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1、三用表的设计 班级： 10101901 学号：1010190108 姓名：马爱华 日期：2012年5月2日已知参数：1任务条给定参数A直流电流档的引入电流I引=0.18mA B测量机构总阻值Rg=4.7k2公共参数A. 测量机构的电流灵敏度：满刻度电流Ig=50 uABDCA：2.5级 1mA 10mA 5ACDCV：2.5级 2.5V 10V 250V 输入阻抗为： 1 / Ig =20 K / VDACV ：5.0级D10V 50V 250V 1000V 输入阻抗为； 4K / v 整流系数为：0.441，二极管正向电阻为：600 交流调节电阻为2 K3K ED：2.5级 1 10 100
2、 （扩展量程1K） 电阻中心值：22 工作电池：1.61.2V 二、各量程的元件参数设计：1DC。A 量程的元件参数设计和分电路调试图：元件参数： （1） 分流电阻计算公式 分流电路如图所示，设测量机构内阻为Rg，电流灵敏度Ig，扩大的电流量程为I。只要并联上分流电阻Rs Rs=IgRg/(IIg)=Rg/(I/Ig1)=Rg/(n1)则分流比n为 n=I/Ig(2)多量程直流电流表的计算一个多量程环形分流式直流电流表如图所示已知表头内阻Rg=4.7k,电流灵敏度为Ig=50uA,扩大的电流量程为I1，I2，I3，I引，其值分别为5A,10mA,1mA,0.18mA计算各分流电阻R1，R2，R
3、3，R4过程如下：1） 当电流为I引时Rs=R1+R2+R3+R4=IgRg/(I引Ig)2） 当电流为I3时R1+R2+R3=Ig(Rg+R4)/(I3Ig)3） 当电流为I2时R1+R2=Ig(Rg+R3+R4)/(I2Ig) 4) R1=Ig(Rg+Rs)/I15) R4=Rs(R1+R2+R3)代入数据：R1=0.065 R2=32.475 R3=292.86 R4=1482.6经调试，参数可选用R1=0.065 R2=32.475 R3=292.86 R4=1482.62DC。V量程的元件参数设计和分电路调试图：元件参数：（1） 直流电压的分压电阻如图 设表头内阻为Rg，电流灵敏度为
4、Ig，则表头的压降为Ug = Ig Rg ，扩大电压量程的分压电阻R=（2）多量程直流电压表的计算已知表头内阻Rg=4.7k,电流灵敏度为Ig=50uA,扩大的电压量程为U1,U2,U,其值分别为2.5V,10V.250V计算分压电阻R1,R2,R3过程如下：R1=U1/IgRg R2=U2/Ig(Rg+ R1) R3=U/Ig(Rg+ R1+ R2) 代入数据: R1 =45.3 k R2 =150k R3=4800 k经调试，实验参数可选用R1 =45.3 k R2 =150k R3=4800 k3AC。V量程的元件参数设计和分电路调试图：元件参数：1半波整流的AC/DC转换器 用磁电系测
5、量机构测量交流电量时，必要有将交流转换成直流的AC/DC转换器。指针式三用表中常用的AC/DC转换器是二极管整流电路，而且常用半波整流电路。如图: 当被测量是正弦量时，有 I0=Im/=0.318Im式中 Im是正弦量的峰值电流，折算成被测量的有效值为I，则有 I=0.717Im 设 I/I0=(0.707Im)/(0.318Im)=2.22则 I=2.22I0考虑到半波整流时的损耗，可取I=2.3I0，则有I0=I/2.3=0.435I0 2、交流电压的分压电阻 交流的分压电阻计算与直流相似，可：1） 根据给定的交流电压灵敏度,即输入阻抗Z=4 k/V,计算出交流引入电流（二极管前）I=1/
6、Z2） 由交流引入电流I计算Ik=I0.4353） 计算分流电阻R=IgRg/(IkIg)4） 可调电阻RP由经验取输入阻抗Z的一半，即2 k5） 计算U0=Ug+URP+UVD1,式中，Ug时测量机构内阻Rg上的电压，URP是电位器RP上的电压，UVD1是二极管VD1上的电压，硅管UVD1=0.65V6） 各分压电阻 R1=（U1U0）/I R2=（U2U1）/I R3=（U3U2）/I R4=（U4U3）/I7） 图中C为滤波电容，约为5uF，防止整流后的脉动波形使表的指针不停小幅度摆动，VD2为保护二极管，两个二极管正向电阻均为600（由于Multisim7软件只提供理想二极管，所以采用
7、串连一个600的电阻进行等效）代入数据：I=0.25mA Ik=0.10875mA R=4k U0=0.885VR1=36.46k R2=160k R3=800k R4=3000k （RD1=RD2=600）经调试，实验参数可以选用R=4k R1=36.46k R2=160k R3=800k R4=3000k （RD1=RD2=600）4量程的元件参数设计和分电路图：元件参数：(1) 欧姆档基本电路分位器RRP触点移到b点时E=1.6V（分流电阻小，分流电流大），此时分流电阻为Rb。电位器RP触点移到a点时 E=1.2V（分流电阻大，分流电流小），此时分流电阻为Rb+ RRP 。当E为标准电压
8、（E=1.5V）时，电位器Rp触点在Rp中间。2. 调零支路电阻Rb和Rp的计算：各档电阻中心值：如 R1 的电阻中心值RZ1 = 22 R10 的电阻中心值RZ2 = 220 R100 的电阻中心值RZ3 = 2200 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：如 RZ3=2200 时 （b 点） Imax = 1.6V / 2200 = 727A（a 点） Imin = 1.2V / 2200 = 545A（c点） I标 = 1.5V / 2200 = 682A当已知流过表头满刻度电流为Ig =50uA，表头总内阻为Rg=4.7k时：A计算RW 指在a
9、点时的总分流电阻 Rb+Rp ： Rb+Rp =IgRg / （Imin Ig）B计算Rp 指在b点时的分流电阻Rb ： Rb =（Rb + Rp ）Imin / ImaxCRp = （ Rb+Rp） Rb代入数据：Rb=0.3559k RRP=0.11885k(3) 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 ，接入Rd后，该档的总内阻同样要等于电阻中心值RZ3，因此有： 代入数据：Rd=1.818k(4)各倍率电阻的计算如下图： （1） 设R16为中心电阻RZ1 = 22时的并联电阻，考虑电池内阻r0一般为0.91.
10、1,从端口看： RZ1 r0= RZ3 / R16则有R16=（RZ1 r0）RZ3 / RZ3（RZ1 r0）（2） 设R17为中心电阻RZ2 = 220时的并联电阻同样有R17=（RZ2RZ3） /（RZ3 RZ2） （3） 设R18为中心电阻RZ2 = 2200时的并联电阻则有 R18=（RZ3RZ3） /（RZ3 RZ3） = （RZ3RZ3） / 0 = （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 = 22K,比高倍率档还大10倍，因而电源电压也高10倍
11、，选电源EE为15V的层叠电池，见下图。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其中：为电源EE的内阻REE为1K。 代入数据：R16=21.41 R17=244.44 R18=(开关挂空挡) R1k=18.8k经调试，参数可以选用Rb=0.3559k Rp=0.11885k Rd=1.818kR16=21.41 R17=244.44 R18=(开关断开) R1k=18.8k三、总线路图：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： 校验图校验精度等级的表格
12、：校验电流测量值精确值绝对误差最大精度等级5A量程5A0.050mA50uA00.6级(即为1级)2.5级，符合要求1.667A0.017mA16.7uA0.3uA3.33A0.033mA33.3uA0.3uA10mA量程10mA0.050mA50uA03.33mA0.017mA16.7uA0.3uA6.667mA0.033mA33.3uA0.3uA1mA量程1mA0.050mA50uA00.33mA0.017mA16.7uA0.3uA0.667mA0.033mA33.3uA0.3uA（2）DCV校验图和校验精度等级的表格：校验图:校验精度等级的表格：校验电压测量值精确值绝对误差最大精度等级2
13、.5V量程2.5V0.050mA50uA00.6级（即为1级）2.5级符合要求0.833V0.017mA16.7uA0.3uA1.667V0.033mA33.3uA0.3uA10V量程10V0.050mA50uA03.333V0.017mA16.7uA0.3uA6.667V0.033mA33.3uA0.3uA250V量程250V0.050mA50uA083.333V0.017mA16.7uA0.3uA166.667V0.033mA33.3uA0.3uA (3) AC.V校验图和校验精度等级的表格： 校验图校验精度等级的表格：校验电压测量值精确值绝对误差最大精度等级10V量程10V0.049mA50uA1uA4级5级符合要求3.333V0.016mA16.7uA0.7uA6.667V0.032mA33.3uA1.3uA50V
