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1、 电子信息工程学院电子设计大赛 实验报告选题名称：模拟电压表和电流表的制作（选题 A）学 院：电子信息工程学院专业班级：电气信息类 四班成员学号：杨赵南(2012214462)张志端(2012214459)江 维(2012214457)王诗捷(2012214463)时 间：2013 年 4 月 11 日 星期四目录模拟电压表和电流表的制作摘要：电流电压表是一种多功能、多量程便于携带的电学仪器。它可用不同的量程测量直流电流、直流电压、交流电压及电阻。有的万用表还可以测量阻抗、容抗和音频功率等。在本次的实验中我们只做电压表和电流表。学习制作和设计万用表非常重要，还有利于我们大学同学提高电路分析的能
2、力并加深对万用电表工作原理的理解，提高自身的动手能力。关键字：电流表头、测量电路、分压、分流、指示灯。一 设计目的（1）通过电流电压表组装实验，进一步熟悉万用表结构、工作原理和使用方法。（2）了解电路理论的实际应用，进一步学会分析电路，提高自身的能力。二 设计要求基本要求：将一个 100A 的电流表头改装成电流表和电压表技术要求：1.电流表分为 100mA、500mA、1A、2A 四档。2.电压表分为 10V、100V、500V。3.测量误差：不大于 10%功能要求：1.电表分电流、电压两个功能档位。2.量程采用波段开关实现。3.具有量程档位指示和功能档位指示。不要求对表头的表盘刻度进行重新设
3、计。2 设计原理电流电压表主要是由指示器、测量电路、指示灯三部分组成。指示器俗称表头，用来指示被测电量的数值，通常为磁电式微安表。表头是万用表的关键部分，电流电压表的灵敏度、准确度及指针回零等大都决定于表头的性能。表头的灵敏度以满刻度的测量电流来衡量的，满刻度偏转电流越小，灵敏度越高。我们所采用的是表头灵敏度在 100A 的电流表表头。测量电路的作用是把被测的电量转化为适合于表头要求的微小直流电流，它通常包括分流电路、分压电路。分流电路将被测大电流通过分流电阻变成表头所需要的微小电流，分压电路将被测得高电压通过分压电阻变换成表头所需的低电压。电流电压表的各种测量种类及量程的选择是靠转换装置来实
4、现，转换装置通常由转换开关、接线柱、插孔等组成。转换开关有固定触点和活动触点，它位于不同位置，接通相应的触点，构成相应的测量电路。电流电压表基本原理，如下图所示。电流的测量电流电压表的电流档，实质上是一个多量程的电流表，它应用分流电阻与表头并联来扩大测量电流的量程，根据分流电阻值越小，所得的测量量程越大的原理，通过配以不同的分流电阻，构成相应的电流测量量程。测量电路如下图左半并联电路(1 与 2 之间)所示。电压的测量电流电压表的电压档，实质上是一个多量程的直流电压表，它应用分压电阻与表头串联来扩大测量电压的量程，根据分压电阻值越大，所得的测量量程越大的原理，通过配以不同的分压电阻，构成相应的
5、电压测量量程。测量电路如上图右半串联部分(2 与 3 之间)所示。3 实验所需仪表和材料1、所需材料与器件（1）电阻见表 表 所需的电阻阻值表R5R6电流表(串联)所需的电阻R7指示灯串联所需的电阻 R8（2）元器件见 表 元器件表序号 名 称 型号规格 数量 备 注1 电位器 TM 100 110 32 电位器 TM 101 121 13 LED 灯 7 4 个红 3 个黄4 实验板 15 表头 100 微安 1（3）塑料件 见表 1-8。表 16-8 塑料件表 名称 数量 型号 备注波段开关 1 11 开电池槽 1 安放两节 7 号 3A 电池电池 2 7 号 3A导线 若干 红色 黑色
6、蓝色（4）所需工具和仪器电源，万用表，工具名，电烙铁，小手钳，剥线钳，小剪子四、计算及焊接过程1 计算所需的阻值1 测量表头电阻用万用表测量 得 R 表头= 欧2 根据表头的阻值计算电流表所需并联的电阻阻值U=I*R 总 1/R 总=1/R 表头+1/电位器 U=100mA*R 表头当 I=100mA 时 ， R1(电位器)= 欧 当 I=500mA 时 ， R2(电位器)=当 I=1A 时 ， R3(电位器)=当 I=2A 时 ， R4(电位器)=3 根据表头的阻值计算电压表所需串联的电阻阻值 U=IR 总 R 总=R 表头+R 串联电阻当 U=10V 时 ， R5= 欧当 U=10V 时
7、， R6= 当 U=10V 时 ， R7=4 计算发光二极管所需串联的电阻U=IR 发光二级管正常工作是的条件：2 电路图的排布3 元器件的焊接及注意事项1、将电烙铁靠在元件脚和焊盘的结部。注：所有元件从焊接面焊接。2、若烙铁头上带有少量焊料，可使烙铁头的热量较快传到焊点上。将焊接点加热到一定的温度后，用焊锡触到焊接件处，熔化适量的焊料；焊锡丝应从烙铁头的对称侧加入。3、当焊锡丝适量熔化后迅速移开焊锡丝；当焊接点上的焊料流散接近饱满，助焊剂尚未完全挥发，也就是焊接点上的温度适当、焊锡最光亮、流动性最强的时刻，迅速移开电烙铁。4、焊锡冷却后，剪掉多余的焊脚，就得到了一个理想的焊接了焊接注意事项：
8、在插件完成后，先用一块软垫或海绵覆盖在插件的表面，反转线路板，用手指按住线路板在进行焊接，或者在每插一个零件后，将零件的两只脚掰开，这样在焊接线路板时，零件才不会从线路板上掉下来。但是对诸如：开关、电容插座、电源线、输入插座的焊接，应当逐一进行。在没有特别指明的情况下，元件必须从线路板正面装入。4 安装电池槽及检查、固定导线 电池槽下方是凹凸不平的，应在下面垫一块泡沫并将其压缩在四个角落，用铁丝固定，怎样就固定了电池槽。之前的导线也用细铁丝固定，每间隔 1.5cm 固定一次。并检验焊接点是否焊接好，将为焊接好的重新焊接。五 校准过程1 电流表的校准100mA 档校准100mA 档校准需要一个负
9、载能力大约为 500mA 的直流标准源。将被校准表的拨盘转到“10A”的档位。依次输入 400mA 到 900mA 的电流。并记录数据于表 1-2。500mA 档校准500mA 档校准需要一个负载能力大约为 250mA 的直流标准源。将被校准表的拨盘转到“500”mA 的档位。依次输入 200mA 到 450mA 的电流。并记录于表 1-3。1 A 档校准电流 100mA 档校准示数/微安理论值 /A实际值 /A电流 500mA 档校准示数/微安理论值 /A实际值 /A直流 1A 档校准需要一个负载能力大约为 0.5A 的直流标准源。将被校准表的拨盘转到“1A”档位。依次输入 0.3A 到 0
10、.8A 的电流。并记录玉表 3-3.2A 档 校准直 流2A 档校准需要一个负载能力大约为 1A 的直流标准源。将被校准表的拨盘转到“2A”的档位。依次输入 0.3A 到 0.8A 的电流。并记录玉表 3-3.12 电压表的校准10V 档校准10V 档校准需要一个负载能力约大于为 5V 的电压源。将被校准表的拨盘转到“10V”的档位。依次输入 4 到 9V 的电压。并记录数据于表 1-2。电流 1A 档校准示数/微安理论值 /A实际值 /A电流 2A 档校准示数/微安理论值 /A实际值 /A电压 10V 档校准示数/微安理论值/V1 电流表的校准100V 档校准100V 档校准需要一个负载能力
11、大约大于 50AV 的电压源。将被校准表的拨盘转到“100V”的档位。但实验室最大能提供的电压是 36V，所以只能粗略的校对并记录数据于表 1-2。1 电流 表的 校准500V 档校准500V 档校准需要一个负载能力大约为 250V 的电压源。将被校准表的拨盘转到“500V”的档位。但实验室最大能提供的电压是 36V，所以只能粗略的校对并记录数据于表 1-2。实际值/V电压 100V 档校准示数/微安理论值/V实际值/V电压 500V 档校准示数/微安理论值/V实际值/V2.万用表校准在没有专用校准设备的情况下，可用普通数字万用表校准，方法如下。（1）将装配完成的万用表仔细检查一遍，确认无误后
12、，将万用表旋至最小电流档 0.25V/50uA 处，用数字万用表测量其“+” 、 “-”两插座之间的电阻值，应在 4.95.1k 之间。如不符合要求，应调整电位器上方 220、120 两只电阻阻值，直至达到要求为止。（2）将万用表从电流档开始逐档检测满度值。检测时，从最小档开始。首先检测直流电流档，然后是直流电压、交流电压、直流电阻及其他。各档检测符合要求后，即可投入正常使用。4.1 调试仪器仪表仪器名称 型号 数量双通道示波器 RIGOL 1数字万用表 UT52 1电亚压档校准示数/微安 理论值/V 实际值/V电压档校准示数/微安理论值/V 实际值/V7. 参考文献：1.武汉大学物理实验周殿清主编2. 百度文库
