数字万用表设计性实验
数字电表原理及万用表设计实验
数字电表原理及万用表设计实验
在现代科技发展的背景下,数字电表和万用表成为了电子工程领域中不可或缺的工具。本文将介绍数字电表的原理和万用表的设计实验,并探讨它们在电子工程中的应用。
一、数字电表原理
数字电表是一种用来测量电流、电压和电阻等物理量的仪器。它与传统的模拟式电表相比,采用了数字技术,具有精度高、显示直观等优点。
数字电表的原理主要包括信号采集、信号处理和数字显示三个部分。信号采集是指通过电路将被测量的电流、电压等物理量转换成电压信号。这一步骤通常使用电流互感器、电压分压器等元件来实现。
信号处理是将采集到的电压信号进行放大、滤波、线性化等处理,以提高测量精度和稳定性。在这一过程中,运算放大器、滤波电路等被广泛应用。
数字显示是将处理后的模拟信号转换成数字信号,并通过LED数码管或液晶显示屏等方式进行显示。这一步骤中,模数转换器和数码显示芯片是关键元件。
二、万用表设计实验
万用表是一种集电压、电流、电阻等测量功能于一体的便携式测量仪器。它的设计实验主要包括测量范围选择、测量电路设计和显示方式设计三个方面。
测量范围选择是指根据被测量物理量的大小,选择合适的量程进行测量。万用表通常具有多档量程,可以通过旋钮或按键来进行切换。测量电路设计是保证测量精度和稳定性的关键。在设计中,需要考虑到电路的输入阻抗、输入电压、测量误差等因素,并采用合适的电路方案来实现。
显示方式设计是指选择合适的显示元件和显示方式来显示测量结果。万用表通常采用数码管或液晶显示屏来显示测量值,并根据测量范围的不同,选择合适的显示位数和小数点位数。
简易万用表的设计与制作实验报告
简易万用表的设计与制作实验报告
《简易万用表的设计与制作实验报告》
摘要:
本实验旨在设计并制作一款简易的万用表,通过实验验证其测量电压、电流和
电阻的准确性和稳定性。实验结果表明,设计的简易万用表能天准确测量不同
电路参数,并具有较好的稳定性和可靠性。
引言:
万用表是电子工程师和电子爱好者必备的仪器之一,它可以测量电路中的电压、电流和电阻等参数。本实验旨在设计并制作一款简易的万用表,通过实验验证
其测量电路参数的准确性和稳定性。
实验材料:
1. 电路板
2. 电压表
3. 电流表
4. 电阻表
5. 万用表外壳
6. 探针
7. 电阻、电容、电感等元件
8. 电源
实验步骤:
1. 将电压表、电流表和电阻表按照设计要求连接在电路板上,并固定在万用表
外壳内。
2. 连接探针,将万用表与电路中的不同元件连接,进行电压、电流和电阻的测量。
3. 对不同电路中的参数进行多次测量,记录数据并进行分析。
实验结果:
经过多次实验测量,设计的简易万用表能够准确测量不同电路中的电压、电流和电阻参数。测量结果与理论值基本吻合,具有较好的稳定性和可靠性。
结论:
本实验成功设计并制作了一款简易的万用表,通过实验验证了其测量电路参数的准确性和稳定性。这款简易万用表可以满足基本的电子测量需求,具有一定的实用价值。
未来展望:
在今后的研究中,可以进一步优化设计,提高测量精度和稳定性,使其更加适用于不同的电子测量场景。同时,还可以考虑增加其他功能,如温度测量等,使其成为更加全面的电子测量仪器。
数字万用表的设计
与指针式万用表相比较,数字万用表有如下优良特性: ⑴ 高准确度和高分辨力 ⑵ 电压表具有高的输入阻抗 ⑶ 测量速率快 ⑷ 自动判别极性 ⑹ 自动调零 ⑸ 全部测量实现数字式直读 ⑺ 抗过载能力强 所以,数字万用表受到用户的青睐,是从事电工、电子工程技术人员 必备的仪器表。本实验采用分体式结构,便于学生进行开放的设计性 实验,了解数字万用表的组成及调试技术,锻炼使用和维修数字万用 表的能力。
图(1)
数字万用表的基本组成
2. 本实验使用的DJL-Ⅱ型数字万用表设计性实验仪,其核心 是一个三位半数字表头,它由数字表专用A/D转换译码驱 动集成电路和外围元件、LED数码管构成。该表头有7个 输入端,包括2个测量电压输入端(IN+、IN-)、2个 基准电压输入端(VREF+、VREF-)和3个小数点驱动输 入端。
5
4.直流电流测量电路
测量电流的原理是:根据欧姆定律,用合适的 取样电阻把待测电流转换为相应的电压,再进行测 量。如图5,由于r>>R,取样电阻R上的电压降为 Ui=RIi 即被测电流 Ii=Ui/R 若数字表头的电压量程为U0,欲使电流挡量程 为I0,则该挡的取样电阻(也称分流电阻)为 R=U0/I0 I 如U0=200mV,则I0=200mA挡的分流电阻为R=1Ω 。
10M
数字万用表实验报告
数字万用表实验报告
引言
在现代科技高速发展的时代,数字万用表成为一种必不可少的
测量仪器。它的广泛应用使得我们能够方便地测量电压、电流、
电阻等各种电学参数。本实验旨在通过多个实验项目的研究与探索,深入了解数字万用表的原理、使用方法以及相关应用领域。
实验一
电压测量实验
首先,将数字万用表设置为直流电压测量模式,并连接电源电压。然后将测试笔分别连接至电源的两个极端,注意连接的极性。在读数窗口中可以看到数字万用表显示的电压数值。通过改变电
源电压,我们可以观察到数字万用表的读数也相应变化。
实验二
电流测量实验
在进行电流测量实验前,我们需要将数字万用表设置为直流电
流测量模式。然后,将数字万用表串联在电路中,注意将测试笔
依次与电源、电阻以及数字万用表相连。在读取电流数值时,需
注意电源电流大小不应超过数字万用表可测范围。通过改变电阻值,我们可以观察到数字万用表的读数随之变化。
实验三
电阻测量实验
在进行电阻测量实验时,首先需要将数字万用表设置为电阻测量模式。将测试笔分别接触待测电阻的两个极端,观察数字万用表读数窗口中的数值。通过改变待测电阻的大小,我们可以看到数字万用表的读数也会相应变化。
实验四
二极管正反向电压测量实验
将数字万用表设置为二极管正反向电压测量模式,并连接待测二极管。将测试笔分别与二极管的正、负极相连,观察数字万用表的读数窗口。通过改变待测二极管的极性,我们可以观察到数字万用表读数的变化。
实验五
电容测量实验
在进行电容测量实验前,我们需要将数字万用表设置为电容测量模式。首先将待测电容器两端与数字万用表的测试笔相连,然后观察并记录数字万用表的读数。通过改变待测电容器的大小,我们可以观察到数字万用表的读数与电容器容量成正比关系。
实验1_数字万用表的应用实验报告
电子测
实验报告
实验名称:数字万用表的应用
姓名:
学号:
班级:
学院:
指导老师:
实验一数字万用表的应用
、实验目的
1理解数字万用表的工作原理;
2熟悉并掌握数字万用表的主要功能和使用操作方法。
、实验内容
1用数字万用表检测元器件一一电阻测量、电容测量、二极管检测、三极管检测;
2用数字万用表测量电压和电流一一直流电压及电流的测量、交流电压及电流的测量。
三、实验仪器及器材
1低频信号发生器 1 台
2数字万用表 1 块
3功率放大电路实验板 1 块
4实验箱 1 台
54700Pf 、IN4007、9018 各1 个
四、实验要求
1要求学生自己查阅有关数字万用表的功能和相关工作原理,了解数字万用表技术指标;
2要求学生能适当了解一些科研过程,培养发现问题、分析问题和解决问题的能力;
3要求学生独立操作每一步骤;
4熟练掌握万用表的使用方法。
五、万用表功能介绍(以UT39E型为例)
1 概述UT39E型数字万用表是一种功能齐全、性能稳定、结构新颖、安全可靠、高精度的
手持式四位半液晶显示小型数字万用表。它可以测量交、直流电压和交、直流电流,频率,电阻、电容、三
极管6值、二极管导通电压和电路短接等,由一个旋转波段开关改变测量的功能和量程,共有28档。
本万用表最大显示值为士 19999,可自动显示“ 0”和极性,过载时显示“ 1”,负极性显示“―”,电池电压过低时,显示“C W"标志,短路检查用蜂鸣器。
2技术特性
A直流电压:
量程为200mV 2V、20V、200V和1000V五档,200mV档的准确度为土(读数的0.05 %+ 3
数字万用表实验设计
8.12 设计数字万用表
【实验目的】
1.了解数字电表的基本原理、常用双积分模数转换芯片外围参数的选择原则及电表的校准原则;
2.了解数字万用表的特性、组成及工作原理;
3.掌握分压、分流电路的原理;
4.设计制作多量程直流电压表、电流表及电阻表;
5.了解交流电压、三极管和二极管相关参数的测量。
【设计要求及实验内容】
1.设计制作多量程直流数字电压表,并进行校准(自拟校准表格,量程为:200mv、2v);
2.设计制作多量程直流数字电流表,并进行校准(自拟校准表格,量程为:200mA、20mA);
3.设计制作多量程数字欧姆表,并进行校准(自拟校准表格,量程为:200Ω、2kΩ、20 k Ω);
4.设计制作多量程交流数字电压表,并进行校准(自拟校准表格,量程为:AC, 200mv、2v);
5.二极管正向压降的校准和测量;
6.三极管h FE参数的测量。
以上实验,在1至3中选择2~3个实验题目为必做内容,4至6为选做内容。
【主要实验器材】
1.DH6505数字电表原理及万用表设计实验仪;
2.四位半通用数字万用表;
3.标准电阻箱。
【实验原理、方法提示】
1. 数字电表原理
常见的物理量都是幅值大小连续变化的所谓模拟量,指针式仪表可以直接对模拟电压和电流进行显示。而对数字式仪表,需要把模拟电信号(通常是电压信号)转换成数字信号,再进行显示和处理。
(1)双积分模数转换器(ICL7107)的基本工作原理
我们将完成从模拟电信号转换成数字信号的电路称为模数转换器(AD转换器)。数字万用表常用的转换器为双积分AD转换器。
数字万用表设计试验实验报告
实验名称: 数字万用表设计性实验讲义 实验目的:
掌握数字万用表的工作原理、组成和特性
掌握数字万用表的校准方法和使用方法 掌握分压及分流电路的连接和计算
了解整流滤波电路和过压过流保护电路的功用
实验原理:
1数字万用表的组成
2设计组装多量程直流电压表
采用串联电阻分压得原理,将最大电压为200mv 的表头量程扩大.
其中20V 量程缩放比例为
34512345100k
0.0110M R R R R R R R R ++==++++
这样,就扩大了量程.
2设计组装多量程交流电压表
因为是测量交流电压,所以在测量直流电压的基础之上加入AC-DC 整流滤波电路.测量的是交流电压的有效值. 其他测量电路与直流电压测量电路相同
试验记录 实验一
制作多量程直流数字电压表并作校准曲线 实验步骤
1连接小数点与对应量程相连 2连接参考电压 3连接分压电路
4调节电位器,输出150~200 mv 的电压(0.5mV 误差),使组装表与标准表对同一电压显示相同.
校准曲线如下
020406080100120140160180200
-0.10
-0.05
0.00
0.05
0.10
标准表 读数与组装表读数的差 值 m V
组装表读数 mV
交流电
直流电 图(8)AC-DC 变换器原理简图
实验二
制作多量程交流数字电压表并作校准曲线
1采用多量程直流数字电压表,并且加入AC-DC 电路
2调节电位器,输出0~2V 的电压(50mV 误差),使组装表与标准表对同一电压显示相同. 3校准测量,与记录及校准曲线的绘制
校准曲线如下:
接线总结
1先接公共的部分,及表头,小数点部分,再接其他部分;
数字万用电表的使用实验报告
数字万用电表的使用实验报告
数字万用电表的使用实验报告
引言:
数字万用电表是一种常用的电子测量仪器,广泛应用于电子工程、电力系统、通信工程等领域。本实验旨在通过对数字万用电表的使用实验,掌握其基本操作方法和测量原理,并验证其测量精度和稳定性。
实验目的:
1. 了解数字万用电表的基本组成和功能;
2. 掌握数字万用电表的操作方法;
3. 检验数字万用电表的测量精度和稳定性。
实验器材:
1. 数字万用电表;
2. 直流电源;
3. 电阻箱;
4. 电流表;
5. 电压表。
实验步骤:
1. 连接电路:根据实验电路图,依次连接电源、电阻箱、数字万用电表和电流表/电压表。
2. 打开电源:将直流电源接通,调节电源电压为所需值。
3. 测量电阻:将电阻箱设定为一个已知电阻值,通过数字万用电表测量该电阻值,并记录下来。
4. 测量电流:将电流表接入电路,通过数字万用电表测量电流值,并记录下来。
5. 测量电压:将电压表接入电路,通过数字万用电表测量电压值,并记录下来。
6. 关闭电源:实验结束后,将直流电源关闭。
实验结果:
1. 电阻测量结果:将电阻箱设定为100欧姆,数字万用电表测量结果为99.8欧姆,误差为0.2欧姆。
2. 电流测量结果:通过数字万用电表测量电流值为0.5安培。
3. 电压测量结果:通过数字万用电表测量电压值为5伏特。
讨论与分析:
通过实验结果可以看出,数字万用电表在测量电阻、电流和电压时具有较高的
精度和稳定性。在测量电阻时,由于电阻箱的设定值存在一定误差,因此测量
结果与设定值之间存在一定的偏差。在测量电流和电压时,数字万用电表能够
数字万用表设计性实验
数字万用表设计性实验
一、实验目的
1.了解数字万用表的特性、基本组成和工作原理。
2.掌握分压电路、分流电路的计算和连接。
3.学会数字万用表的直流电压的校准方法。
4.正确连接、组成测试直流电压的基本电路,掌握数字万用表的使用方法。
二、实验仪器
1.JD-SB-Ⅱ型数字万用表设计性实验仪一台
2.三位半或四位半数字万用表(作为标准表)一台
三、数字万用表的基本组成和原理
1.数字万用表的优良特性
与指针式万用表相比,数字万用表具有许多优良特性。诸如:高准确度和高分辨力;作为电压表具有高达10MΩ以上的输入阻抗;能够自动判别极性;自动调零;全部测量实现数字直读;具备比较完善的保护电路;具有较强的抗过压过流的能力等。所以,数字万用表受到用户的青睐,是从事电工、电子的工程技术人员必备的仪表。本实验仪采用分体式结构,便于学生进行开放的设计性实验,了解数字万用表的组成及调试技术,提高使用和维修数字万用表的能力。
2.数字万用表的基本组成
数字万用表的基本组成见图1。
不同型号的数字万用表还有其它一些附加功能,本实验只研究数字万用表的这些基本组成部分和基本功能。
由图1可见,数字测量仪表的核心是模数(A/D)转换、译码显示电路。本实验仪的核心是一个三位半数字表头,它由数字表专用A/D转换译码驱动电路和LED数码管等构成。该表头有7个输入端,包括2个测量电压输入端(IN+,IN-),2个基准电压输入端(V REF+,V REF-)和三个小数点驱动输入端(表头最左边一位小数点为dp1,依次为dp2,dp3)。为了使电路的连接清晰明了,本仪器不用数字万用表通常采用的拨盘式多刀量程转换开关,而是采用特殊的迭插头对,由实验者自己用连线连接有关电路,从而达到设计性实验的目的。
电子测量实验-数字万用表的应用
实验一数字万用表的应用
一、实验目的
1 理解数字万用表的工作原理;
2 熟悉并掌握数字万用表的主要功能和使用操作方法。
二、实验内容
1 用数字万用表检测元器件——电阻测量、电容测量、二极管检测、三极管检测;
2用数字万用表测量电压和电流——直流电压及电流的测量、交流电压及电流的测量。
三、实验仪器及器材
1 低频信号发生器 1台
2 数字万用表 1块
3 功率放大电路实验板 1块
4 实验箱 1台
5 4700Pf、IN4007、9018 各1个
四、实验要求
1 要求学生自己查阅有关数字万用表的功能和相关工作原理,了解数字万用表技术指标;
2 要求学生能适当了解一些科研过程,培养发现问题、分析问题和解决问题的能力;
3 要求学生独立操作每一步骤;
4 熟练掌握万用表的使用方法。
五、实验步骤
1用数字万用表检测元器件
1.1 通断检测:正确选取档位,检测功率放大电路实验板上线路连接是否良好。
1.2电阻测量:正确选择量程,测量功率放大电路实验板上电阻1R5、1R7和电位器W1的阻值。(填表1-1)
1.3 电容检测:正确选择量程,测量给定电容的电容量。(填表1-1)
1.4 二极管检测:正确选取档位,检测给定二极管1D1、1D2的好坏。(填表1-1)1.5 三极管检测:正确选取档位,检测给定三极管BG2、BG3的好坏。(填表1-1)
2 用数字万用表测量电压和电流
2.1 直流电压测量:正确选取档位,测量实验箱上直流电源电压Vcc。(填表1-2)2.2 直流电流测量:正确选取档位,测量集成功放电路静态时的总电流I。(填表1-2)
数字万用表的组装与调试实验报告doc
数字万用表的组装与调试实验报告
篇一:万用表组装_设计性实验报告
北京交通大学大学物理实验
设计性实验
实验题目
学院
班级学号姓名首次实验时间年月日
指导教师签字
目录
一.实验任务 ................................................ ................................................... .. (4)
1.分析研究万用表电路,设计并组装一个简单的万用表。 (4)
二.实验要求 ................................................ ................................................... .. (4)
1.分析常用万用表电路,说明各挡的功能和设计原理 ................................................
4 2.设计组装并校验具有下列四挡功能的万用
............ 4 3.给出将X100电阻挡改造为X10电阻挡的电
路 ................................................ .. (4)
三.实验主要器材 ................................................ ................................................... ........................... 4 四.实验方案 ................................................ ................................................... .. (5)
数字万用表的设计
大学物理设计性实验
姓名陈勇
学院理工学院
所学专业物理学
学号10213025
指导教师何仲
数字万用表的设计
一、实验目的
1、掌握数字万用表的工作原理、组成和特性。
2、掌握数字万用表的校准和使用。
3、掌握多量程数字万用表分压、分流电路计算和连接;学会设计制作、使用多量程数
字万用表。
二、实验仪器
数字万用表设计实验仪 1台
三、实验原理
1、直流电压测量电路
在数字电压表头前面加一级分压电路(分压器),可以扩展直流电压测量的量程。
数字万用表的直流电压档分压电路如图(2)所示,它能在不降低输入阻抗的情况下,达到准确的分压效果。
其余各档的分压比分别为:
实际设计时是根据各档的分压比和总电阻来确定各分压电阻的,如先确定
M R R R R R R 1054321=++++=总
再计算200V 档的电阻:K R R R 10001.054==+总,依次可计算出3R 、2R 、1R 等各档的分压电阻值。更换量程是需要调整小数点的显示,使用者可方便地读出测量结果。
2、直流电流的测量
测量电流是根据欧姆定律,用合适的取样电阻把待测电流转换为相应的电压,再进行测量。如图(3)
图(3)电流测量原理
实用数字万用表的直流电流档电路,如图(4)所示。
图(4)实用分流器电路
图(4)中各档分流电阻是这样计算的,先计算最大电流档(2A )的分流电阻5R (数字电压表最大输入为200mV )
图中的FUSE 是2A 的保险丝,电流很大时会快速熔断,起过流保护作用。两只反向连接且与分流电阻并联的二极管为塑封硅整流二极管,正常测量时,输入电压小于硅整流二极管的正向导通压降,二极管截止,对测量毫无影响。一旦输入电压大于0.7V ,二极管立即导通,双向限幅,电压嵌位在0.7V ,起过压保护作用。保护仪表不被损坏。用2A 测量时,若发现电流大于0.5A 时,应使测量时间小于20秒,仪器在面板上提供了待测电流接口,测量时可直接在本接口串入电流表进行测量。
电子电路设计报告--数字万用表电路设计与制作
电子电路设计报告
课题项目:数字万用表电路设计与制作
设计目的
设计要求
设计方案
四、电路原理图—附录1
五、元器件介绍
六、测试报告一一附录2
七、问题探讨
八、心得与体会
九、实物拍照一一附录3
一、设计目的
利用给定元器件设计一台数字式电压、电阻测量仪,通过原理设计和实物电路的制作掌握数字电路设计的基本方法及电路的焊接技术,同时复习、巩固以往的学习内容,达到灵活应用的目的。设计完成后在实验室进行自行安装、调试,在该过程中培养从事设计工作的整体概念。
二、设计要求
1、利用给定元器件设计一台数字式万用表能够实现不同档位的电阻和交、直流电压
的测量
2、完成电路原理图的设计及实际电路的焊接调试
3、技术指标:
量程范围
直流电压档:200V、20V、2V
交流电压档:200V、20V、2V
电阻档:2M、200K、20K、2K
显示
令三位半数码管显示
令过量程
令正负值
三、设计方案
1、整体思路
利用MC14433的数模转换功能实现对。〜2V电压的测量,并通过译码器及数
码管进行显示。利用运算放大电路及分压电阻将不同档位的待测参数转换为基
本0~2V之间的电压值,从而利用MC14433进行测量。
原理框图:
DC
2、电路分块分析
1)输入缓冲:
构成:由集成运放、电阻和二极管组成电压跟随器作用:输入电阻很大,
输出电阻很小,隔绝内外电路局部图:
利用MC14433将输入的模拟信号转换为电压值所对应的BCD码,再通过
CD4511将BCD码转换为驱动数码管显示对应数字的电平,从而实现对基本电压值的测量。通过MC1403基准电压芯片及电位器为MC14433提供
4.13_数字电表原理及万用表设计与组装实验_数字万用表
4.13_数字电表原理及万用表设计与组装实
验_数字万用表
4.13
数字电表原理及万用表设计与组装实验
电表是常用的电学测量仪器.按用途可分为直流电流表、交流电流表、直流电压表、交流电压表、欧姆表、万用表等;这些电表都可通过表头改装而成.表头是基本的电学测量工具,它可分为数字表、指针表等.任何一件仪器在使用前都应该进行校准,特别是在进行精密测量之前,校准是必不可少的.因此校准是实验技术中一项非常重要的技术.本实验通过学习电表的基础知识掌握如何进行电表的改装和校准,并学习焊接及组装技术.
本实验是利用数字表的工作原理,通过给定的外围线路,让学生设计出直流数字电压表、直流数字电流表、交流数字电压表、交流数字电流表和欧姆表.让学生了解id=“sogousnap0_0”>数字万用表的工作原理、组成和特性等,掌握分压分流、整流滤波、过压过流保护等电路的原理.
1.了解数字电表的基本原理及常用双积分模数转换芯
片外围参数的选取原则、电表的校准原则以及测量误差来源.
2.了解万用表的特性、组成和工作原理.
3.掌握分压、分流电路的原理以及设计对电压、电流和电阻的多量程测量.
4.了解交流电压、三极管和二极管相关参数的测量.
5.通过数字电表原理的学习,能够在传感器设计中灵活应用数字电表.
1.DH6505数字电表原理及万用表设计实验仪.
2.四位半通用id=“sogousnap0_1”>数字万用表.
3.示波器.
一、数字电表原理
常见的物理量都是幅值大小连续变化的所谓模拟量,指针式仪表可以直接对模拟电压和电流进行显示.而对数字式仪表,需要把模拟电信号转换成数字信号,再进行显示和处理.
讲义-数字万用表设计性实验
数字万用表设计性实验
随着大规模集成电路的发展,传统指针式电表已逐渐被数字式电表所取代。数字万用表具有高精确度、高分辨率、高测量速率等诸多优点,HLD-WYB-Ⅲ型数字万用表设计性试验仪能提供测量与显示所需要的独立模块,可将独立的电路模块进行有机结合构成各种使用的数字万用表测量电路。
【实验目的】
1、了解万用表的特性、组成和工作原则
2、学会电表改装的分压、分流原理
3、学会将非电压量转换成电压量(即电流-电压;电阻-电压等)
【实验仪器】
1、HLD-WYB-Ⅲ一台
2、三位半数字万用表一台
3、导线若干
【仪器介绍】
仪器面板如下图所示:
面板说明:
1、电源开关
2、200mV量程3位半直流数字电压表头
3、电压表头的小数点移动开关(小数点位置根据需要自行设置,但不影响表头的实际量程)
4、0-20V直流电压源
5、0-20V交流电压源
6、三极管放大倍数测量电路
7、待测元件组
8、电阻测量电路
9、实用分压器 10、实用分流器 11、多量程分压器 12、多量程式分流器 13、交流-直流转换电路
【实验原理】
无论何种数字表电路它通常由A/D转换电路,时钟电路,驱动电路,显示电路等组成。而本实验中使用的
电压表电路是由7107主体构成。从原理上讲,它所组成的仅仅是一个能测量小于199.9mV 的直流电压表,对于实验来说,要测的物理量不只是电压,还有电流、电阻等。
要测量电流或电阻,就必须通过某种“I -V ”、“R -V ”转换电路将其它的非电压信号转换为直流电压信号,才能用数字直流电压表头测量。另外,对于交流电压和交流电流还要先将其变换为直流然后再用数字直流电压表头测量。
数字万用表的原理及使用实验报告
数字万用表的原理及使用实验报告
实验目的:熟悉数字万用表的原理及使用方法,掌握其在测量电路中的应用。
实验器材:数字万用表、干电池、电阻器、LED灯等元器件。
实验原理:
数字万用表是一种用于测量电路中电压、电流、电阻等量值的电子测量仪器。其原理是采用数字化技术对模拟信号进行采样、处理和显示。其中,模拟信号是指包含连续变化的量值,例如电压、电流等,而数字化技术则是将模拟信号转换成数字信号,以便在计算机或数字电路中进行处理。
数字万用表包含多种功能测量模式,例如电压测量、电流测量、电阻测量等。测量时,将测试端口连接至待测元器件的引脚上,数字万用表会自动切换至相应的测量模式,并在数码显示屏上显示出相应的电量数值。
实验步骤:
1. 将数字万用表的电源开关打开,选择电压测量模式。
2. 将红色测试笔连接至干电池的正极,将黑色测试笔连接至负极,记录下干电池的电压值。
3. 将电阻器接在干电池的正负极之间,通过数字万用表测量电阻器的电阻值。
4. 将LED灯连接至干电池的正负极之间,记录下其工作电压。
5. 测量电流时,将数字万用表的测量导线连接成串联电路,将红色测试笔接在电流输入端口,将黑色测试笔接在电流输出端口上。然后,将串联电路中的元器件接到电源上,通过数字万用表测量电路中的电流。
实验结果:
1. 干电池的电压为1.5V
2. 电阻器的电阻值为100Ω
3. LED灯的工作电压为1.8V
4. 电路中电流值为0.015A
实验结论:
数字万用表是一种方便快捷的电子测量仪器,可以用于测量电路中的多种电量。
在实验中,我们通过数字万用表对干电池的电压、电阻器的电阻值、LED灯的工作电压和电路中的电流进行了测量,掌握了数字万用表的基本使用方法及原理。
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普通物理实验C
课程论文
题目数字万用表设计实验学院物理科学与技术学院
电子信息工程学院
专业物理学师范
年级2010级1班
学号222010315210011 姓名彭书涛
指导教师陶敏龙老师
论文成绩
答辩成绩
2011年12 月06 日
数字万用表设计性实验与分析以及实验改进体系
彭书涛
西南大学物理科学与技术学院,重庆 400715
摘要:本论文探讨数字万用表设计实验的思路和实验方法以及改进数字万用表灵敏度的改进方法,从实验入手解决试验中的操作和实验做法的问题,后接着就实验从误差分析入手解决并进行改进方案的讨论。
关键词:数字万用表;设计实验;改进方案;
一、实验内容:
1)制作量程200mA的微安表(表头);
2)设计制作多量程直流电压表;
3)设计制作多量程直流电流表;
二、实验仪器:
WS-I数字万用表设计性实验仪三位半数字万用表
三、实验原理
1.数字万用表的组成
数字万用表的组成见图1。
数字万用表其核心是一个三位半数字表头,它由数字表专用A/D转换译码驱
动集成电路和外围元件、LED数码管构成。该表头有7个输入端,包括2个测量
电压输入端(IN+、IN-)、2个基准电压输入端(V
REF +、V
REF
- )和3个小数点驱动
输入端。
图1 数字万用表的组成
2.直流数字电压表头
“三位半数字表头”电路单元的功能:将输入的两个模拟电压转换成数字,并将两数字进行比较,将结果在显示屏上显示出来。利用这个功能,将其中的一个电压输入作为公认的基准,另一个作为待测量电压,这样就和所有量具或仪器的测量原理一样,能够对电压进行测量了。见图2。
图1 200mV(199.9mV)直流数字电压表头及校准电路
3.多量程直流数字电压表
在数字电压表头前面加一级分压电路(分压器),可以扩展直流电压测量的量程。如图3所示,U 0为电压表头的量程(如200mV),r 为其内阻(如10M Ω),r 1、r 2为分压电阻,U i0为扩展后的量程。
图3 分压电路原理 图4多量程分压器原理电路
图5 实用分压器电路
多量程分压器原理电路见图4。
采用图4的分压电路虽然可以扩展电压表的量程,但在小量程档明显降低了电压表的输入阻抗,这在实际使用中是所不希望的。所以,实际数字万用表的直流电压档电路为图5所示,它能在不降低输入阻抗的情况下,达到同样的分压效果。
4. 多量程直流数字电流表
数字电压表 0∼U 0
0∼U i0
r 1
r 2
r IN+
IN-
U 动 片 2
数字电压表头
U IN-
IN+
测量电流的原理是:根据欧姆定律,用合适的取样电阻把待测电流转换为相应的电压,再进行测量。如图6。由于r>>R ,取样电阻R 上的电压降为 i i RI U = 即被测电流为 R U I i i /=,多量程分流器电路原理见图7。
图6 电流测量原理 图7 多量程分流器电路
图7中的分流器在实际使用中有一个缺点,就是当换档开关接触不良时,被测电路的电压可能使数字表头过载,所以,实际数字万用表的直流电流档电路为图8所示。
图中的BX 是2A 保险丝管,电流过大时会快速熔断,超过流保护作用。两只反向连接且与分流电阻并联的二极管D 1、D 2为塑封硅整流二极管,它们起双向限幅过压保护作用。正常测量时,输入电压小于硅二极管的正向导通压降,二极管截止,对测量毫无影响。一旦输入电压大于0.7V ,二极管立即导通,两端电压被限制住(小于0.7V),保护仪表不被损坏。用2A 档测量时,若发现电流大于1A 时,应不使测量时间超过20秒,以避免大电流引起的较高温升影响测量精度甚至损坏电表。
图8实用分压器电路
I U i
动
四、实验步骤
1. 制作200mV(199.9mV)直流数字电压表头并校准
使用电路单元:三位半数字表头,直流电压校准,直流电压电流,分压器。
按图2接线,参考电压V
REF
输入端接直流电压校准电位器,左数第三位小数点dp3接到多量程直流数字电压表的小数点控制电路量程转换单元的“动片1”插孔以获得一位小数显示。利用待测直流电压源和分压电阻获得150mV左右的校准电压,把一只成品数字万用表(称为标准表)置于直流电压200mV档与表头输入端并联,调整“直流电压校准”旋钮使表头读数与标准表读数一致(允许误差±0.5mV)。然后保留虚线框内的线路,拆去其余部分即可。
2. 制作多量程直流数字电压表
(1)扩展电压表头成为多量程直流电压表。
按图5接线,“动片2”作为量程转换开关,“动片1”作为控制小数点显示的开关。
(2)用自制电压表测直流电压
测量WS-1实验仪上的待测直流电压:调节“直流电压电流”单元的电位器,
可以改变直流电压U
改装的大小和极性,分别测出对应的标准电压U
标准
,数据填
入记录表格。
3. 制作多量程直流数字电流表
(1)制成多量程直流数字电流表
使用电路单元:三位半数字表头,直流电压校准,分流器1或分流器2,电流档保护电路,量程转换与测量输入。按图8接线,“动片2”作为量程转换开关,“动片1”作为控制小数点显示的开关。
(2)用自制电流表测直流电流
测LED的电流:将自制电流表和标准电流表串接在待测直流电流Ⅰ电路中,调节电位器可观察到电流I
改装
的大小、极性的变化以及LED发光情况的相应变化,
改变I
改装(从-5.00mA到+5.00mA,每隔1.00mA测一次),分别测出I
标准
。数据填
入表格。