直流电流表交流电压表

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表原理图。由于被测交流电压ui加在运算放大器的同相端，故有很高
的输入阻抗。又因为负反馈能减小反馈回路中的非线性影响，故把二极管桥路和表头置于运算放大器的反馈回路中，以减小二极管本身非
线性的影响。
图5.3 交流电压表原理图
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实验五用集成运算放大器组成万用电表
表头电流I与被测电压ui的关系为
U o U REF I R3
(5-7)
经整理得
U REF RC I R1 R3
(5-8)
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实验五用集成运算放大器组成万用电表
可见，电流 I 与被测电阻成正比，而且表头具有线性刻度，改变 R1 值，可改变欧姆表的量程。这种欧姆表能自动调零，当 RC=0 时，电路变成电压跟随器， Uo=UREF，故表头电流为零，从而实现了自动调零。二极管D起保护电表的作用，如果没有D，是当RC→∞，即测量端开路时，运算放大器的输出电压将接近电源电
ui I R1
(5-4)
电流I全部流过桥路，其值仅与ui/R1有关，与桥路和表头参数
无关。表头中电流与被测电压ui的全波整流平均值成正比，若ui为正弦波，则表头可按有效值来刻度。被测电压的上限
频率决定于运算放大器的频带和上升速率。
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3．交流电压表的安装与调试
按图5.3连接电路图，改变R1的电阻值，观察表头读数，并自拟表格将实验数据记录于表格中。
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4．交流电流表的安装与调试按图5.4连接电路图，调整R1、R2的电阻比值，观察
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由于图 5.1 是一个简易的直流电压表原理图，因此，此电路只适用于测量电路与运算放大器共地的有关电路。当被测电压较高时，在集成运算放大器的输入端口应设置衰减器。
图5.1 直流电压表原理图
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1．直流电压表
图5.1为由集成运算放大器构成的直流电压表原理图。表
头电流I与被测电压Ui的关系为
Ui I R1
(5-1)
由式(6-1)可知，表头的电流I与其串联电阻无关，与表头的
参数也无关，只要改变R1的电阻值，就可进行量程切换。
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三、实验原理在测量中，电表的接入应不影响被测电路的原工作状
态，因此，就要求电压表具有无穷大的输入电阻，电
流表的内阻应为零。但实际上，电表表头的可动线圈总是有一定的内阻，此外，交流电表中的整流二极管的压降和非线性特性也会产生误差。如果采用集成运算放大器组成电表，就能够大大减小这些误差，提高测量精度。
所以
(5-1)
R1 I (1 ) I1 R2
(5-2)
因此，改变电阻比R1/R2可调节流过电流表的电流。如果被测电流较大时，应给电流表表头并联分流电阻。
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3．交流电压表图5.3是由运算放大器、二极管整流桥和直流毫安表组成的交流电压
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一、实验目的 (1) 掌握由集成运算放大器组成的万用电表。
பைடு நூலகம் (2) 学会万用电表的组装与调试。
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二、预习要求 (1) 阅读实验原理，了解直流电压表、直流电流表、交流电压表、交流电流表和欧姆表的工作原理。 (2) 预习实验内容，根据实验要求自拟实验数据表格
2．直流电流表
图5.2是浮地直流电流表的电路原理图。按此种方式构成的
电流表可像常规电流表那样，串联在任何电流通路中测量电
流。
图5.2 直流电流表原理图
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实验五用集成运算放大器组成万用电表
表头电流I与被测电流I1间关系为
I1 R1 ( I1 I ) R2
4．交流电流表
图5.4为浮地交流电流表原理图，表头读数由被测交流电流I的全波整流平均值I1AV决定，即
R1 I 1 I1AV R2
如果被测电流I1为正弦电流，即I1=
(5-5)
I1sint，则式(6-5)可写为 2
(5-6)
R I 0.9 1 1 I1 R2
压，使表头过载。有了D就可使输出钳位，防止表头过
载。调整R3，可实现满量程调节。
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四、实验内容与步骤
1．直流电压表的安装与调试
(1) 按图5.1连接电路图，改变R1的电阻值，使直流电压在
三个量程中变化。 (2) 在输入端接入直流电压，分别测量三个量程的电压范围，
表头可按有效值来刻度。
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5．欧姆表
图5.5为多量程的欧姆表原理图。在此电路中，运算放大器改由单电源供电，被测电阻RC跨接在运算放大器的反馈回路中，同相端加基准电压UREF。
图5.5 交流电流表原理图
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并自拟表格将实验数据记录于表格中。
注意：对安装的电路应进行校验确定，校验一般采用对比法，即用标准表或标准电阻与被校验表的读数进行比较检验和调
整。
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2．直流电流表的安装与调试按图5.2连接电路图，调整R1、R2的电阻比值，观察表头读数，并自拟表格将实验数据记录于表格中。
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图5.6 欧姆表原理图
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因为 U N UREF 即
RC
I1 I C
U REF U o U REF R1 RC
R1 (U o U REF ) U REF
因此，流经表头的电流