万用表实验

电工仪表设计作业——三用表的设计班级：9141101904学号：914110190414姓名：刘非凡2三用表的设计班级：9141101904学号：914110190414姓名：刘非凡日期：2016.5.1一、已知参数：1．每人的任务条(每人不同，最后将任务条并设计作业一齐订好上交！)A．直流电流档的引入电流：0.19mAB．测量机构总阻值：4.2kΩ2．公共参数(每人相同)A.测量机构的电流灵敏度：满刻度电流Ig0.05mAB．DC．A：：2.5级1mA10mA5AC．DC．V：：2.5级2.5V10V250V输入阻抗为：1/ISD．AC．V：5.0级D10V50V250V1000V输入阻抗为；4KΩ/v整流系数为：0.441，二极管正向电阻为：600Ω交流调节电阻为2K～3KE．DΩ．：2.5级×1×10×100（扩展量程×1K）电阻中心值：22Ω工作电池：1.6～1.2V二、各量程的元件参数设计：31．DC．A量程的元件参数设计和分电路调试图：联立上述方程，解为：Rs=1500Ω；R1=0.057Ω；R2=28.445Ω；R3=256.498Ω；R4=1215Ω调试电路：42．DC．V量程的元件参数设计和分电路调试图：由Ig=50uA，Rg=4.2kΩ可得R1=U1/Ig-Rg=45.8kΩ；R2=U2/Ig-Rg-R1=150kΩ；R3=U3/Ig-Rg-R1-R2=4800kΩ；调试电路如下：3．AC.V量程的元件参数设计和分电路调试图：交流的分压电阻计算与直流分压电阻相似，可得：（1）根据给定的交流电压灵敏度（输入阻抗Z）计算出交流引入电流（二极5管前）I=1/Z=0.25mA；（2）由交流引入电流I可以计算出半波整流后的（二极管后）的电流Ik=I×0.441=0.11025mA;（3）计算分流电阻R=IgRg/(Ik—Ig)=3.485kΩ；（4）可调电阻RP一般由经验取输入阻抗Z的一半RP=2kΩ；（上图中为RR）（5）计算Uo=UR+URR+UD1=Ig*Rg+Ik*RP+600*Ik=0.49665V（6）R1=(U1-U0)/I=38.0134KΩ；R2=(U2-U1)/I=160kΩ;R3=(U3-U2)/I=800kΩ；R4=(U4-U3)/I=3000kΩ;调试电路：4．Ω量程的元件参数设计和分电路图：6（1）.调零支路电阻Rb和RW的计算：各档电阻中心值：RX×1的电阻中心值RZ1=22ΩRX×10的电阻中心值RZ2=220ΩRX×100的电阻中心值RZ3=2200Ω以电阻测量值最大的一档电阻中心值RZ3计算E不同时的电流，它能满足其它档的要求：当RZ3=2200Ω时（a点）Imin=1.2V/2200Ω=545μA（b点）Imax=1.6V/2200Ω=727μA（c点）I标=1.5V/2200Ω=682μA当已知流过表头满刻度电流为Ig，表头总内阻为Rg时：1）．计算RW指在a点时的总分流电阻Rb+RW：Rb+RW=IgRg/（Imin-Ig）=0.424kΩ；2）．计算RW指在b点时的分流电阻Rb：Rb=（Rb+RW）Imin/Imax=0.318kΩ；73）．RW=（Rb+RW）-Rb=0.106kΩ；（2）.串联电阻Rd的计算：串联电阻Rd是由低压高倍率的电阻中心值RZ3决定的。因为电位器RW是变数，设RW在中间为RW/2，接入Rd后，该档的总内阻同样要等于电阻中心值RZ3，因此有：得到:Rd=1.859kΩ（3）.各倍率电阻的计算：1)、设R16为中心电阻RZ1=22Ω时的并联电阻，考虑电池内阻r0一般为0.9～1.1Ω。从端口看：RZ1-r0=RZ3//R16，则有R16=（RZ1-r0）RZ3/[RZ3-（RZ1-r0）]=21.202Ω2）、设R17为中心电阻RZ2=220Ω时的并联电阻同样有R17=（RZ2×RZ3）/（RZ3-RZ2）=244Ω3）、设R18为中心电阻RZ2=2200Ω时的并联电阻则有R18=（RZ3×RZ3）/（RZ3-RZ3）=（RZ3×RZ3）/0=∞Ω（4）设R1K为测量最高倍率档（×1K）串联电阻，由于其电阻中心值太大，至使灵敏度降低到端口短接（RX=0）时也无法调零，故需增加电源电压。由于最高倍率档电阻中心值RZ4=22KΩ,比高倍率档还大10倍，因而电源8电压也高10倍，选电源EE为15V的层叠电池。同时高倍率档无分流电阻（R18=∞），可见最高倍率档也无无分流电阻，工作电流与高倍率档相同。则高倍率档串联电阻R1K=RZ4-RZ3-REE=18800Ω；其中：REE为电源EE的内阻REE为1KΩ。电路调试图：三、总线路图：9四、校验图及达到的精度等级：(1)DC.A校验图和校验精度等级的表格：10量程1mA10mA5A理论显示电流1/3Ig2/3IgIg1/3Ig2/3IgIg1/3Ig2/3IgIg输入电流0.33mA0.66mA1mA3.33mA6.67mA10mA1.67A3.33A5A表头读数0.016mA0.35mA0.51mA0.017mA0.034mA0.05mA0.017mA0.033mA0.05mA转换电流0.31mA0.67mA0.98mA3.38mA6.70mA10mA1.71A3.31A5A标准表示数0.33mA0.66mA1.00mA3.33mA6.67mA10mA1.67A3.33A5A绝对误差0.02mA0.01mA0.02mA0.05mA0.03mA0mA0.04A0.02A0A最大绝对误差0.02mA0.05mA0.04A各量程最大误差/量程：0.02mA/1mA*100%=2%;0.05mA/10mA*100%=0.5%;0.04A/5A*100%=0.2%;2%2.5%，因此符合要求(2)DC.V校验图和校验精度等级的表格：11量程2.5V10V250V理论显示电流1/3Ig2/3IgIg1/3Ig2/3IgIg1/3Ig2/3IgIg输入电压/V0.8331.6672.53.336.671083.3166.7250表头读数/mA0.0170.0330.0500.0170.0330.0500.0170.0330.050转换电压/V0.851.652.53.406.61085.0165.0250标准表示数/V0.8331.6672.53.336.671083.3166.7250绝对误差/V0.0170.01700.070.0701.71.70最大绝对误差0.017V0.07V1.7V各量程最大误差/量程：0.017V/2.5V*100%=0.68%;0.07V/10V*100%=0.7%;1.7V/250V*100%=0.68%;符合要求。(3)AC.V校验图和校验精度等级的表格：12各量程最大误差/量程：3/5*100%=0.6%；符合要求。(4)Ω表校验图和校验精度等级的表格：量程10V50V250V1000V理论显示电流1/3Ig2/3IgIg1/3Ig2/3IgIg1/3Ig2/3IgIg1/3Ig2/3IgIg输入电压/V3.336.671016.6733.335083.3166.7250333.3666.71000表头读数/mA0.0140.0330.0510.0160.0340.0510.0170.0340.0510.0170.0340.051理论示数/mA0.0170.0330.0500.0170.0330.0500.0170.0330.0500.0170.0330.050绝对误差/V0.00200．0010.0010.0010.00100.0010.00100.0010.001最大绝对误差/mA0.0030.0010.0010.00113倍率电阻中心值/Ω校验电阻/Ω精确值/A测量值/A绝对误差/Ax122220.0250.0260.001110.0330.0330660.0130.01305.50.040.0401100.0080.0080x102202200.0250.02501100.0330.03306600.0130.0130550.040.04011000.0080.0080x100220022000.0250.025011000.0330.033066000.0130.01305500.040.040110000.0080.0080x1K22k22k0.0250.025011k0.0330.033066k0.0130.01305.5k0.040.040110k0.0080.0080各量程最大误差/量程：0.001/22*100%=2.2%符合要求。14五、元件、开关及功能表：S14:控制直流电流档S11：控制直流电压档S13：控制交流电压档S8:控制电阻挡S5：控制直流5A档位S6：控制直流10mA档位S7:控制直流1mA档位J1:控制直流2.5V档位J2:控制直流10V档位J3：控制直流250V档位S1:控制交流10V档位S2:控制交流50V档位S3:控制交流250V档位S4：控制交流1KV档S9:控制电阻x1档S10:控制电阻x10档S12：控制电阻x100档R7:直流电流表分流电阻R8:直流电流表分流电阻R9：直流电流表分流电阻R10:直流电流表分流电阻R11:直流电压表分压电阻R12:直流电压表分压电阻R13:直流电压表分压电阻R1:交流电压表分流电阻R3:交流电压表分压电阻R4:交流电压表分压电阻R5:交流电压表分压电阻RPP:交流电压表电位器R2:交流电压表分流电阻D1:半波整流D2：保护二极管Rb1:电阻表分流电阻Rd1:电阻表分流电阻R15:电阻表电阻R16:电阻表电阻R19:电阻表电阻V1：电阻表15V电源V2：电阻表1.5V电源R18:电阻表电位器R17：电阻表1.5V电源内阻REE：电阻表15V电源内阻U1:表头+表头内阻+附加电阻S13：电阻表1.5V电源,15V电源选择开关