多用表的设计与组装

多用表的设计与组装

一:实验目的

(1)掌握将一表头改装为双量程电流表和双量程电压表以及欧

姆表的原理和设计方法.

(2)学习多用表的组装和欧姆表的标定.

二：实验器材

(1)直流稳压电源(一台)

(2)滑线变阻器(100Ω和10kΩ（或5kΩ）各一个)

(3)100μA改装表头(一只)

(4)0.5级微安表(一只)

(5)电流表(一只)

(6)电压表(一只)

(7)电阻箱（0.1级标准电阻箱10kΩ，100kΩ各一只）

(8)干电池(一只)

(9)单刀开关(2只)

（10）导线若干

（11）3头接线柱（1只）

三:实验原理

(1):用替代法测量表头的内阻Rg

方法：将开关K合向位置1,调整电流I,使改装表指针满偏并记下标准表读数.将开关K合向位置2,调整电阻箱R,使标准表读数达到同样的数值,此时电阻箱示值即为表头内阻Rg.

(2):将表头改装成双量程电流表:

方法:在表头两端并联两串联电阻Rs1和Rs2,表头及Rs1和Rs2组成的整体就是电流表.

并联电阻:

○1

○

2 (3):将表头改装成双量程电压表

方法:在表头上串联两电阻Rp1, Rp2使超过表头所能承受的那部分电压降在电阻Rp1, Rp2上.表头和电阻Rp1, Rp2组成的整体就是电压表.

○

3

○4

(4):电表的误差和校准:

为了减少改装表的误差,对改装表在量程范围内选取若干点校准测量,根据校准结果绘制校准曲线,通过校准曲线可以确定改装电表的准确度等级.

电表的准确度等级分为:0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5和5.0七个等级.

Is为标准表读数,Ix为改装表读数.

(5)欧姆表设计:

Rt为调零电阻,R0为限流电阻,E为干电池,Rx为待测电阻.接入Rx 后:Ix= E/ (Rg + Rt + R0 + Rx) ，当E和Rg+ R0 + Rt的值一定时, Rx与Ix 的值一一对应,因此,将电表刻度盘按电阻值来划分刻度(非均匀刻度),即构成欧姆表.零电阻(ab短接)对应于电流最大值;当干电池经使用电

动势下降时, Rt可用来调节零点.

（6）多用电表电路

四:实验内容

实验时,电源电压E不要高于3V，正确选择滑线变阻器.

（1）测定表头满偏电流Ig,表头的内阻Rg

○1开关K2合向位置1,两个滑线变阻器的滑动触头均置于安全位置. ○2合上K1,正确改变滑线变阻器滑动触头的位置,使改装表头指针偏转至满刻度100μA ,此时标准微安表的示值即为满偏电流Ig.变阻器置安全位置, 开关K2合向2,调整电阻箱R0使标准表电流为Ig,此时,电阻箱R0示值即为内阻Rg

(2)将表头改装成1mA和2mA的电流表:

○1根据式○1式○2计算分流电阻Rs1和Rs2 .

○2实验修正电阻Rs1和Rs2的阻值.改变K2位置使标准表电流为分别1mA; 2mA时改装表指针均能正好偏转满刻度.○3校准电流表:改装表从满偏(1mA; 2mA)起到零刻度,由大到小均匀取11个值进行校准,然后再增加电流重复测量一遍至满刻度为止.分别记录对应标准表读数求平均,即为各取值点的校准值.

(3)将表头改装成1V和2V的电压表:

○1计算分压电阻Rp1和Rp2.

○2实验修正电阻Rp1和Rp2阻值.

将K2分别合于位置1和位置2 ,调节Rp1和Rp2阻值,使标准表电压读数分别为1V和2V时,改装表指针均正好偏转满刻度.

○3校准电压表.

改装表从满偏(1V和2V)起到零刻度,由大到小均匀取11个值进行校准,然后再增加电压重复测量一遍至满刻度为止.分别记录对应标准表

读数求平均,即为各取值点的校准值.

（4）设计一测量90KΩ殴姆表并对表头刻度进行定标:

○1将Rt置于最大值位置,选择合适的电阻值R0,使当ab间短路时,表头指针能满偏.

○2接入电阻箱Rx (90KΩ)记下表头指针指示位置的Ix值.从90KΩ到0 Ω选7个不同的Rx值,分别记录Ix值,对表头刻度进行定标.

•测定表头满偏电流Ig:

（4）组装多用电表

五：数据记录与处理

（1）表头满偏电流Ig = ____μA，表头内阻Rg = ____Ω

（2）改装成1mA和2mA的电流表:计算分流电阻Rs 1= ___Ω , Rs 2= ___Ω ,通过实验修正的实际分流电阻Rs1’= ___Ω和

Rs2’= ___Ω

1mA电流表数据

（3）改装成1V和2V的电压表:计算分压电阻Rp1 = ___Ω, Rp2 = ___Ω,通过实验修正的实际分压电阻Rp1’=___Ω和Rp2’=___Ω（

）

（4）改装成测量90KΩ殴姆表:

90KΩ殴姆表数据记录表:

（5）分别作改装电流表和改装电压表的校准曲线（6）确定改装后电流表和电压表的准确度等级K. （7）误差分析

注：具体实验可以省略一部分