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设计万用表实验

2015年05月05日 14:15  点击:[]

万用表是实验室和工程测量中最常备的“工具”,它包含了分流,分压,整流等多种基本电路和电表改装的各种方法。

万用表实际上是一种多用途电表,由一个高灵敏度的电流表(通常量程为50mA100mA),配以不同的电路组成,可以测量交流和直流的电流及电压,电阻(有些还可测电感和电容)等。实验室常用的模拟式万用表有多种型号,图1和图2MF-30型万用表的面板图和线路图,作不同用途时,只需通过多档转换开关,就可以组成不同测量用途的仪表

实验重点:

1.掌握将微安表头改装成较大量程的电流表和电压表的原理与方法。

2.理解欧姆表测量电阻的原理,掌握用微安表头组装欧姆表的原理与方法。

3.学会用比较法校准电表。

实验难点:

1.欧姆表的刻度尺为反向刻度,且刻度是不均匀的,电阻值越大,刻度间隔越密,能够正确解释此现象。

2.正确掌握欧姆表调零和量程变换方法。

3.正确使用万用表。

实验操作界面如下图组所示:

 

电压表改装实验:

根据串联分压原理,自行设计电路并正确连线,完成连线操作,然后在数据表格中点击“连线”模块下的“确定状态”按钮,保存连线状态。通过鼠标左击或者右击调零旋钮,完成微安表调零。根据改装的量程,从微安表表盘上读取表头内阻,并计算分压电阻值。双击打开电阻箱窗体,调节电阻箱,使电阻箱的阻值等于计算得到的分压电阻值。将改装好的电压表通过表笔连接到待测信号箱的“V”字上面的接线柱,并将多档开关置于所使用的档位,根据改装后的电压表测量出未知信号的直流电压值,并将测量结果填写到数据表格中。

 

电流表改装实验

在实验内容栏中,用鼠标点击电流表改装实验,进入到电流表改装实验主场景,如下图:

 

自行设计电路并正确连线,完成连线操作, 根据电路图连接好电路,保存连线状态。完成微安表调零,从微安表表盘上读取表头内阻由分流公式计算分流电阻值 双击打开电阻箱窗体,调节电阻箱,使电阻箱的阻值等于计算得到的分流电阻值。将改装好的电流表通过表笔连接到待测信号箱的“I”字上面的接线柱,并将多档开关置于所使用的档位,根据改装后的电流表测量出未知信号的直流电流值,并将测量结果填写到数据表格中。

 

欧姆表改装实验

在实验内容栏中,用鼠标点击欧姆表改装实验,进入到欧姆表改装实验主场景,如下图所示:

 

根据欧姆定律,自行设计电路并正确连线,完成连线操作。 完成微安表调零。先将电阻箱1、电阻箱2阻值调节到最大(保护微安表),并将表笔短接,调节多档开关档位使电路导通;再调节电阻箱1阻值,使微安表恰好满偏,指针指向满量程刻度线位置,即完成欧姆档调零。将电阻箱3(电阻箱4也可以)从仪器栏中拖放到实验桌面上,取消表笔上的短路连线,并将表笔连接到电阻箱3上,同时调节电阻箱上的值为100Ω作为校准电阻,如下图所示:

 

打开电阻箱2调节窗体和微安表窗体,调节电阻箱2的阻值,使微安表指针恰好指向微安表下半部分表盘上标定好的100Ω刻度线,此时即完成欧姆表的校准。将改装好的欧姆表通过表笔连接到待测信号箱的“Ω”字上面的接线柱(待测电阻不分正负极),并将多档开关置于所使用的档位,根据改装后的欧姆表测量出待测信号箱上的未知电阻值,并将测量结果填写到数据表格中。

万用表改装实验

在实验内容栏中,用鼠标点击万用表改装实验,进入到万用表改装实验主场景。根据欧姆定律,自行设计电路并正确连线,完成连线操作,完成微安表调零,从微安表表盘上读取表头内阻由分流公式计算分流电阻。由于此时电流表已经改装完成,在改装电压档时,需要将改装后的电流档看作整体表头,由分压公式计算分压电阻。拆除电阻箱2两端的连线,并将电阻箱2的阻值调节到100Ω作为欧姆表的校准电阻,完成欧姆档改装。并将改装后的电流档看作整体表头(,参照欧姆表改装实验,实验中要求将电阻箱3作为校准电阻、电阻箱4作为调零电阻。同时为了使欧姆档的使用与电流档和电压档不冲突,在线路中加入一个单刀开关。当使用电流档测量和电压档测量时,单刀开关始终处于断开状态,只有在使用欧姆档进行测量时才闭合单刀开关,连线如下图:

 

重复上述步骤,完成欧姆表调零与校准,再将电阻箱2接回电压档改装时的位置。同时,调节电阻箱2阻值为电压档改装的分压阻值,即完成整个万用表的改装。如下图,当多档开关置于1档位时,对应万用表的电流档;多档开关置于2档时,对应万用表的电压档;多档开关置于3档时,对应万用表的欧姆档。使用改装好的万用表分别测量待测信号箱的未知电压、未知电流和未知电阻值,并将测量结果记录到实验表格中。

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