設計組裝歐姆表

1、預習資料設計組裝歐姆表實驗原理：1.歐姆表的原理根據調零方式的不同，歐姆表可分為串聯分壓式和并聯分流式兩種.其原理電路如圖（a）和圖（b）所示.由圖知（b）并聯分流式歐姆表原理圖RzRx式中RZ為歐姆表的總內阻.對于圖（a ）：Rz = Rg + Rw + R3 ,圖（b ）：Rz =0/（ Rg +Rw）+R3 .當歐姆表短路（即Rx =0）,電路中電流為最大值Im=-E- .設Rz計時，應使表頭滿偏（即歐姆表調零，可通過調節(jié)RW得到，所以RW稱作歐姆表的調零電阻）.將Im =旦代入（1 ）式可得RzRzRzRx可見I與Rx有一一對應的關系，如果表頭的標度尺預先按已知電阻值來刻度，就可用來直

2、接測量電阻了.由（2）式可知，I與Rx成非線性，且Rx =0,I =Im，RX =叼1 =0-11 1RX = RZ , I = ImL2Rz稱作歐姆表的中值電阻.所以歐姆表白標度尺是反向非均勻的，且Rx越大，刻度間隔愈密.2 .歐姆表的量程擋可由其中值電阻的數量級來設定：通常將數量級為千歐姆的中值電阻Rz的歐姆表設定為 Rx 100擋，。數量級為幾百歐姆的中值電阻Rz的歐姆表設定為Rm10擋，數量級為幾十歐姆的中值電阻Rz的歐姆表設定為 Rm1擋。3 .歐姆表參數的調整：設計好的歐姆表其參數要在實驗中作出調整然后才能進行校準。調整的原則是在標準條件下，組裝表的滿偏（外接電阻Rx = 0,時，

3、表頭指示滿偏）和半偏（外接電阻Rx =Rz時，表頭指示半偏）條件均得到滿足；調整方法是先由半偏條件改變調零電阻Rw滑動觸頭位置，再由滿偏條件調整R0的值，經過若干循環(huán)后，最終 R0的值可同時滿足滿偏和中偏條件 （注意，此調整方法若改變調整順序，則調整最終不收斂，即經過若干循環(huán)后，最終 R0的值不可同時滿足滿偏和中偏條件。）4 .歐姆表的擴程兩種方法：（1 ）并聯不同的分流電阻以減小量程:（3）串聯分壓式（b）并聯分流式如圖2冬量程檔歐姆表參考電路Ri ,使回路電流如圖2所示，在相同的電源電壓下，在基準檔的基礎上，并聯一電阻增大為原來的10倍，中值電阻降為原來的1/10,歐姆表此時量程和倍率都變

4、為原來的1/10;若并聯一電阻R2 ,使回路電流增大為原來的100倍，中值電阻降為原來的 1/100,歐姆表此時量程和倍率都變?yōu)樵瓉淼?/100。(2)提高電源電壓以增大量程(4)式可知，在表頭靈敏度( Ig)不變的情況下，若要增大量程以測更高的阻值的電阻,5.就要提高電源電壓，使中值電阻增大。定標：歐姆表表盤的標度尺可按下式確定 nmRZRX式中n為對應于Rx的表盤格數,nm為表盤總格數(表盤的原刻度是均勻分格的)實驗任務將Ig = 1mA的表頭設計并組裝成RxlQQ檔的串、并式歐姆表。1、“RM1QQ”檔歐姆表的中值電阻范圍1QQQQ < Rz < 15QQQ ；2、所設計并組

5、裝的歐姆表在工作電源1.3QV 1.65V范圍能機械調零。實驗室提供儀器的已知參數：Ig=1mA; Rg=155Q; Rg=3QQQ ; Rw=68;EQ=1.5V思路： 根據實驗室提供儀器的已知參數，選擇滿足設計要求的串、并式歐姆表的中值電阻Rz,并計算出相應的限流電阻RQ的設計值和電源電壓 Emin Emax調節(jié)范圍的理論值。1、串式歐姆表X1QQQ檔的電路圖見圖1:設電池新時的電動勢為Emax,壽命終了時的電動勢為Emin ,定標時的電動勢為Eq ,相應電動勢下的中值電阻分別記為Rzmax、Rzmin、Rz則有:-EoRz='=15000 （理論值）I gRzmax =R

6、6;+Rw+Rg（1）I gRzmin =& +Rg =予I g由（1）、式得.正=Emax -Em = Rw Ig = 0.68V. E _：E _取 Emin =Eo =1.50.34 =1.16V ,則 Emax = E0 +=1.5 + 0.34 = 1.84V22由（2）式得：R0 =Emn_ Rg =10050I g綜上所述：當中值電阻取 Rz=1500 時，電源電壓的調節(jié)范圍 1.161.84V比設計要求的大， 故滿足設計要求。2、并式歐姆表X100Q檔的電路圖見圖2:設電池新時的電動勢為 Emax,壽命終了時的電動勢為Emin ,定標時的電動勢為E0 ,相應電動勢下的中

7、值電阻分別記為Rzm axRzmin、Rz。令 Rz =1100由于E0記E0-IgRgRo所以R0 = E0 _ Ig Rg =9863Eo/Rz由圖2可看出，當調零電阻調到最大時，電源電壓取得最小值E = EminIgRgEmin =IgRg (Ig)Ro =1.2973/RgRw同理，當調零電阻調到最小時，電源電壓取得最大值E = EmaxIgRgEmax =IgRg (- Ig)Ro =1.6509/RG綜上所述：當中值電阻取 的大，故滿足設計要求。Rz=1100 時，電源電壓的調節(jié)范圍1.29731.6509V比設計要求實驗內容1 .在實驗中調試出并式歐姆表限流電阻R和電源電壓Emi

8、n Emax的實驗值。2 .對并式歐姆表進行定標，并制作出歐姆表表盤。3 .在實驗中調試出串式歐姆表中值電阻Rz和電源電壓Emin Emax的實驗值。4 .測出“RM 100”檔串式和并式歐姆表在工作電源為1.35V時的中值電阻，由此分析兩種方式歐姆表的優(yōu)劣。實驗數據表格1、對并式歐姆表實驗參數測試（Rz= 1100 Q）參數R/CEmin /VEmax/V理論值986.31.29731.6509實驗值相對誤差（為2、并式歐姆表定標（E=1.5V）Rx/C(x 100)OO10070504030201511864210Nx/格（實測）0.050.0Nx/格 （理論）相對誤差（%）3、對串式歐姆表實驗參數測試（R0 =1005, 1）參數Rz/ QEmin /VEmax/V理論值15001.161.84實驗值相對誤差（%4、1.35V時串、并式歐姆表中值電阻組裝形式串式歐姆表并式歐姆表1.5V時的中值電阻/11001.