1、1万用表电路的设计与组装姓名：xx班级：xx学号：xx指导老师：xx联系电话：xx 大连大学物理学院2摘要万用表是一种多功能、多量程的便携式电工仪表,一般的万用表可以测量直流电流、交直流电压和电阻，有些万用表还可测量电容、功率、晶体管共射极直流放大系数 hFE 等。本实验通过设计并熟练掌握万用表的组成结构、原理，明确万用表内部的各种电路的优缺点，并能根据给定的技术参数，主要是表头灵敏度、内阻、各档量程的要求，计算出各电阻阻值及选择合适的电路设计万用表线路。提高本人结合实际综合考虑问题的能力，并且能看懂万用表内部的串并联电路图，做到触类旁通，学习做实验的相关技巧。关键词：万用表 电阻值 串并联电
2、路 3目录第1章 引言 第2章 试验目的第3章 MF30型指针万用表的简易实验电路 第4章 指针式万用表的结构、组成与特征4.1 万用表的结构特征4.2 指针式万用表的组成4.3 万用表的结构第5章 万用表的几个重要参数 5.1 准确度 5.2 灵敏度 5.3 表头内阻 5.4 直流电压灵敏度 5.5 直流电流档的内阻 5.6 欧姆档的中值电阻5.7 交流电压灵敏度第6章 实验原理第7章 电阻的计算 第8章 组装表的测试8.1 电流档的测试8.2 电压档的测试：第9章 实验结果的分析与讨论第10章 体会及感想第11章 参考文献4第1章 引言本人认为万用表组装与设计是提供给我们一种学习实验技能的
3、方法。通过设计熟练掌握万用表的组成结构、原理，明确组装万用表的各种电路的优缺点，能根据给定的技术参数，主要是表头灵敏度、内阻、各档量程要求等，计算出各电阻阻值及选择合适的电路设计万用表线路。提高学生结合实际综合考虑问题的能力，要求能看懂各种万用表电路图，做到触类旁通，进一步提高我们的实验水平及实验深度，做的举一反三，并能从中体会实验的严谨与快乐。5第2章 试验目的1. 理解万用表组装原理。2. 会根据量程计算各电阻阻值。3. 会设计检验电路。就是学会如何组装并使用万用表4. 对成功组装的万用表的准确度，电压灵敏度等性能指标进行测试.5. 重点难点：理解电路的设计思想，知道给出量程怎样计算电阻阻
4、值。欧姆档中值电阻的含义与作用，外电阻与表头示数的关系。第3章 MF30型指针万用表的简易实验电路图1是简易万用表的实验电路。 是微安表头。电流，电阻,电压等被测信号经过输入电路和变换电路后，变成微安级电流，再流经表头，使指针偏转，从而指示出被测量值。该万用表有四种功能、八个档级。档级的转换靠单级多位开关中单级触点位置的改变来实现。 （-）点，接表头负极，是所有测量档的公共接点，B通常接黑色表笔。 （+）通常接红色表笔，改变多位开关中单极的位置，A可以选择所需的测量。这是指针式万用表最核心的部分，也是自制万用表参照电路图。6第 4 章 指针式万用表的结构、组成与特征4.1 万用表的结构特征随着
5、技术的发展，万用表不单单仅用于检测电压、电流、电阻等基本电器元件。人们研制出微机控制的虚拟式万用表，被测物体的物理量通过菲电量转换成电量，如将温度等非电量转换成电量，再通过 A/D 转换，由微机显示或输送给控制中心，控制中心通过信号比较做出判断，发出控制信号或者通过 D/A转换来控制被测物体。这是万用表的新功能，也是万用表结构的新拓展。4.2 指针式万用表的组成指针式万用表的型式很多，但基本结构是类似的。指针式万用表的结构主要由表头、档位转换开关、测量线路板、面板等组成（见图 3）。4.3 万用表的结构万用表由机械部分、显示部分、与电器部分三大部分组成，机械部分包括：外壳、档位开关旋钮及电刷等
6、部分组成，显示部分是表头，电器部分由测量线路板，电位器，电阻，二极管，电容等部分组成（见图4）。7第5章 万用表的几个重要参数5.1 准确度万用表示值与被测量真值的一致程度称为万用表的准确度。它反映了测量结果的基本误差的大小。同一块万用表，不同功能档的准确度也不尽相同。5.2 表头灵敏度万用表所用表头的满量程值 称为表头灵敏度。 一般为 9.2 200 A。值越小，灵敏度越高，万用表的性能也越好。5.3 表头内阻表头内线圈及上下两层盘丝的直流电阻之和称为表头内阻。万用表表头内阻多在几百到几千欧之间。一般来说，灵敏度越高，内阻越大。但灵敏度相同的表头，内阻也不尽相同。这是因为，在制造相同表头时，
7、所选用的线圈和盘丝的阻值很难做到完全一致。5.4 直流电压灵敏度直流电压档的内阻 与该档满量程电压 的比值称为直流电压灵敏度，用 Sv 表示。可写成 (1)MVURSv/电压灵敏度单位是 /V 或 k/V，简称每伏欧姆数。电压灵敏度越高，万用表的性能也越好。5.5 直流电流档的内阻电流表内阻的大小决定于表头内阻及分流电阻的大小。对同一块万用表而言，不同档级的电流表，其分流电阻不同，所以内阻也不相同。电流表的内阻越小，质量越好。测电流时，将电流表串联在被测电路中，对被测电路会造成8两方面的影响：一是它的阻流作用会改变原电路的工作状态；二是增加了被测电路的功耗。为了减少这两方面的影响，内阻越小越好
8、。5.6 欧姆档的中值电阻欧姆档的内阻称为该档的中值电阻。已知中值电阻 的大小可以确定该档的测量范围。若中值电阻为 ，则该档的测量范围是 之间。kRKR4/15.7 交流电压灵敏度交流电压档内阻与该档量程之比称为交流电压灵敏度(2)UmRSV/单位是 。对同一块万用表来说交流电压各档的电压灵敏度的量值是v/相同的。只要已知 ,则任何测量档的内阻都可以求出。（1）式中的是直流S电压值，（2 ）式中的是交流电压的有效值。可以证明二者比例关系为:4.01mU代入（2），得 MVVURS/4.0再与式（1）比较得 （3）vS.第 6 章 实验原理利用串并联电路，将较小的单一的电流表的量程进行扩大化，最
9、终达到测量不同量程的电流档、电压档、欧姆档及交流电压档的多元化测量，称为万用表。其主要思想是串联电路电流相等，并联电路电压相等的特点进行设计电路。9第 7 章 电阻的计算电阻的计算：（6mA、60mA、6v、60v）表头满偏电流7.1 电流档60mA 档（见图 4）同理可求 （60mA 档）7.2 电压档6V 档（见图 5）7.3 欧姆档x1k 档（见图 6-a、b）电池电压范围为 1.2-1.65V。取最小值 1.2V，滑动端移至最右端表头内阻（或中值电阻）为电池电压取最高值 1.65V 时，AIg50kRRkTsgm 5.3.32111)06.()( Igsmg 83.561ARIs.2V
10、RIIgmg624kK5.388.954同 理 可 求 KRRImskgK25.10/2.16 的 滑 动 端 移 到 最 左 侧T12.48779.13865.)(137RRII kmsgsk107.4 交流挡第 8 章 组装表的测试检验电路8.1 检测电流串联电路：电流相等1.2264604.518.52/4.1/12/075././99888RRVKRvKVUvSRVddmv v内内 内内档即已 知 档自制电流表标准电流表滑动变阻器118.2 检测电压并联电路：电压相同第 9 章 实验结果的分析与讨论9.1 实验数据6mA 电流档60mA 电流档标准表(mA) 1.0 2.0 3.0 4
11、.0 5.0设计表(mA) 0.96 2.04 3.12 4.16 5.14百分误差（%） 4% 2% 4% 4% 2.8%标准表(mA) 10.15 20.95 25.75 32.80 38.65设计表(mA） 9.7 19.8 25.1 30.7 36.5百分误差 4.4% 5.4% 2.5% 6.4% 5.6%自制电压表标准电压表滑动变阻器126V 电压档9.2 实验分析标准表(V) 1.24 1.88 2.57 2.98 3.74设计表(V) 1.20 2.02 2.48 3.12 3.62百分误差(%) 3.2% 7.4% 3.5% 4.7% 3.2%139.3 误差分析1. 组装万
12、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。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。6. 由于滑动变阻器在较大范围内表头指针示数变化不大，而在较小的范围内指针偏转幅度过大，造成读数的不准确及无法达到满量程读数。第 10 章 体会及感想通过本实验的学习过程，使我既能加深对万用表的理解，学会运用所学的理论知识；又能提高我独立思考问题、解决实际问题的综合分析能力与动手能力。
13、使我明白了要取得实效，达到预期目的，必须要做好充分的准备工作，既要有必要的知识储备，更要有足够的思想准备，明确实验的目的、任务及其实14施实验的过程。在这次实验中我明白了仅知道如何做实验，会做实验是不够的，还要知道其深层的知识，对于本次试验我体会到了实验的严谨与快乐，感受到了独立思考的乐趣。最后想说：谢谢老师、同学的帮助，实验顺利完成了！第十四章 参考文献1李学慧.大学物理实验.北京.高等教育出版社.2005.62科泰仪器（昆山）有限公司. 7001型指针式万用表的组装.电子制作2004年 第3期3游平. MF47型万用表组装技能.文章编号：1671802X（2003）05.20034张艳雯. 磁电式万用表的组装调试经验.文章编号：10090908（2002）03002702.20025百度文库http:/
