大學(xué)課程設(shè)計(jì)萬用表的設(shè)計(jì)與校驗(yàn)

1、東莞理工學(xué)院城市學(xué)院直流萬用表的設(shè)計(jì)與校驗(yàn)課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目：直流萬用表的設(shè)計(jì)與校驗(yàn)系別：計(jì)算機(jī)與信息科學(xué)系班級：08電子信息工程1班學(xué)生姓名：吳興全學(xué)號：200840703101指導(dǎo)老師：孫志紅、李建輝 日期：2009年11月21日至2009年11月25日目錄一、 引言3二、 設(shè)計(jì)目的4三、 設(shè)計(jì)原理和功能5四、 實(shí)驗(yàn)電路圖7五、 實(shí)驗(yàn)調(diào)試過程7六、 實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題10七、 萬用表實(shí)驗(yàn)總圖11八、 心得體會11一、 引言跨入新世紀(jì)，隨著我國科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，各種家用電器已經(jīng)大量進(jìn)入千家萬戶，我國的電子愛好者是一支龐大的隊(duì)伍，而且每年都有很多初學(xué)者加入這個(gè)行列。數(shù)

2、字萬用表又稱數(shù)字多用表，可簡寫為DMM。它是由直流數(shù)字電壓表（DVM）與各種變換器組合而成的，其中直流數(shù)字電壓表是數(shù)字萬用表的基本組成部分，是數(shù)字萬用表的核心，輸入到萬用表各種電量及非電量最終都要變換成直流電壓量進(jìn)行測量。萬用表是一種多功能、多量程的便攜式電工儀表,一般的萬用表可以測量直流電流、交直流電壓和電阻，有些萬用表還可測量電容、功率、晶體管共射極直流放大系數(shù)hFE等。MF47型萬用表具有26個(gè)基本量程和電平、電容、電感、晶體管直流參數(shù)等7個(gè)附加參考量程，是一種量限多、分檔細(xì)、靈敏度高、體形輕巧、性能穩(wěn)定、過載保護(hù)可靠、讀數(shù)清晰、使用方便的新型萬用表。萬用表由表頭、測量電路及轉(zhuǎn)換開關(guān)等三

3、個(gè)主要部分組成。（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(shí)流過表頭的直流電流值，這個(gè)值越小，表頭的靈敏度愈高。測電壓時(shí)的內(nèi)阻越大，其性能就越。（2）測量線路 測量線路是用來把各種被測量轉(zhuǎn)換到適合表頭測量的微小直流電流的電路，它由電阻、半導(dǎo)體元件及電池組成，它能將各種不同的被測量（如電流、電壓、電阻等）、不同的量程，經(jīng)過一系列的處理（如整流、分流、分壓等）統(tǒng)一變成一定量限的微小直流電流送入表頭進(jìn)行測量。（3）轉(zhuǎn)換開關(guān)，其作用是用來選擇各種不同的測量線路，以滿足不同種類和不同量程的測量要求。轉(zhuǎn)換開關(guān)一般有兩個(gè)，分

4、別標(biāo)有不同的檔位和量程。二、 設(shè)計(jì)目的 現(xiàn)代生活離不開電，我們電類和非電類專業(yè)的許多學(xué)生都有必要掌握一定的用電知識及電工操作技能。通過實(shí)習(xí)要求學(xué)生學(xué)會使用一些常用的電工工具及儀表，比如尖嘴鉗、剝線鉗、萬用表，并且要求學(xué)生掌握一些常用電子器材的使用方法及工作原理。通過本次電工實(shí)習(xí)學(xué)生要接觸到一定的電學(xué)知識，實(shí)現(xiàn)理論聯(lián)系實(shí)際，認(rèn)識一些常用電工器具的外形及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下一定的基礎(chǔ)。1.了解數(shù)字式萬用表的結(jié)構(gòu)和工作原理。2.掌握常用電子元件識別、判斷的方法。3.學(xué)會數(shù)字式萬用表的組裝、校驗(yàn)和計(jì)算。4.了解儀表的測試精度及誤差等基本要求。5.通過萬用表的安裝和調(diào)試，掌握電子元件和部件的安

5、裝測試技術(shù)。三、 設(shè)計(jì)原理和功能 萬用表的基本原理是利用一只靈敏的磁電式直流電流表（微安表）做表頭。當(dāng)微小電流通過表頭，就會有電流指示。但表頭不能通過大電流，所以，必須在表頭上并聯(lián)與串聯(lián)一些電阻進(jìn)行分流或降壓，從而測出電路中的電流、電壓和電阻。下面分別介紹。1、 測直流電流原理如下圖所示，在表頭上并聯(lián)一個(gè)適當(dāng)?shù)碾娮瑁ń蟹至麟娮瑁┻M(jìn)行分流，就可以擴(kuò)展電流量程。改變分流電阻的阻值，就能改變電流測量范圍。分析：Imax=Ig*(Rg+R)/R2、 測直流電壓原理如下圖所示，在表頭上串聯(lián)一個(gè)適當(dāng)?shù)碾娮瑁ń斜对鲭娮瑁┻M(jìn)行降壓，就可以擴(kuò)展電壓量程。改變倍增電阻的阻值，就能改變電壓的測量范圍。分析：Umax

6、=Ig*(R+Rg)3、 測電阻原理如下圖所示，在表頭上并聯(lián)和串聯(lián)適當(dāng)?shù)碾娮瑁瑫r(shí)串接一節(jié)電池，使電流通過被測電阻，根據(jù)電流的大小，就可測量出電阻值。改變分流電阻的阻值，就能改變電阻的量程。分析：當(dāng)表頭示數(shù)最大時(shí)，有：Ig=E/R0;接入Rx后，電流I=E/(Rx+R0),即可得到Rx=(E-IR0)/I 四、 實(shí)驗(yàn)電路圖 如下圖所示，通過五個(gè)開關(guān)，分別得到不同的量程，歐姆檔的第二個(gè)量程可加大電源數(shù)值獲取，其他的均可通過開關(guān)調(diào)節(jié)，根據(jù)所需要制作的量程，計(jì)算出各個(gè)電阻的阻值，電壓表的阻值適當(dāng)選擇比較大點(diǎn)的，而電流表的阻值則選擇小點(diǎn)的，這樣測出來的結(jié)果誤差會偏小。 五、 實(shí)驗(yàn)調(diào)試過程1、電壓檔，如

7、下圖所示（050V），U=3V，Rx=80歐姆，R=20+500+500=1020歐姆，U測=2.9V 實(shí)測值：U1=1.25V，Ux=1.60V, U=U1+Ux=1.25+1.60=2.85V 理論值： U1=U*R1/(R1+Rx)=1.23V Ux=U*Rx/(R1+Rx)=1.76V U=U1+Ux=1.23+1.76=2.99V 誤差：（2.99-2.85）/2.99*100%=4.7% 同理可算得0100V量程的值，再從電表讀出實(shí)測值進(jìn)行比較 2、歐姆檔，如下圖所示 R0=20+8.3=28.3歐姆；U0=3V 理論值：Rx=30歐姆 實(shí)測值：Rx=29.3歐姆 誤差：（30-2

8、9.3）/30*100%=2.3% 當(dāng)R0=0時(shí)，達(dá)到滿偏，接入Rx=30歐姆時(shí)，中值定理，指針半偏，指向中間。同理可得，換一個(gè)量程測量；因?yàn)镮、與Rx不成正比，所以電阻檔是分布不均勻的，每Rx，對就一個(gè)I，確定Ig處與1/2Ig處電阻，再分別求出其他任意兩點(diǎn)位置的阻值；完成讀數(shù)標(biāo)記。 3、電流檔,如下圖所示(0120mA) Rx=200歐姆；R0=1000歐姆；U=3V 實(shí)測：I=26.3mA 理論：I=U/(Rx+R0)=25mA 誤差：(26.3-25）/25*100%=5.2% 同理可得，換另一個(gè)量程（0240mA）進(jìn)行測量校驗(yàn) 六、 實(shí)驗(yàn)過程遇到的問題1、剛開始不太明白各個(gè)電表的內(nèi)部

9、結(jié)構(gòu)是怎樣的，無從下手。 2、經(jīng)過查閱有關(guān)資料，了解其工作原理圖，在討論其準(zhǔn)確性時(shí)，通過計(jì)算驗(yàn)證的時(shí)候，計(jì)算非常繁瑣。 3、在試圖把三種電表的工作原理圖湊成一個(gè)總的電路圖的過程中，有點(diǎn)難度，并且需要選擇不同的量程。 4、在進(jìn)行實(shí)物連接之前，也有一大把的計(jì)算，計(jì)算量難度有點(diǎn)大，要根據(jù)自己所做各個(gè)電表的量程進(jìn)行計(jì)算，算出各個(gè)阻值的大小，有的則要算出其比例關(guān)系，然后才能選擇適當(dāng)?shù)碾娮柽M(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 5、進(jìn)行實(shí)物連接的時(shí)候，由于不太明白面包板的哪些孔是相通的，導(dǎo)致真正實(shí)驗(yàn)時(shí)，卻無任何反應(yīng)。經(jīng)過認(rèn)真研究，重新調(diào)整，可以進(jìn)行正確的連接。 6、進(jìn)行歐姆檔測量時(shí)，發(fā)現(xiàn)滿偏時(shí)，指針超出了滿偏，經(jīng)檢驗(yàn)，所選用的電阻數(shù)

10、值有偏小。 7、分別選用不同量程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，會時(shí)不時(shí)的、不經(jīng)意地把某些線路短接，導(dǎo)致有時(shí)兩個(gè)量程所顯示的數(shù)值一樣的，問題又是出現(xiàn)在面包板上。 8、調(diào)試過程當(dāng)中，選擇外電路的連接，標(biāo)準(zhǔn)的電阻當(dāng)中，沒有我們所需要的阻值，需要進(jìn)行串聯(lián)或者并聯(lián)得到，最后選擇了最簡便的方法，使用電阻箱進(jìn)行調(diào)節(jié)，方便快捷。 9、電流檔的校驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)誤差偏大，經(jīng)總結(jié)，應(yīng)保證其內(nèi)阻越小越精確，而電壓表則相反，越大越精確。七、 萬用表實(shí)驗(yàn)總圖 八、 心得體會 在一周的實(shí)習(xí)過程中，最挑戰(zhàn)我動(dòng)手能力的一項(xiàng)訓(xùn)練就是連接電路與校驗(yàn)步驟。對我來說，這無疑是一門新的學(xué)問，既是一種挑戰(zhàn)，也使我學(xué)到了很多有使用價(jià)值的知識。這個(gè)實(shí)習(xí)是我最感興趣

11、的實(shí)習(xí)。總結(jié)這個(gè)實(shí)習(xí)，我感覺自己有時(shí)候十分的粗心。剛開始檢測電器元件的時(shí)候，由于粗心，竟然將已損壞的元件誤檢測成為正常元件，結(jié)果導(dǎo)致我又重新連接線路，浪費(fèi)了大量的時(shí)間，同時(shí)也沒能真正了解面包板的內(nèi)部連接情況，也浪費(fèi)了大量時(shí)間。在連接元件過程中，由于事先沒有計(jì)劃好元件之間的連接，導(dǎo)致接線在電路板上長距離繞行，既浪費(fèi)了材料，又使電路板面顯得凌亂而不美觀。在這個(gè)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)中，我明白了細(xì)心的重要性。同時(shí)也明白了自己的動(dòng)手能力還十分的不足，缺乏鍛煉，在這種情形下無法勝任以后的工作，所以在日后的學(xué)習(xí)過程中，我應(yīng)該努力的將理論與實(shí)際聯(lián)合起來，著重鍛煉自己的動(dòng)手能力，使自己面對以后的工作時(shí)有一定的底氣與信心。 總的來說，我對這門課是熱情高漲的。每次完成一個(gè)步驟，都會很有成就感。其次，電工實(shí)習(xí)，是以學(xué)生自己動(dòng)手，掌握一定操作技能并親手設(shè)計(jì)、制作、組裝與調(diào)試為特色的。它將基本技能訓(xùn)練，基本工藝知識和創(chuàng)新啟蒙有機(jī)結(jié)合，培養(yǎng)我們的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。通過一個(gè)星期的學(xué)習(xí)，我覺得自己在以下幾個(gè)方面與有收獲： 一、對電工技術(shù)的理論有了初步的、系統(tǒng)的了解。我了解到了控制電路板圖的設(shè)計(jì)制作與工藝流程、連接電器元件的技巧等。這些知識不僅在課堂上有效，對以后的電工技術(shù)課的學(xué)習(xí)有很大的指導(dǎo)意義