簡易萬用表的設(shè)計(jì)與制作試驗(yàn)報(bào)告

1、簡易萬用表的設(shè)計(jì)與校準(zhǔn)物理學(xué)院物理學(xué)類2009301020162 沈港博摘要：萬用表是一種多功能、多長程便于攜帶的電學(xué)儀器。它可用不同的旻程測長宣流電流、 宜流電壓、交流電壓及電阻。有的萬用表還可以測長阻抗、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，還有利干我們大學(xué)同學(xué)提高電陽分析的能力并加深對萬用電表工作原 理的理解，提高自身的動手能力。關(guān)鍵宇：萬用電表、表頭、測長電路、轉(zhuǎn)換裝直。1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1) 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) 丁解電路理論的實(shí)際應(yīng)用，進(jìn)一步學(xué)會分析電路，提高自身的能力。2實(shí)驗(yàn)原理萬用表主要是由指示器、測長電路和轉(zhuǎn)換裝萱三部分組成

2、。指示器俗稱表頭，用來指示 被測電長的教值，通常為磁電式微安表。表頭是萬用表的關(guān)鍵部分，萬用表的靈敏度、淮確 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星電流來衡長的，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1010()RA左右。測長電路的作用是把被測的電長轉(zhuǎn)化為適臺于表頭要求的微小宜流電流,它通常包括分 流電路、分壓電路和整流電路。分流電路將被測大電流通過分流電阻變成表頭所雷要的微小 電流，分壓電站將被測得高電壓通過分壓電阻變換成表頭所需的低電壓；整流電路將被測的 交流，通過整流轉(zhuǎn)變成所需的直流電。萬用表的各種測長種類及長程的選擇是靠轉(zhuǎn)換裝直來實(shí)現(xiàn)，轉(zhuǎn)換裝

3、宣通常由轉(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)和活動觸點(diǎn)，它位于不同位直，接通相應(yīng)的觸點(diǎn), 構(gòu)成相應(yīng)的測長電路。萬用表墓本原理，如下圖1-1所示。圖M萬用表荃本原理圖下面以MF-47型萬用表為例，分部介紹電路參數(shù)的測長'原理。1、直流電流的測長萬用表的直流電流檔，實(shí)質(zhì)上是一個(gè)多長程的磁電式直流電流表，它應(yīng)用分流電阻與表 頭并聯(lián)以達(dá)到擴(kuò)大測長的電流長程。根據(jù)分流電阻值越小，所得的測長長程越大的原理，配 以不同的分流電阻，構(gòu)成相應(yīng)的測長長程。在電路中，各分流電阻彼此串聯(lián)，然后與表頭并 聯(lián)，形成一個(gè)閉合環(huán)路，當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)賣于不同位直時(shí)，表頭所用的分流電阻不同，構(gòu)成不同 長程的檔位，

4、如圖166所示。圏1-2宜流電流測重電路2直流電壓的測萬用表的直流電壓檔，實(shí)質(zhì)上是一個(gè)多長程的宜流電壓表，它應(yīng)用分壓電阻與表頭串聯(lián) 來擴(kuò)大測長電壓的長程，根據(jù)分壓電阻值越大，所得的測長長程越大的原理，通過配以不同 的分壓電阻，構(gòu)成相應(yīng)的電壓測長呈程。測長電路如圖167所示。國1-3宜流電壓測重電路3、交流電流、電壓的測畳磁電式儀表本身只能測長直流電流和電壓。測長交流電壓和電流時(shí)，采用整流電站將輸 入的交流，變成直流，實(shí)現(xiàn)對交流的測長。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。萬用表測長的交流電壓只能是正弦波。 萬用表通常采用的是半波整流測長電路，如圖168所示。16.

5、 /A120*220正半周正半周圖1-4交流電壓測宜電路4 .電阻的測萬用表測呈電阻電路，如圖169所示，工作原理是歐姆定律:ER + R+Rxa x其中：R為串聯(lián)電阻；心 為被測電阻；恥為表頭內(nèi)阻；E為電源的電壓；/為被測電 路的電流。Atu1-5電阻汎重電路當(dāng)Rx =o,電站中電流臺大，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)Rxf 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)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)心=g+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不均勻的，它的刻度值是自右向左遞增

6、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)亶調(diào)零電阻，通過 調(diào)整阻值的大小，使指針定位在零刻度，確保測星精度。3實(shí)驗(yàn)所需儀表和材料1、所廨材料與器件(1)電阻見表16。表166所需電阻阻值表0.94Q165Q8.18Q83.3M21.8MQ1200(5%)6.5Q1.11KQ17.4k£l141k£22.25'IQ2200(5%)1()01.78kQ21 kQ1501dl4MQ2()kQ(5%)1502.5k£l40kn360kfl4.5MC10.05Q (線繞)101Q5kQ55.4kO8()0kQ6

7、.75MQ注：電阻精度除注明外，其余均為1%。(2)元器件見表1億表167元器件表序號£忙型號規(guī)格教呈注1電位器10k£l±5%12二板管1N400143電解電容10j.iF104保險(xiǎn)絲管0.5A2(3)塑料件見表18(>表16-8 塑料件表君稱敵長名稱數(shù)星面板1晶體管插座1大旋鈕1提把1小旋鈕1提把卡2表箱1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)宇萬用表。4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1 按照原理圖迸行電流、電壓尺電阻的測長，記錄相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并記錄。2.萬用表校準(zhǔn)在沒有專用校準(zhǔn)設(shè)宙的情況下，可用普通教宇萬用表?；?，方法如下。(1) 將裝配完成的萬用表仔細(xì)檢査一遍，確認(rèn)無誤后，將萬用表旋至杲小電流檔 0.25V/50uA處，用數(shù)宇萬用表測長其兩插座之間的電阻值，應(yīng)在4.95.1kQ之間。 如不符臺要求，應(yīng)調(diào)整電位器上方220Q、1200兩只電阻阻值，直至達(dá)到要求為止。(2) 將萬用表從電流檔開始逐檔檢測滿度值。檢測時(shí)，從最小檔開始。首先檢測直流 電流檔，然后是直流電壓、交流電壓、直流電阻尺其他。各檔檢測符臺要求后，即可投入正 常使用。5思考題(1) 電流表長程擴(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)部并沒有專門測長電容的電路，電容的測旻是