"实验一仪表电压、电流量程的扩展"
本实验主要讲述仪表电压、电流量程的扩展原理和方法,通过实验,掌握了直流电压表、电流表扩展量程的原理和设计方法,并学会了校验仪表的方法。
实验目的:
1. 掌握直流电压表、电流表扩展量程的原理和设计方法。
2. 学会校验仪表的方法。
实验设备:
1. 直流数字电压表
2. 直流数字电流表
3. 恒压源(双路 0~30 V 可调)
4. EE L-18 组件(含电阻箱、固定电阻、电位器)
5. E EL-17(含磁电式表头 1mA、160Ω、倍压电阻和分流电阻、电位器)
实验内容:
一、实验一仪表电压、电流量程的扩展
多量程电压表或电流表由表头和测量电路组成。表头通常选用磁电式仪表,其满量程和内阻用 Im 和 R₀ 表示。多量程(如 5V、50V)电压表的测量电路如图 1-1 所示,图中 R1、R2 称为倍压电阻,它们的阻值与表头参数应满足下列方程。多量程(如 10mA、100mA)电流表的测量电路如图 1-2 所示,图中 R3、R4、R5 称为分流电阻,它们的大小与表头参数应满足下列方程。
扩展电压量程:
用表头直接测量电压的数值为 ImR₀,当用它来测量 5V 电压时,必须串联倍压电阻 R1,若测量 50V 电压时,必须串联倍压电阻 R1 和 R₂。
扩展电流量程:
用表头直接测量电流的数值为 Im,当用它来测量大于 Im 的电流时,必须并联分流电阻 R3、R4、R5。
实验步骤:
1. 扩展电压量程(5V、50V)
根据表头参数 Im(1mA)和 R₀(160Ω)计算出倍压电阻 R1、R2,然后用 EE L-30 组件中的表头和电位器 RP1 以及倍压电阻 R1、R2 相串联,分别组成 5V 和 50V 的电压表。
2. 扩展电流量程(10mA、100mA)
根据表头参数 Im(1mA)和 R₀(160Ω)计算出分流电阻 R3、R4、R5,然后用 NE EL-23SY 组件中的表头和电位器 RP2 串联,并联分流电阻 R3、R4、R5。
实验注意事项:
1. 磁电式表头有正、负两个连接端,电路中一定要保证电流从正端流入,否则,指针将反转。
2. 电流表的表头和分流电阻要可靠连接,不允许分流电阻断开。
3. 校准 5V 和 50V 电压表满量程时,均要调整电位器 RP1。同样,在校准 10mA、100mA 电流表满量程时,均要调整电位器 RP2。
预习与思考题:
1. 设计 5V 和 50V 电压表的测量电路,计算出满足实验任务要求的各量程的倍压电阻。
2. 设计 10mA 和 100mA 电流表的测量电路,计算出满足实验任务要求的各量程的分流电阻。
3. 电压表和电流表的表盘如何刻度?
4. 如何对扩展量程后的电压表和电流表进行校验?
实验报告要求:
1. 1V、10V 电压表和 10mA、100mA 电流表的测量电路,标明倍压电阻和分流电阻的阻值。
2. 根据校验数据写出电压表和电流表的校验报告。
3. 已知表头参数:1 mA、160Ω,设计一个万用表(部分)测量电路,要求能测量 5V、50V 直流电压和 10mA、100mA 直流电流。
4. 回答思考题 3 和 4。