用电表的设计制作与校正

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时间:2019-07-13

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1、三用电表的设计、制作 与校正重庆大学物理实验中心三用电表的设计与组装实验板(重庆大学实验中心研制)【实验背景】万用电表是一种多功能、多量程的电学仪表,它可在几个不同量程测量直流电流、直流与交流电压,还可测电阻等。由于它功能较多,在实验中获得广泛应用。但也有不足,就是准确度较低。本实验组装三用电表(测直流电流、直流电压、电阻),分两次实验完成,为的是让学生在使用万用电表方面打下一个基础,也作为一个设计性实验的一种训练。实验一表头内阻的测定和三用电表的设计【实验目的】1.了解磁电式电表的结构与其主要符号的意义;2.学会测量表头内阻的一种(或二种)方法;3.初步了解三用电表

2、基本原理并进行设计。【实验仪器】100μA表头直流电流表电阻箱滑线电阻器直流稳压电源单刀开关【实验原理】1.三用电表的构成:主要功能有三个:测电流、电压、电阻2.表头内阻的测定:有半值法采用半值法测量表头内阻的线路如图62-2所示,图中G是待测量的表头(100μA),G0是监控电表(0~150μA),r滑线电阻,R电阻箱,E直流稳压电源。合上开关K1,断开K2,G0与G是串联回路,此时调滑线电阻器,滑动头C逐渐向A点移动(使输出电压增大),使G满度(或某一个定值)。显然,流过G与G0的电流相等,记下它们的读数后合拢K2,此时整个电路的电阻发生变化,G0与G表的读数不会

3、相等,调节滑线电阻的大小,使G的读数保持原值不变,同时调节电阻箱R的大小,使G0的读数为原值的一半。这时,流过电阻箱R上的电流与流过表头G的电流相等,则电阻箱R的值=Rg。替代法替代法测表头内阻的线路如图62-3所示,先将开关K2倒向1端,再合拢K1,调节C点位置,使G满度(或某一定值),此时记下G0的读数,尔后把K2倒向2端,(先调R,使R约有5000Ω左右),再调R的值,使G0保持原值不变,此时电阻箱读数R=Rg。RG0GK1EK2rcABRG0GK1EK2rcAB21图62-2半值法测电表内阻图62-3替代法测电表内阻3.电表的基本误差与校正引用误差:【实验内容

4、】1.测定表头内阻:2.参阅本实验Ⅱ三用电表的参考电路(图62-6)以及有关电路进行设计。3.对照三用电表插线板,初步了解各元件位置,转换形状的作用,及线图布置。4.写出你的设计报告。实验二三用电表的组装与校正【实验目的】1.掌握三用电表的基本原理和设计方法;2.学习三用表的组装与校正;【实验原理】三用电表主要由磁电型测量机构(即表头)和转换开关控制的测量电路组成。设计组装的三用电表要求是:直流电流三挡,直流电压三挡,欧姆表1挡,设计的参考电路如图62-5所示。1.直流电流档的设计:表头的量程为100μA,现在设计将量程扩大到1mA、15mA、60mA.根据图62-6

5、当设计为1mA表时有当设计为15mA表时有当设计为60mA表时有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)上面三个方程联立,即可获得R1、R2、R3之值。2.直流电压挡的设计:A-+R1R2R3-R4R5R6三用电表直流电压档部分电路7.5v15v30vR1、R2、R3已经算出,故可以把虚线框看成一个等效表头的内阻,因为等效表头的总电流为1mA,这样,据扩程的电压量程,可分别算出R4、R5与R6之值。3.欧姆挡的设计(1)欧姆表的不均匀分度

6、与中心阻值(2)调零电阻R7与限流电阻R8(3)R8、R7与R9的计算:【实验内容】1.将100μA表头改装成如下规格的三用电表:直流电流1mA、15mA、60mA直流电压7.5伏、15伏、30伏欧姆表中心阻为12KΩ参照有关电路,算出R1~R9的阻值。注:表头的内阻要测准!2.选择符合上述计算值的电阻(一般均能在插线板上找到),若找不到合用的,可用可变电阻(即电位器)调成所需的阻值。3.参照图62-6,将各元件及表头引线插到接线板上,联好电路。4.检验直流电路、直流电压挡。检验电路自己设计。校验时,以整数刻度(各个量程都要)校验5个点,被校表选整数读数,读出标准表的

7、相应读数。5.求组装表(电流、电压各2挡)的准确度等级。6.检验调零电阻的效果。7.以电阻箱为准,检查欧姆表中心阻值是多少,是否符合设计要求。(求百分误差)8.讨论与评价你的设计与制作工作。【思考题】为什么欧姆表要设置调零电阻?如何计算它的阻值?我们接线板上的调零电阻是分压式还是限流(即制流)式?2.为什么不宜用欧姆表测量表头内阻?能否用欧姆计测量电源内阻?3.若用15mA直流挡去测量直流电压15伏,将会产生什么后果?为什么?4.通过设计、组装、校正,总结一下万用电表使用时应注意哪些点?

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