完整大学物理实验报告之万用表的使用

大学物理实验报告

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实验日期 2017 年6 月6 日实验地点：实验楼B413室

(2)直流电压挡表头本身也是一个量程很小的直流电压表，其量程为V g=I g R g（I g 为表头满偏电流，R g为表头内阻）。根据分压原理，表头与不同的电阻串联就能得到不同的量程。图2是多量程电压表原理图。

(3)交流电压挡磁电式表头内永久磁体的磁场方向恒定，当通过交流电时，作用在可动部件上的力矩方向将随电流方向的变化而变化。由于表头可动部分惯性较大，它在某一方向力矩作用下，还来不及转动，力矩的方向又发生了变化，这样，表头的指针实际上不可能转动。所以，必须把交流电转换成直流电，才能测量。图3是多量程交流电压表原理图，图中D1、D2为整流元件。

(4)电阻挡图4是欧姆表的原理图，它由表头、电池、电阻R i和调零电阻R0组成。在a、b两端即红、黑两表棒之间可接入待测电阻R x。测量前，先把两表棒短路即R x=0。调节调零电阻R0使表头指针指到刻度线右端的满刻度，即欧姆表的零点。此时，电路中的电流

（式1）式中R z=R g+R0+R i+r称为欧姆表的综合电阻。这一步骤称为欧姆表的调零。

测量未知电阻R x时，将它接入两表棒之间，则电路中的电流为：

（式2）从上式可见，当ε和R Z恒定时，I仅随R x而变。它们之间有一一对应的关系。如果在刻度线上不同位置刻出相应的电阻值，那么在测量未知电阻时就可以在刻度线上直接读出被测电阻的数值。从式2还可以看出，R x越大、I越小，表头指针偏转的角度越小，刻度的间隔也越小。当R x→∞，即a、b间开路，I→0，指针在刻度线左端位

置不动，所以刻度线左端的欧姆刻度为∞。当R x=R z时，，指针将在刻度线的中央，所以R z又称为中值电阻。

综上所述，当R x在0→∞之间变化时，指针将在刻度线右端到左端位置间变化，正好与电流表、电压表的刻度相反。另外，标尺的刻度是不均匀的，R x越大，刻度越密。读数时必须注意。

为了精细地读数，万用电表中欧姆挡都有多种挡次。不同挡次的中值电阻是不同的，不同挡次之间通常采用十进制。具体线路较复杂，不在这里讲述。测量时，究竟应选择哪一挡次，这要看被测电阻的值而定。原则上应尽量选用R x在该挡次的中值电阻附近。

应该指出，由于新旧电池内阻r的变化，或者在换挡使用时，由于电路参数的变化，式1的条件往往不能满足。就是说，当R x=0时，电路中的电流将不等于I g,表买的指针并不指在刻度线右端的零欧姆处，产生了系统误差。因此测量前必须通过调零，以改变R0的阻值来满足式1的要求，从而达到I与R x的函数关系式2不变的目的。

2. 数字式万用电表

数字式万用电表是根据模拟量与数字量之间的转换来完成测量的，它能用数字把测量结果显示出来。其原理方框图如图5所示，主要包括直流电压变换器、模－数转换器、计数器、显示器和逻辑控制电路等部件。直流电压变换器的作用是把被測量（如