万用电表的制作

万用电表的制作与定标

物理091 包张燕杨莉丽

【摘要】万用表是一种多功能、多量程的电学仪器。它可在几个不同量程测量直流电流、直流和交流电压、电阻等。

本实验根据万用表的原理，实践动手，设计制作出一种简单而又实用的万用电表，可测直流电流、直流电压、电阻和交流电压，并对其各档进行了校验。【关键词】万用电表、电位器、整流、调零、中值电阻、校验

【实验仪器和工具】

万用电表制作电路板（附表头），多量程直流电流表，滑线变阻器，多量程直流电压表，电阻箱，直流6V电源，功率函数发生器，MF500型万用表，甲型干电池，数字万用表。

1.量程为150μA，内阻约为560Ω的表头一只；

2.2AP9型二极管两只以及各种阻值的电阻及导线若干；

3.改装万用表用实验板一块；

4.毫安表、伏特表、电阻箱、电源、万用表、滑线变阻器各一只；

5.电烙铁等焊接工具。

【实验前应回答的问题】

1.如何测定表头内阻？答：半偏法。

2.测量交流电流的电路中为何要用两个二极管？答：这样就可以把交流电流转

化成直流电路，便可测出。

3.欧姆表中值电阻如何确定？答：欧姆表的中值电阻为电表的内阻，这样电流

为总电路的一半，指针指向表头中间。

4.欧姆表为什么要设置调零电阻？如何计算它的阻值？答：因为电池内阻在测

量时可以看成定值，但是他是串联在中值电阻以外的。他不能随同档位的变化而变化。所以对于不同的档位其引起的误差不同。

【实验原理和实验设计】

1.万用表原理图

2．直流电流档的设计

如上图，表头量限为，若扩大为，则

3.直流电压档的设计

由于已经设计了，并联后，令U为该档量程，则有：

对5V档则

5.欧姆表的设计

单独拿出欧姆表设计图，由，其中Rx为外接待测电阻。这就决定了指针表是非线性的。从上式可看出，I并不是随Rx线性变化的，这决定了欧姆表度盘的分度是不均匀的。

【实验要求】

1.有如下三档的万用电表：直流电流0.5mA 、直流电压5V、欧姆档×100Ω。2．在课前参照设计要求，算出RI、R、Rw、RΩ、RV的阻值及欧姆档的中值电阻。3．先熟悉万用表制作面板结构，设计计算出的各电阻均由可变电阻（电位器）替代，先不接线，通过数字万用表调成所需的值。

4．检验设计表的电流、电压各档。

(1)校验电压、电流档，参照右图连外接线路（校验电流档时一定要串电阻箱R）；该2档均各校验3点，校验数据如下：

5．校验欧姆档

短接欧姆档外路两端，调节调零电阻Rw使欧姆表指零。

【思考】

1.用欧姆表能否测量电源的内阻或灵敏电流计的内阻？为什么？

答：不行，欧姆表只能用来测外电阻。

2.能否用万用表检查一回路中的电阻值？怎么做？

答：可以的，将电路断开，将万用表的两个表笔与电阻两端接触。

3.能否用万用表检查一回路中电流值？怎么样做？

答：可以的，把万用表串联进电路，打到直流电流档即可。

4.为什么用欧姆档测电阻时，黑表笔的电位高于红表笔的电位？

答：因为黑表笔接万用表内部电源的正极，红表笔接内部电源的负极。所以黑表笔的电位高于红表笔的电位。

【误差分析】

1. 装万用表所用的电阻都是根据给出的标准算出的，但是实际用的电阻与理论计算出的电阻并不完全一致，这必然将导致实际的量程与理论值不符，也必将导致测量结果与标准表的测量结果有出入。

2. 组装万用表时，电路各连接点的电阻不容忽视，这也给实验造成了一定的影响。

3. 测试万用表性能时，所用的电表与组装表的规格相差过大，导致测试数据的可信度降低。

4. 表头的本身存在的误差。

5. 其它导致误差的因素，如读数误差等等

【体会及感想】

对于本实验，是我一次很好的学习机会，既能加深理解，学会运用所学理论知识；又能提高我的考虑实际问题、解决实际间题的综合分析能力与独立动手能力。使我了解要取得实效，达到预期目的，必须充分做好准备工作，既要有必要的物资准备，更要有足够的思想准备，明确实验的目的、任务及其实施的艰辛。在这次实验中我深深的感受到物理世界的伟大，使我对物理有了更高的兴趣，希望我以后有更多的机会参与这样的实验来提高自己，丰富自己。

参考文献：

1.杨述武主编。《普通物理实验（二、电磁学部分）》。高等教育出版社、800.5

第三版

2.张浩天朱世嘉。电磁学实验。北京大学出版社，1993年

3.范家师。电磁学实验。中山大学物理系，1980年5月