指针式万用表的设计与组装Word格式.docx
- 文档编号:18678569
- 上传时间:2022-12-31
- 格式:DOCX
- 页数:11
- 大小:194.73KB
指针式万用表的设计与组装Word格式.docx
《指针式万用表的设计与组装Word格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《指针式万用表的设计与组装Word格式.docx(11页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
图1测量直流电流原理图
(2)直流电压。
图示为测量电压电路图。
它与测量电流的电路相比仅差一个分压电阻Rv被测电压加在+、-两端,经过Rv的分压后进入电流回路,改变分压电阻的大小,就可以改变测量电压的量程。
图2测直流电压原理图
(3)交流电压。
要测量交流,附有整流器。
图示电路中D1将正弦交流电压转换为单向脉动电压,单向脉动电压的平均值与交流电压的有效值成正比。
所以以微安表头的指示也与交流有效值成正比。
量程的选择与测量直流电压一样,可以改变分压电阻Rv的值改变被测电压的大小。
图3测量交流电压原理图
(4)电阻的测量。
被测电阻也是连在“+”“-”两端,当电阻接入后,表头中就有电流I通过,如图所示:
其值I=U/(Rx+Rr+Rg’)
其中Rx是被测电阻,Rg’是从a,b两端看进去的等效电阻。
由上式可见电流I与被测电阻Rx有关。
表上即可按此关系将电流值换算为相当于Rx的电阻值刻度。
被测电阻越小,即电流越大,因此指示越大。
测量前因先将接线两端短路,看偏转是否最大,而指示在零,否则可以调节电阻Rg2进行校正。
图4测量电阻原理图
5、主要参数计算
(1)直流电流电路参数计算。
一个电流表,满量程就是它的灵敏度。
例如一个灵敏度为289μA,内阻为1040Ω的表头,这个表头就是一个289μA的电流表,在图1中,Ig=289μA,Rg=1040Ω。
为了使头能够测量不同数量级的电流,我们可以用分流的方法来解决。
例如:
用Ig=289μA,Rg=1040Ω的表头测量电流为1mA的值,就必须并联一个分流电阻,其分流电阻的计算如下:
(如图1所示)
I=Is+IgRg*Ig=Rs*Is
所以Rs=Rg*Ig/Is=Rg*Ig/(I-Ig),已知Ig=289μA,Rg=1040Ω,I=1mA 代入
则Rs=Rg*Ig/Is=Rg*Ig/(I-Ig)=289*10-6*1040/[1000-289*10-6]=423Ω
如果需要数个电流量程,则可采用闭环式分流电路,如图5所示。
例如
图5直流电流电路参数计算
Ig=289μA,Rg=1040Ω的表头,量程分别为1mA、50mA、100mA、250mA四个量程的电流,由上式计算可知,最小量程时分流最小,分流电阻最大,因此,设Rs=R1+R2+R3+R4=423Ω,则Rs=423Ω。
量程为50mA时的分流可按下式计算:
,由图5知:
根据式:
I=Is+IgRg*Ig=Rs*Is
此时分流电阻为Rs=R1+R2+R3=423-R4,Is=50000-289Rg’=1040+R4
代入公式:
(423-R4)*(50000-289)=289*(1040+R4)
(R1+R2+R3)*(50000-289)=289*(1040+423-(R1+R2+R3))
(R1+R2+R3)=289*(1040+423)/50000=8.46Ω
R4=423-R1+R2+R3=423-8.46=415.54Ω
其余类推。
根据同样的方法有多个量程可以分别算出相应的分流电阻。
请各位计算出其它的电阻。
(2)直流电压电路的参数计算。
在万用表中,直流电压档通常把电流档的分流电阻作为表的内阻,并且为不同量程的分压电阻Rs共用,以图6a为例,我们将测量电压的电流从1mA点引入,而且将电路简化为图6b所示。
此时,它实际上电压的灵敏度为I=1mA,表头电压降为1*(1040//423)=1*300=300mV的电压表。
测量电压绝大多数都是采用降压的方式来限制通过仪表的电流,多档电压表的基本电路如图6b所示。
图中Rg’=300Ω,Ig’=1mA。
(例U1=10V,U2=50V)
图6直流电压参数计算
分压电阻值可按下列公式计算
Ru1=U1/Is’-Rs’代入数据后,Ru1=U1/Is’-Rs’=10/1*10-3-300=9700Ω
Ru2=(U2-U1)/Is’-Rs’=40/1*10-3-300=40K
在万用表中,常常用每伏特的电阻值来表示电压灵敏度,即:
Ω/V=1/Ig’=1/1*10-3=1000Ω/V
(3)交流电压电路参数的计算。
万用表测量交流仅限于测量正弦波。
由于表头为直流,必须使交流电压整流为直流后方可测量。
在万用电表中,采用半导体二极管作为整流元件。
图8所示为交流电压测量电路为单向半波整流电路。
电流为单向脉动电流,半波单向脉动电流为交流有效值的0.45倍,因此灵敏度为1mA的测量机构,就相当于流过交流有效值的Iv=I/0.45=2.22mA的交流电流。
设U1=10V,U2=250V则
Ru1=U1/Iv=10/1*10-3-300=4200Ω
Ru2=(U2-U1)/Iv-Rs’=240/2.22*10-3-300=108K
图8测量交流电压原理图
(4)直流电阻电路参数计算。
在图9所示测量电阻电路中,若将1、2两点短路,这时仪表指示恰好满刻度值。
即:
Imax=U/(Rg’+Rr)
将1、2两点断开,串入被测电阻Rx,此时回路中的电流为I=U/(Rg’+Rr+Rx),若Rx=Rg’+Rr,则回路中的电流I减小到Imax/2,即表头指针恰好指在标尺的中间位置,我们称它为中值电阻,用RT来表示。
当选定RT后便可对标尺进行电阻值刻度。
当Rx=0时,指针偏转在满刻度;
当Rx=RT时,指针偏转在中心;
当Rx=2RT时,指针偏转在1/3处;
当Rx=5RT时,指针偏转在1/6处;
当Rx=∝时,指针不动。
因此电阻值在标尺的刻度上是自右向左递增的,其刻度分布是不均匀的,右半刻度比较稀疏,左半刻度紧密,欧姆计通常是用干电池作为电源的,干电池用久后两端的电压会下降,这样当Rx=0时指针将在0Ω的左边,为了消除这种测量误差,必须在欧姆计测量电路中加一个调零电阻,如图9所示中的Rs3。
若允许干电池的最低电压为1.2V,设计时电源按Umin=1.2V,Rs3的触点移到a点计算,当换用新电池后(Umax=1.6V)可调节Rs3的触点,使Rx=0时指针仍可以在满刻度的位置上。
设电阻中心值RT=1200Ω,试计算电阻测量电路中各参数的数值。
Imin=Umim/RT=1.2/1200=1mA(Rs3的触点在a端)
Rr=RT-Rs//Rg=1200-1040*423/(1040+423)=900Ω
根据前面电流表计算中知,Rs=423Ω,Rs1=8.46Ω,Rs2=414.54Ω,
取Rs2’=100Ω,Rs3=Rs2-Rs2’=414.54-100=314.54Ω。
图9直流电阻电路
6、MF47万用表的原理图
7、万用表的组装
(1)万用表元件清单
(2)万用表组装图
(3)万用表的组装
1)组装前清点、检查元器件,做好组装前准备工作。
2)熟悉理解万用表原理图和印刷线路板图。
3)按图纸和说明组装万用表(焊接和组装)
(4)万用表的调试
调试前必须保证焊接无误,核对元器件安装位置是否正确,焊点无虚焊。
8、思考题:
(1)万用表有什么功能?
(2)万用表的红笔与表内干电池的哪一个极相连接?
(3)万用表的交流电流档不用整流元件行吗?
为什么?
(4)什么叫指针式万用表的欧姆中心值?
如何计算欧姆表各档的电阻值?
例:
下图示为欧姆表原理图电路,已知直流电压源Us=1.5V,电阻R1+R3=4KΩ,R2=11.2KΩ,表头满偏电流为100μA,等效电阻Rg=1KΩ,试求:
1)当Rx=0时,表头中的电流IA=?
2)当Rx=∞时,表头中的电流IA=?
3)设欧姆表的中心电阻为RT,当Rx=RT时,IA=?
4)当IA=70.5μA时,则Rx=?
5)当电池电压下降到1.25V时,应调节零点,将欧姆表输出端短路,调R3使欧姆表头指示为0,即IA=100μA,此时R1+R3=?
(5)为什么指针式万用表直流电流档采用闭路式分流器?
如何计算闭路式分流器各档量程的电阻值?
图示为一多量程电流表电路,表头满刻度电流为200μA,。
内阻为490Ω,若量程为10mA、50mA、100mA和500mA,求R1、R2、R3和R4的值。
(6)什么是电压灵敏度?
(7)为什么万用表电压档采用的共用式附加分压电路?
如何计算分压电阻的阻值?
图示为一多量程直流电压表电路,表头的满刻度电流为50μA,R5为一可变电阻器,用来调节使表头部分的等效电阻为2.5KΩ,若电压表的量程分别为2.5V、10V、50V和250V时,求R1、R2、R3和R4之值。
9、总结报告
总结报告的主要内容包括设计、计算、组装调试总结、收获和体会。
附:
1、时间安排:
第一天:
集中讲授:
万用表工作原理。
第二天:
学生查找资料:
了解电压表、电流表欧姆表的工作原理。
第三天:
学生自学并答疑工作原理及参数计算。
第四天:
学生自学并答疑参数计算方法并计算相关数据。
第五天:
教师检查各位学生的分析情况。
第六天:
各元器件的识别及应用方法
第七天:
教师指导学生安装万用表。
第八天:
教师指导学生安装并调试。
第九天:
综合调试,并写实习报告。
第十天:
实习答辩,交实习报告。
2、常用电子元器件的识别
1、电阻
常用电阻有多种规格,有合成电阻器,薄膜电阻器、线绕电阻器等,本次实验中,用普通的碳膜电阻,电阻大小可用几种方法指示电阻的大小。
1)、直标法:
电阻的大小直接标出主要参数和技术指标。
2)文字符号法。
将需要标志的主要参数与技术性能,用文字、数字符号有规律地组合在产品表面上的方法。
其规律是:
阻值的整数部分写在阻值单位的标志符号前面,例4.7K标志符号为4K7
3)色码法。
用不同颜色的带环或点,在产品表面上标志出主要参数的方法。
色环电阻是用4~5条色带打印在电阻体上,以表示阻值和允许的偏差。
例如:
固定电阻器的色码色环标示识别,主要应用于圆柱型的电阻器上,如:
碳膜电阻、氧化膜电阻、精密电阻、耐冲击电阻、保险丝电阻、实芯电阻、实芯电阻、保险丝电阻、绕线电阻、突波电阻。
在早期,一般当电阻的表面不足以用数字表示法时,就会用色码色环标示法来表示电阻的阻值,公差,规格。
电阻器上的色码色环,主要分成两部分:
∙第一部分:
靠近电阻前端的一组是用来表示阻值,两位有效数的电阻值,用前三个色环来代表其阻值,如:
39Ω,39KΩ,39MΩ。
三位有效数的电阻值,用前四个色环来代表其阻值,如:
69.8Ω,698Ω,69.8KΩ,一般用于精密电阻的表示。
∙第二部分:
靠近电阻后端的一条色环用来代表公差精度。
第一部分的每一条色环都是等距,自成一组,易于区分第二部分的色环。
带有四个色环的其中第一、二环分别代表两位有效数的阻值;
第三环代表倍率;
第四环代表误差,带有五个色环比四色环多了一个有效数字。
TOKEN的第五条色环如为黑色,一般用来表示为绕线电阻器,第五条色环如为白色,一般用来表示为保险丝电阻器。
如果电阻体只有中间一条黑色的色环,则代表此电阻为零欧姆电阻。
电阻色环色码识别
首先,从电阻的底端,找出代表公差精度的色环,金色的代表5%,银色的代表10%。
再从电阻的另一端,找出第一条、第二条色环,读取其相对应的数字,以上边图为例,前两条色环都为红色,故其对应数字为红2,红2,然后,再读取第三条倍数色环,黑1,所以,我们得到的阻值是22Ω。
如果第三条倍数色环为金色,则将小数点往左移一位。
如果第三条倍数色环为银色,则将小数点往左移两位。
二、电容器(多种电容:
瓷介电容、云母电容、电解电容等等)
本实验中共用到两种电容
1)云母电容
2)电解电容:
容量大,常用于阻容耦合用,有正负极(长腿的为正极,焊接反了后会爆炸,在焊接时要注意)
三、电位器(可变电阻)
本实验中共用了五个电位器,分别是3个1K,一个2K和1个10K。
标称值方法:
102表示:
10*102,即1K
202表示:
20*102,即2K
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 指针 万用表 设计 组装
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)