設(shè)計(jì)組裝歐姆表

1、預(yù)習(xí)資料設(shè)計(jì)組裝歐姆表實(shí)驗(yàn)原理：1.歐姆表的原理根據(jù)調(diào)零方式的不同，歐姆表可分為串聯(lián)分壓式和并聯(lián)分流式兩種.其原理電路如圖（a）和圖（b）所示.由圖知（b）并聯(lián)分流式歐姆表原理圖RzRx式中RZ為歐姆表的總內(nèi)阻.對(duì)于圖（a ）：Rz = Rg + Rw + R3 ,圖（b ）：Rz =0/（ Rg +Rw）+R3 .當(dāng)歐姆表短路（即Rx =0）,電路中電流為最大值Im=-E- .設(shè)Rz計(jì)時(shí)，應(yīng)使表頭滿偏（即歐姆表調(diào)零，可通過(guò)調(diào)節(jié)RW得到，所以RW稱作歐姆表的調(diào)零電阻）.將Im =旦代入（1 ）式可得RzRzRzRx可見(jiàn)I與Rx有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，如果表頭的標(biāo)度尺預(yù)先按已知電阻值來(lái)刻度，就可用來(lái)直

2、接測(cè)量電阻了.由（2）式可知，I與Rx成非線性，且Rx =0,I =Im，RX =叼1 =0-11 1RX = RZ , I = ImL2Rz稱作歐姆表的中值電阻.所以歐姆表白標(biāo)度尺是反向非均勻的，且Rx越大，刻度間隔愈密.2 .歐姆表的量程擋可由其中值電阻的數(shù)量級(jí)來(lái)設(shè)定：通常將數(shù)量級(jí)為千歐姆的中值電阻Rz的歐姆表設(shè)定為 Rx 100擋，。數(shù)量級(jí)為幾百歐姆的中值電阻Rz的歐姆表設(shè)定為Rm10擋，數(shù)量級(jí)為幾十歐姆的中值電阻Rz的歐姆表設(shè)定為 Rm1擋。3 .歐姆表參數(shù)的調(diào)整：設(shè)計(jì)好的歐姆表其參數(shù)要在實(shí)驗(yàn)中作出調(diào)整然后才能進(jìn)行校準(zhǔn)。調(diào)整的原則是在標(biāo)準(zhǔn)條件下，組裝表的滿偏（外接電阻Rx = 0,時(shí)，

3、表頭指示滿偏）和半偏（外接電阻Rx =Rz時(shí)，表頭指示半偏）條件均得到滿足；調(diào)整方法是先由半偏條件改變調(diào)零電阻Rw滑動(dòng)觸頭位置，再由滿偏條件調(diào)整R0的值，經(jīng)過(guò)若干循環(huán)后，最終 R0的值可同時(shí)滿足滿偏和中偏條件 （注意，此調(diào)整方法若改變調(diào)整順序，則調(diào)整最終不收斂，即經(jīng)過(guò)若干循環(huán)后，最終 R0的值不可同時(shí)滿足滿偏和中偏條件。）4 .歐姆表的擴(kuò)程兩種方法：（1 ）并聯(lián)不同的分流電阻以減小量程:（3）串聯(lián)分壓式（b）并聯(lián)分流式如圖2冬量程檔歐姆表參考電路Ri ,使回路電流如圖2所示，在相同的電源電壓下，在基準(zhǔn)檔的基礎(chǔ)上，并聯(lián)一電阻增大為原來(lái)的10倍，中值電阻降為原來(lái)的1/10,歐姆表此時(shí)量程和倍率都變

4、為原來(lái)的1/10;若并聯(lián)一電阻R2 ,使回路電流增大為原來(lái)的100倍，中值電阻降為原來(lái)的 1/100,歐姆表此時(shí)量程和倍率都變?yōu)樵瓉?lái)的1/100。(2)提高電源電壓以增大量程(4)式可知，在表頭靈敏度( Ig)不變的情況下，若要增大量程以測(cè)更高的阻值的電阻,5.就要提高電源電壓，使中值電阻增大。定標(biāo)：歐姆表表盤(pán)的標(biāo)度尺可按下式確定 nmRZRX式中n為對(duì)應(yīng)于Rx的表盤(pán)格數(shù),nm為表盤(pán)總格數(shù)(表盤(pán)的原刻度是均勻分格的)實(shí)驗(yàn)任務(wù)將Ig = 1mA的表頭設(shè)計(jì)并組裝成RxlQQ檔的串、并式歐姆表。1、“RM1QQ”檔歐姆表的中值電阻范圍1QQQQ < Rz < 15QQQ ；2、所設(shè)計(jì)并組

5、裝的歐姆表在工作電源1.3QV 1.65V范圍能機(jī)械調(diào)零。實(shí)驗(yàn)室提供儀器的已知參數(shù)：Ig=1mA; Rg=155Q; Rg=3QQQ ; Rw=68;EQ=1.5V思路： 根據(jù)實(shí)驗(yàn)室提供儀器的已知參數(shù)，選擇滿足設(shè)計(jì)要求的串、并式歐姆表的中值電阻Rz,并計(jì)算出相應(yīng)的限流電阻RQ的設(shè)計(jì)值和電源電壓 Emin Emax調(diào)節(jié)范圍的理論值。1、串式歐姆表X1QQQ檔的電路圖見(jiàn)圖1:設(shè)電池新時(shí)的電動(dòng)勢(shì)為Emax,壽命終了時(shí)的電動(dòng)勢(shì)為Emin ,定標(biāo)時(shí)的電動(dòng)勢(shì)為Eq ,相應(yīng)電動(dòng)勢(shì)下的中值電阻分別記為Rzmax、Rzmin、Rz則有:-EoRz='=15000 （理論值）I gRzmax =R

6、6;+Rw+Rg（1）I gRzmin =& +Rg =予I g由（1）、式得.正=Emax -Em = Rw Ig = 0.68V. E _：E _取 Emin =Eo =1.50.34 =1.16V ,則 Emax = E0 +=1.5 + 0.34 = 1.84V22由（2）式得：R0 =Emn_ Rg =10050I g綜上所述：當(dāng)中值電阻取 Rz=1500 時(shí)，電源電壓的調(diào)節(jié)范圍 1.161.84V比設(shè)計(jì)要求的大， 故滿足設(shè)計(jì)要求。2、并式歐姆表X100Q檔的電路圖見(jiàn)圖2:設(shè)電池新時(shí)的電動(dòng)勢(shì)為 Emax,壽命終了時(shí)的電動(dòng)勢(shì)為Emin ,定標(biāo)時(shí)的電動(dòng)勢(shì)為E0 ,相應(yīng)電動(dòng)勢(shì)下的中

7、值電阻分別記為Rzm axRzmin、Rz。令 Rz =1100由于E0記E0-IgRgRo所以R0 = E0 _ Ig Rg =9863Eo/Rz由圖2可看出，當(dāng)調(diào)零電阻調(diào)到最大時(shí)，電源電壓取得最小值E = EminIgRgEmin =IgRg (Ig)Ro =1.2973/RgRw同理，當(dāng)調(diào)零電阻調(diào)到最小時(shí)，電源電壓取得最大值E = EmaxIgRgEmax =IgRg (- Ig)Ro =1.6509/RG綜上所述：當(dāng)中值電阻取 的大，故滿足設(shè)計(jì)要求。Rz=1100 時(shí)，電源電壓的調(diào)節(jié)范圍1.29731.6509V比設(shè)計(jì)要求實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1 .在實(shí)驗(yàn)中調(diào)試出并式歐姆表限流電阻R和電源電壓Emi

8、n Emax的實(shí)驗(yàn)值。2 .對(duì)并式歐姆表進(jìn)行定標(biāo)，并制作出歐姆表表盤(pán)。3 .在實(shí)驗(yàn)中調(diào)試出串式歐姆表中值電阻Rz和電源電壓Emin Emax的實(shí)驗(yàn)值。4 .測(cè)出“RM 100”檔串式和并式歐姆表在工作電源為1.35V時(shí)的中值電阻，由此分析兩種方式歐姆表的優(yōu)劣。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格1、對(duì)并式歐姆表實(shí)驗(yàn)參數(shù)測(cè)試（Rz= 1100 Q）參數(shù)R/CEmin /VEmax/V理論值986.31.29731.6509實(shí)驗(yàn)值相對(duì)誤差（為2、并式歐姆表定標(biāo)（E=1.5V）Rx/C(x 100)OO10070504030201511864210Nx/格（實(shí)測(cè)）0.050.0Nx/格 （理論）相對(duì)誤差（%）3、對(duì)串式歐姆表實(shí)驗(yàn)參數(shù)測(cè)試（R0 =1005, 1）參數(shù)Rz/ QEmin /VEmax/V理論值15001.161.84實(shí)驗(yàn)值相對(duì)誤差（%4、1.35V時(shí)串、并式歐姆表中值電阻組裝形式串式歐姆表并式歐姆表1.5V時(shí)的中值電阻/11001.