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大学物理设计性实验报告

实验项目名称：万用表设计与组装实验仪

姓名：李双阳学号：

专业：数学与应用数学班级：1314091

指导教师：＿王朝勇王新练

上课时间：2023年12月6日

一、实验设计方案

实验名称：万能表的设计与组装实验仪

实验时间：2023年12月6日

小组合作：是

小组成员：孙超群

实验目的：掌握数字万用表的工作原理、组成和特性。

掌握数字万用表的校准和使用。

掌握多量程数字万用表分压、分流电路计算和连接；学会设计制作、使用多量程数字万用表

2、实验地点及仪器、设备和材料：

万用表设计与组装实验仪、标准数字万用表。

3、实验思绪（实验原理、数据解决方法及实验环节等）：

直流电压测量电路

在数字电压表头前面加一级分压电路（分压电阻），可以扩展直流电压测量的量程。

数字万用表的直流电压档分压电路如图一所示，它能在不减少输入阻抗的情况下，达成准确的分压效果。

例如：其中200V档的分压比为：

其余各档的分压比分别为：

档位

200mV

2V

20V

200V

2023V

分压比

1

0.1

0.01

0.001

0.0001

图一实用分压器电路

实际设计时是根据各档的分压比和总电阻来拟定各分压电阻的，如先拟定

再计算200V档的电阻：，依次可计算出、、等各档的分压电阻值。换量程时，多刀量程转换开关可以根据档位调整小数点的位置，使用者可方便地直读出测量结果。

尽管上述最高量程档的理论量程是2023V，但通常的数字万用表出于耐压和安全考虑，规定最高电压量限为1000V或750V。

设计制作多量程直流数字电压表

（1）制作200mV（199.9mV）直流数字电压表头并校准，使用电路单元：三位半数字表头，表头电压校准，待测直流电压电流，分压电阻。按图九接线，小数点Dp3接到小数点控制公共端插口上去，以获得一位小数点显示（不接小数点并不影响表头的校准，为什么？）。运用待测直流电压电流和分压电阻获得150mV左右的校准电压，把一只成品数字万用表(称为标准表)置于直流电压200mV档与表头输入端IN+、IN-并联，调整“直流电压校准”旋钮使表头读数与标准表读数一致(允许误差±0.5mV)，200mV表头即调整完毕。然后保存虚线框内的线路，拆去其余部分即可。

图九200mV直流数字电压表头及其校准电路

（2）扩展电压表头成为多量程直流电压表

按图一接线，COM0作为控制小数点显示的公共端，内部已接小数点驱动电路，可参照图十接线。

图十小数点控制电路

（3）用自制直流电压表测直流电压

a将自作好的直流电压表测量端接“待测直流电压电流”输出端，缓慢调节“待测直流电压电流”中的电位器，观看数字电压表头的变化范围，分别记录实验仪和标准表的测量结果填入数据表。

b将待测电压两端调换一下，观看数字电压表头有何反映，为什么？

c将“待测直流电压电流”中测量电流的两插口短接，调节电位器，观测灯泡亮度与灯泡两端电压有何关系？

注意：假如事先对被测电压的大小无法估计，应将量程开关转到最高的档位，然后根据显示值转至相应档位上。如屏幕显“1”，表白已超过量程范围，须将量程开关转至相应档位上。

指导老师对实验设计方案的意见：

指导老师署名：年月日

二、实验结果与分析

1、实验目的、场地及仪器、设备和材料、实验思绪等见实验设计方案

2、实验现象、数据及结果

待测电压

V1

V2

V3

标准表测量值

38.8

111.3

0.487

1.055

1.85

5.00

实验一测量值

39.3

112.6

0.495

1.070

1.92

5.15

量程

200mv

2v

20v

3、对实验现象、数据及观测结果的分析与讨论：

待测电压

V1

V2

V3

标准表测量值

39.8

111.3

0.487

1.055

1.85

5.00

实验仪测量值

39.3

112.6

0.495

1.070

1.92

5.15

百分误差

2%

2%

2%

2%

4%

6%

量程

200mv

2v

20v

4、结论

误差在允许范围内

5、实验总结

⑴本次实验成败之处及其因素分析：电路的对的连接及测量值超过量程。

⑵本实验的关键环节及改善措施：电路的对的连接及对的识图。

=1\*GB3①做好本实验需要把握的关键环节：

电路图的对的分析；

电路图的对的连接；

直流电压表的校准；

测量电压应在量程范围内。

=2\*GB3②若重做本实验，为实现预期效果，仪器操作和实验环节应如何改善：

连接电路所用线应尽量少；

连接电路要避免线路的交叉；

实验环节所指应与实验仪