合 應(yīng)用和實際動手能力。3.能做到正確使用萬用表，讀懂實際萬用表電路， 具備初步的維修能力。 表頭作用：指示被測量對象的數(shù)值。 測量電路作用：把被測值變換為適合表頭工作的電壓 或電流值。 轉(zhuǎn)換開關(guān)作用：改變內(nèi)部測量電路的連接，實現(xiàn)不同 檔位的切換或同一檔位不同量程之間的切換。 指針式萬用表的組成：一個磁電系微安表頭，一些附加分流、分壓電阻等組成測量電路，以及一個轉(zhuǎn)換開關(guān)。1.表頭參數(shù)(滿度電流I0,等效內(nèi)阻r0)的測定(1)滿度電流測定步驟：1)測試前,將各表機械零

3、點調(diào)整準確。2)根據(jù)I0大小初步估算選擇適當?shù)南?流電阻和電源電壓，緩慢調(diào)節(jié)使兩 表中有一表先至滿偏。+-+-被測表標準表RES兩種情況：a.標準表先滿偏(如I標準=500mA,I測量495mA)讀數(shù)偏小b.被測表先滿偏(如I標準=495mA,I測量500mA)讀數(shù)偏大根據(jù)誤差計算公式：ra=(被測表讀數(shù)標準表讀數(shù))/標準值100%a情況： ra=(495-500)/500100%= -1.0%b情況： ra=(500-495)/500100%= +1.0%(2)等效內(nèi)阻的測定a.K1閉合，K2打開，調(diào)整E，R1使表 頭指針滿偏b.保持E，R1不變，合上K2c.調(diào)整R2,使表頭指針位于表盤刻度

4、 中心I0/2 (假設(shè)總電流I = I0不變) 則R2=r0+-r0R1EK1K2R2I+-r0R1K2R2E/R1I為保證總電流I=I0保持不變(合上K2時),需滿足一定條件在E，R1恒定時，若保持總電流I不因R2支路接入而變化， R1越大越好 一般取 R1100 R2 2.測量電路及參數(shù)計算(1)直流電流測量電路II0I = I1 + I2 I0 + I2分流器的形式：開路置換式和閉路抽頭式閉路抽頭式+-r0RRE+- -I1I2I0I+-r0RE+- -I0I+-r0R1I1R2R3RnRp1Rp2Rp3RpnI2I3InI0+- -In I1 I2 I3為所需擴大 的電流量程設(shè)計值實驗

5、中取 In=1.5I0=750AIn為最小檔一般取值 略大于I0計算分流總電阻RpnI0 r0=Rpn(In-I0)Rpn=r0 I0In-I0計算各分流電阻對Ik量程有：I0=Ik RpkRpn+r0=In RpnRpn+r0K=n-1,3,2,1Rpk=InIk RpnR1=Rp1R2=Rp2-Rp1Rn=Rpn-Rp(n-1)+-r0R1I1R2R3RnRp1Rp2Rp3RpnI2I3InI0+- -(2)直流電壓測量電路UI0r0U = U1 + U2 I0r0 + U2測量電路的形式：單個式倍率器和疊加式倍率器疊加式倍率器Re1=u1I-(Rpnr0 )I=In=750ARe2=u2

6、I-(Rpnr0 )-Re1 定義：1/I為電壓表的靈敏度，單位：/V 物理意義：每產(chǎn)生1V壓降所需電阻值+-r0Re1u1Re2Re3I0+- -u2u3uIRpn+-r0RE+- -I0U+-r0RE+- -I0URU2+-U1(3)交流電壓測量電路整流電路：全波整流和半波整流全波整流半波整流+-+0f(t)t0f(t)t0f(t)t0f(t)t整流結(jié)果：形成方向不變,大小不斷變化的周期性脈動電流整流電路電流平均值與有效值的關(guān)系：半波整流 I均=0.45I有效 或 I有效=2.22I均全波整流 I均=0.9I有效 或 I有效=1.11I均半波整流電路+-r0Re1U1Re2D2I0U2Ie

7、ffRpnD1IRe1=U1 Ieff- RD- (Rpnr0)已知電壓表的靈敏度為1/IeffIeff =2.22IU1 Ieff=Re1+RD+(Rpnr0 )RD:整流二極管的正向電阻值 一般為5001k實際中用 Re1= Ueff - UD - Ieff(Rpnr0)/Ieff 來計算UD為管壓降，硅管為0.7V，鍺管為0.3V(4)直流電阻測量電路a. 原理簡述+-r0EI0RcIRxaba,b端短路時I = I0 =ERc+r0I =ERx+(Rc+r0 )a,b端接電阻Rx時a,b端開路時(Rx)I 000I標記刻度I與Rx是非線性的歐姆表刻度是不均勻的Rx= Rc+r0時I =

8、ERx+(Rc+r0 )=I02設(shè)RT= Rc+r0為中心阻值調(diào)節(jié)Rc使表頭滿偏RT2RT21RT0例如以電流為參考，來刻度歐姆表標尺刻度Rx= RT= Rc+r0 I= I0/2Rx= 1/2RT I=2 I0/3Rx= 2RT I=I0/3Rx= 4RT I=I0/5 b.零歐姆調(diào)節(jié)+-r0EI0RcIRxabRcRg+-r0R0RcI0IRpn-R0ERxabRiRgRi= Rg+Rcc.歐姆表量程的擴展理論上，任何一個歐姆表測量電阻的范圍都可以是0，但由于刻度規(guī)律的非線性，誤差較小的范圍在RT/1010RT設(shè)計要求直流電阻測量共3檔量程分別為R1;R10;R100電源電動勢E=1.5V

9、,要求其下降到1.2V時,仍能夠短路調(diào) 零，正常工作。在系列值中，取RT=15 那么R1 RT=15R10 RT=150R100 RT=1500+-r0R0RcI0IRpn-R0ERxabRiRc2R100R10R1Rc1dcIRg確定Rc取值RT=1500=RiI =ERi設(shè)R0滑動頭c點以上部分為xI0(r0 + x) = (I - I0)(Rpn- x)解出xRg = (r0 + x)(Rpn- x)解出RgRi= Rc+RgRc= Ri-Rg解出Rc分別解出E=1.5V和E=1.2V 時Rc的取值，取算術(shù)平均值為本次設(shè)計值RcR10檔R1檔RT=Ri=150=Rc21500 解出Rc2 RT=Ri=15=Rc11500 解出Rc1 +-r0R0RcI0IRpn-R0ERxabRiRc2R100R10R1Rc1dcIRg3.萬用表的校驗滿度相對誤差計算公式：rm =XXm100%X=X-A0A0為真值，即標準表的指示值Xm為被校表的量程滿度值X為被校表的指示值直流電流直流電壓+-+-被測表標準表穩(wěn)壓電