实 验 报 告 评分:
少年班 系 06 级 学号 PB06000680 姓名 张力 日期 2007-11-5
实验题目:数字万用
表
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设计
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实验
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
方法
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和使用方法,掌握分压及分流电路的连接和计算,了解整流滤波电路和过压过流保护电路的功用
实验原理:1、数字万用表具有高准确度和高分辨力,高输入阻抗,测速快,自动判别极性,数字式直读,自动调零,抗过载能力强等特性;
2、数字测量仪表的核心是模/数(A/D)转换、译码显示电路。其中A/D转换又可分为量化、编码两个步骤;
3、直流电压测量电路
如右图,可以扩展直流电压量程的测量,使用者可方便读出
测量结果;
4、直流电流测量电路
如下图,根据欧姆定律,用合适的取样电阻把待测电流转换
为相应的电压,再进行测量;
5、交流电压、电流测量电路
如右图,将交流改变成直流后再进行测量;
6、电阻测量电路
采用比例法测量。
实验仪器:
1、 DM-Ⅰ数字万用表设计性实验仪 一台
2、 三位半或四位半数字万用表 一台
实验内容:1、直流电压
(1)组装直流数字电压表:使用电路单元:三位半数字表头,直流电压校准,直流电压电流,分压器1。按图接线,参考电压VREF输入端接直流电压校准电位器。
(2)校准电压表头:用一只成品数字万用表(称为
标准
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表)置于直流电压20V量程进行监测,调节直流电压电流单元电路中电位器,使之输出一150--200mV左右的校准电压,然后将标准表表笔(输入)与组装表表笔并联,均置于直流电压200mV挡,测量直流电压电流单元输出电压,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)。
(3)绘制组装表的电压校准曲线:调节直流电压电流单元电路中电位器,使之分别输出、20mV、40mV、60mV、80mV、100mV、120mV、140mV、160mV、180mV的直流电压。将标准数字万用表表笔与组装表表笔(输入)并联,标准表、组装表均置于直流电压200mV挡,同时测量直流电压电流单元输出电压,列表记录之。并绘出组装表的电压校准曲线。
2、交流电压
(1)使用电路单元:三位半数字表头,直流电压校准交流电压校准(AC-DC变换器),分压器1,量程转换与测量输入。在上述200mV直流数字电压表头的基础上,增加交流-直流(AC-DC)变换器,制成交流数字电压表⑴并校准按图(13)接线,在200mV直流数字电压表头(已校准)前面接入AC-DC变换器,然后进行交流电压校准。
(2)交流电压校准:用标准表置于交流电压20V量程进行监测,接通交流电压电流单元电路,使之输出一150--200mV左右的交流电压。然后将标准表表笔与组装表表笔并联,均置于交流电压200mV挡,测量交流电压电流单元输出电压,调整“交流电压校准”旋钮使表头读数与标准表读数一致(允许误差±1.5mV)。
(3) 绘制组装表交流2V档的电压校准曲线:接通交流电压电流单元电路,使之分别输出0.2V、0.4V、0.6V、0.8V、1.0V、1.2V、1.4V、1.6V、1.8V的交流电压。将标准数字万用表表笔与组装表表笔(输入)并联,标准表、组装表均置于交流电压2V挡,同时测量交流电压电流单元输出电压,列表记录之。并绘出组装表交流2V档的电压校准曲线。
实验数据:
直流(单位:mV)
标准
20.0
40.3
60.2
80.1
100.3
119.7
140.4
160.3
180.1
表头
19.9
40.2
60.2
80.1
100.3
119.8
140.4
160.2
180.1
交流(单位:V)
标准
0.206
0.394
0.599
0.809
1.002
1.198
1.405
1.601
1.795
表头
0.305
0.437
0.615
0.817
1.004
1.203
1.406
1.603
1.795
表一:实验数据
数据处理:
计算各组数据标准表与表头数据之差
直流(单位:mV)
差值
0.1
0.1
0
0
0
-0.1
0
0.1
0
交流(单位:V)
差值
-0.099
-0.043
-0.016
-0.008
-0.002
-0.005
-0.001
-0.002
0
根据上表绘制校准曲线:
图四:直流电压表校准曲线
图五:交流电压表校准曲线
实验小结:
1、实验中线路比较复杂,应该注意线路的正确性,确认后再通电,防止短路等情况;
2、根据实验结果来看,直流电压明显交流电压更容易精确校准。
IN-
IN+
20V
200V
2V
200mV
Ui
R1
R2
R3
R4
R5
9M
900k
90k
9k
1k
数 字
电压表
2000V
Ui
Ii
D2
D1
200μA
2mA
20mA
200mA
2A
IN-
IN+
R1
R2
R3
R4
R5
900
90
9
0.9
0.1
数 字
电压表
交流电
压校准
图(8)AC-DC变换器原理简图
直流电
压输出
交流电
压输入
A
_1256305466.bin
_1256305549.bin