萬用表設計實驗報告

三用表的設計任務單：238號表頭滿偏電流50^ADC。4：引入電流0.18mA表頭內(nèi)阻+附加串聯(lián)電阻為Rg=3。3K。一、已知參數(shù)：1．每人的任務條（每人不同,最后將任務條并設計作業(yè)一齊訂好上交!）A.直流電流檔的引入電流0。18mA（每人不同）測量機構總阻值（內(nèi)阻+附加電阻=電阻Rg3.3KQ，每人不同）2．公共參數(shù)（每人相同）A。測量機構的電流靈敏度：滿刻度電流IS50NA （每人不同）DC.A：2.5級1mA10mA5ADC.v：2。5級2.5V10V250V輸入阻抗為：1/ISAC.V：5。0級10V 50V250V1000V輸入阻抗為；4K。/v整流系數(shù)為：0。441,二極管正向電阻為：600。交流調(diào)節(jié)電阻為2K?3KE.。：2.5級X1X10X100（擴展量程X1K）電阻中心值:22。工作電池：1。6?1。2V二、各量程的元件參數(shù)設計：1.DC。A量程的元件參數(shù)設計和分電路調(diào)試圖:（1）DC.A量程的元件參數(shù)設計.設計一個多量程環(huán)形分流式直流電流表，如下圖.設表頭內(nèi)阻為Rg,電流靈敏度為Ig,擴大的電流量程為II、12、13、I引，計算各分流電阻R1、R2、R3、R4。1）當電流為I引時，Rs=R1+R2+R3+R4=Ig*Rg/（I弓|一Ig）=0.00005*3300/（0.00018-0。00005）=1296。2308。2)當電流為I3時，R1+R2+R3=Ig*(Rg+Rs)/I3=0。00005*(3300+1296。2308)/0.001=229.8115。3)當電流為I2時，R1+R2=Ig*(Rg+Rs)/I2=0.00005*(3300+1296。2308)/0。01=22.9811。R1=Ig*(Rg+Rs)/I1=0。00005*(3300+1296。2308)/5=0。04596。由2)3)4)可得R2=22.9811—0.04596=22。9351。R3=229。8115-22。9811=206。8304。R4=Rs—(R1+R2+R3)=1296。2308-229。8115=1066。4193。(2)DC.A量程的分電路調(diào)試圖。DCV量程的元件參數(shù)設計和分電路調(diào)試圖：DC。V量程的元件參數(shù)設計。設計一個多量程直流電壓表電路，如下圖。設表頭內(nèi)阻為Rg,電流靈敏度為Ig。先計算R1R1=U1/Ig-Rg=2.5/0.00005—3300=46700。然后再用一段電路的歐姆定律分別計算R2,R3R2=(U2—U1)/Ig=(10-2。5)/0。00005=150000。R3=(U3-U2)/Ig=(250—10)/0。00005=4800000。DC。V量程的分電路調(diào)試圖：AC.V量程的元件參數(shù)設計和分電路調(diào)試圖：AC。V量程的元件參數(shù)設計。交流電壓的分流電阻計算和直流相似。交流電壓的分壓電阻電路如下圖。設表頭內(nèi)阻為Rg,電流靈敏度為Ig。1)根據(jù)給定的交流電壓靈敏度(輸入阻抗Z)計算出交流引入電流(二極管前)I=1/Z=1/4000=0.00025A2)由交流引入電流I計算出半波整流后的(二極管后)的電流Ik=I*0.435=0。00010875A3)計算分流電阻R=Ig*Rg/(Ik-Ig)=0.00005*3300/(0。00010875—0.00005)=2808.510638。4)可調(diào)電阻RP一般由經(jīng)驗取輸入阻抗Z的一半RP=Z/2=2000。5)計算Uo=Ug+URP+UVD1。式中，Ug是測量機構內(nèi)阻Rg上的電壓;UR是電位器RP上的電壓；UVD1是二極管VD1上的壓降，硅管UVD1=0。65V。Uo=Ug+URP+UVD1=Ig*Rg+RP*Ik+UVD1=0。 00005 *3300+2000*0.00010875+0.65=1.0325V6)參考上圖，計算各分壓電阻：R1=(U1—Uo)/I=(10—1。0325)/0.00025=35870。R2=(U2-U1)/I=(50—10)/0.00025=160000。R3=(U3-U2)/I=(250-50)/0。00025=800000。R4=(U4-U3)/I=(1000—250)/0。00025=3000000。圖中C為濾波電容，約為5uF,防止整流后的脈動波形使表的指針不停的小幅擺動，VD2為保護二極管。(2)AC.V量程的分電路調(diào)試圖a量程的元件參數(shù)設計和分電路圖：(1)a量程的元件參數(shù)設計.擋基本電路如上圖所示是電阻檔基本電路，其中RP為調(diào)零電位器;RP和Rd組成分流電阻。1)電位器RP觸點移到b點,電池電壓最高(E=1。6V)。此時分流電阻為Rb(分流電阻小,分流電流大).2)電位器RP觸點移到a點，電池電壓最低(E=1.2V)。此時分流電阻為Rb+RP(分流電阻大，分流電流小)。3)電位器RP觸點移到b、a之間，電池電壓為標準(E=1.5V),此時分流電阻為Rb及RP的一部分之和。2。零支路電阻Rb和RP的計算各檔電阻中心值：低倍率擋,RX1 的電阻中心值RZ1=22。中倍率擋,RX10 的電阻中心值RZ2=220。高倍率擋，RX100的電阻中心值RZ3=2200。最高倍率擋，RX1k的電阻中心值RZ4=22k。先以電阻測量高倍率檔電阻中心值RZ3計算E不同時的電流，以保證Rx=0時能調(diào)零。例如，RZ3=2200時，(b點)Imax=1。6V/2200。=727口A,(a點)Imin=1.2V/220D=545uA,(c點)I標=1.5V/2200。=682口A。當已知流過表頭滿刻度電流為Ig,表頭內(nèi)阻為Rg時，計算如下1)當RP指在a點時的總分流電阻Rb+RP;Rb+RP=Ig*Rg/(Imin—Ig)=0。00005*3300/(0.000545—0.00005)=333.33333。2)當RP指在b點時的分流電阻Rb;Rb=(Rb+RP)*Imin/Imax=333.33333*0。000545/0.000727=249.88537。3)計算分流電位器RP；RP=(Rb+RP)-Rb=83。44796。3。串聯(lián)電阻Rd的計算：串聯(lián)電阻Rd是由低壓高倍率的電阻中心值RZ3確定的.因為電位器RP是變數(shù)，設電位器RP觸點在中間,阻值為RP/2,接入Rd后，該檔的總內(nèi)阻等于RZ3,S此有Rd=RZ3—(Rg+RP/2)*(Rb+RP/2)/[(Rg+RP/2)+(Rb+RP/2)]=1931。795057。.各倍率電阻的計算：各倍率電阻的電路如下圖所示.設R1為中心電阻RZ1=22。時的并聯(lián)電阻，考慮電池內(nèi)阻ro一般為0。9?，從端口看RZ1—ro=RZ3//R。取ro=1。，則有R16=(RZ1—ro)*RZ3/[RZ3—(RZ1-ro)]=(22—1)*2200/(2200—(22－1))二21。202386。2)設R2為中心阻值RZ2=220。時的并聯(lián)電阻，同樣有R17=RZ2*RZ3/(RZ3—RZ2)=220*2200/(2200—220)=244。444444。3)設R3為中心阻值RZ2=2200。時的并聯(lián)電阻，則有R18=RZ3*RZ3/(RZ3—RZ3)=84)設R1k為測量最高倍率檔(RX1k)串聯(lián)電阻，由于其電阻中心值太大,致使靈敏度降低到端口短接(RX=0)時也無法調(diào)零，故需增加電源電壓。由于最高倍率檔電阻中心值RZ4=22k。，比高倍率擋大十倍，因而電源電壓也大十倍，選電源EE為15V的層疊電池，同時無分流電阻(R3=8),可見最高倍率擋也無法分流電阻,工作電流與高倍率擋相同。則高倍率擋串聯(lián)電阻R1k=RZ4—RZ3—REE=22000-2200-1000=18800。式中REE為電源EE的內(nèi)阻，約為1k。。(2)Q量程的分電路調(diào)試圖三、總線路圖DC.V擋DC。AAC。V。擋四、校驗圖及達到的精度等級：DC.A校驗圖和校驗精度等級的表格：接入電流源電流端接入電流A電流表輸出電流口A理論輸出電流口AI155050。05/316。6750/3^16。66710/333。33100/3、33。333I20.015050。00.01/316.6750/3^16.6670。02/333.33100/3、33。333I30.0015050。00。001/316。6750/3、16.6670。002/333.33100/3^33.333I引0.000185050。00。0000616。6750/3、16。6670.0001233.33100/3^33.333DC.A準確度等級為±k%=0。03/50*100%=0。06%〈2.5%,滿足要求。DC。V校驗圖和校驗精度等級的表格：接入電壓源電壓端接入電壓V電流表輸出電流口A理論輸出電流口A

U12.55050。02。5/316。6750/3^16。6675/333。33100/3、33。333U2105050。010/316。6750/3^16。66720/333.33100/3^33.333U32505050。0250/316.6750/3^16。667500/333。33100/3、33。333DC。V準確度等級為±k%=0。03/50*100%=0.06%〈2。5%,滿足要求。AC.V校驗圖和校驗精度等級的表格:1）.10V交流電壓擋檢校：（合上1）U1/V電流表示數(shù)實驗值/口A理論輸出電流口A絕對誤差/口A最大絕對誤差/口A1051。3250.01.321.7910/314。8750/3、16.667-1.7920/333。09100/3、33.333-0.24AC。V10V擋準確度為：±k%=1。79/50*100%=3。58%<5%,滿足要求。2）.50V交流電壓擋校驗（合上2）U2/V電流表示數(shù)實驗值/口A理論輸出電流口A絕對誤差/口A最大絕對誤差/口A5051.7550.01.751。7550/316.8350/3、16。6670。16100/334。27100/3、33。3330.94AC。V50V擋準確度為：±k%=1。75/50*100%=3。5%〈5%,滿足要求。3）。250V交流電壓擋校驗（合上3）：U3/V電流表示數(shù)實驗值/口A理論輸出電流口A絕對誤差/口A最大絕對誤差/口A25051。8950.01。891.89250/317.2150/3、16.6670.54500/334.52100/3、33.3331.19AC。V250V擋準確度為：±k%=1。89/50*100%=3.78%<5%，滿足要求。4）.1000V交流電壓擋校驗（合上4）U4/V電流表示數(shù)實驗值/口A理論輸出電流口A絕對誤差/口A最大絕對誤差/口A100051.9050.01。901.901000/317.2650/3、16.6670.59

2000/334.56100/3^33。3331.23AC.V1000V擋準確度為:±k%=1。90/50*100%=3。8%<5%,滿足要求。a校驗圖和校驗精度等級的表格:1).1.2V檔調(diào)零圖中心電阻值/。電流表輸出電流/口A2249。9422049.94220049。9422000/2).1.6V檔調(diào)零圖4)。22。中心電阻值/。電流表輸出電流/口A2250。9722050.97220050.9722000/校驗圖：RX/。電流表示數(shù)實驗值/口A理論值/口A絕對誤差/口A最大絕對誤差/口A2223。46250.541.031132。2933.331.036611。7312.500。85.539。54400。461107.828.330.51儀表準確度為：±k%=1.03/50*100%=2。06%〈2。5%,滿足要求。5).220。校驗圖RX/。電流表示數(shù)實驗值/口A理論值/口A絕對誤差/口A最大絕對誤差/口A22024.54250。460.811032.6933.330。6466012.2912.500.215539.20400。811008。1978。330。133儀表準確度為:±k%=0。8/50*100%=1.6%〈2。5%,滿足要求。6)。2200。校驗圖:

RX/。電流表示數(shù)實驗值/口A理論值/口A絕對誤差/口A最大絕對誤差/口A220024.76250.240.57110032.9333.330。4660012。4312。500.0755039.43400。57110008.2978。330.033儀表準確度為：±k%=0.57/50*100%=1.14%<2。5%,滿足要求。7）。22000。校驗圖:RX/k。電流表示數(shù)實驗值/口A理論值/口A絕對誤差/口A最大絕對誤差/口A2224。17250.830.931132.5533。330.786611。5912。500。415。539。85400.1