北京交通大学
大学物理实验
设计性实验
实验题目
学院
班级
学号
姓名
首次实验时间年月日
指导教师签字
目录
一.实验任务 (4)
1.分析研究万用表电路，设计并组装一个简单的万用表。
(4)
二.实验要求 (4)
1.分析常用万用表电路，说明各挡的功能和设计原理 (4)
2.设计组装并校验具有下列四挡功能的万用表 (4)
3.给出将X100电阻挡改造为X10电阻挡的电路 (4)
三.实验主要器材 (4)
四.实验方案 (5)
1.测定给定的微安表头的量程I0和Rg。
(5)
2.按照如图所示电路进行分流，制作出1mA直流电流表。
(5)
3.按照如图所示全桥整流电路图制作直流电源。
(5)
五.实验数据处理与分析 (7)
六.将X100挡欧姆表改装成X10挡欧姆表设计方案 (10)
七.实验注意事项 (11)
八．参考文献 (11)
1.分析研究万用表电路，设计并组装一个简单的万用表。
二.实验要求
1.分析常用万用表电路，说明各挡的功能和设计原理
2.设计组装并校验具有下列四挡功能的万用表
（1）直流电流挡：量程1.00mA：
（2）以自制的1.00mA电流表为基础的直流电压挡：量程2.50V；
（3）以自制的1.00mA电流表为基础的电阻挡（X100）：电源使用一节1.5V电池3.给出将X100电阻挡改造为X10电阻挡的电路
三.实验主要器材
电路工具盒、可变电阻、数字万用表、导线若干
1.测定给定的微安表头的量程I0和Rg 。
2.按照如图所示电路进行分流，制作出1mA 直流电流表。
g
R ﹢
2
R 1
R 4
R 3
R V
mA
﹣g
I μA
3.按照如图所示全桥整流电路图制作直流电源。
4.以1mA 直流电流表为依据利用分压原理制作出2.5V 直流电压表和10.00V 的交流电压表。
并进行校准，具体的校准方法为：
（1）校准方法：比较法（与标准万用表比较）。
（2）校准要求：给出校准数据，画出校准曲线（折线）
图-1 万用表电路图
AC
D1
D2
D3
D4
C
T
DC
-+
图-2全桥整流电路图
（3）校准电路：将组装表、标准表、限流电阻、电源接入电路
（4）对组装表实际量程的调整：组装表、标准表均为1.00mA 时方可进行校准
5.而交流电压的测原理与步骤为：
（1）电路：半桥整流，只有半个周期电流通过毫安表
（2）交流电压平均值：整流后的直流电压是交流电压的平均值, 平均值在数学上的定义：
（3）二极管正向压降0.6伏则
（4）计算R4
（5）注意校准电路中电源接法：电压要可调
6.按照如图所示电路制作X100挡欧姆表。
x
R μA
g
R 2
R 1
R 6R 5
R 7
R g I g
I ﹢
﹣
1
⨯10
⨯100
⨯
具体步骤为：
（1）电源电压：电源为1.5伏电池，计算时取1.3伏． （2）R 1取最大值
26.02~-
=U U ab π图-3 校准曲线格式样图
图-4 欧姆表电路图
（3）校准：用电阻箱进行校准，将其作为被测电R X接入电路；当R X=0时，表头指针应满偏，如不满偏，应调整调零电位器使其满偏，然后进行校准．
（4）校准曲线：与电流、电压不同，因为R X与I不是简单的反比关系．
（5）中值电阻：当被测电阻R X等于电阻表内阻时，指针指在表盘的中心位置，此时的阻值为电阻表的中值电阻．
五.实验数据处理与分析
Uac= V
Rg= Ω
Ig= μA
R串理= kΩ
R串实= kΩ（调零电阻）+ kΩ（电阻箱）= kΩ
格数0 50 100 150 200
I理/mA
I实/mA
格数
I理/mA
I实/mA
表-1 直流电流表测量值
故得实际值和理论值的差值为：
格数0 50 100 150 200
I实-I理
格数300 350 400 450 500
I实-I理
表-2 直流电流表误差值
于是得到校准曲线
图-5 直流电流表校准曲线
对于2.5V直流电压表的制作有数据
R串理= kΩ
R串实= kΩ
格数0 100 200 300 400 500 U理/V
U实/V
U实-U理/V
表-2 电压表电压测量值
于是得校准曲线
对于10V 交流电压表，有数据 R 4理= Ω R 4实= Ω
格数 100 200 300 400 500 U 理/V U 实/V U 实-U 理/V
于是得到交流电压表的校准曲线
对于所组装的欧姆表，假设外加直流电压源为1.3V 有数据：
R 5理= Ω
电流计格数 500 400 300 250 200 100 理论值电阻/Ω
电阻值/Ω △R/Ω
1
图-76 直流电压表校准曲线
表3 电压表电压测量值 图-8 交流电压表校准曲线 表-4 欧姆表测量值
六.将X100挡欧姆表改装成X10挡欧姆表设计方案
设欧姆表内电源电压为1.3V ，R 5=836Ω，若改装成X10挡时，当电流表表头指针
半偏时，接入测量电阻R x 应该为132.5Ω，由电路拓扑结构知道，此时应该给原来测量端口并联一电阻，设为R6。
于是得电路图为：
由集总参数电路原理得公式：
将半偏值代入得R 6= Ω，于是得到当并联一个这样的电阻的时候能够达到X10挡的效果，改装完毕。
图-9 欧姆表校准曲线
图-9 欧姆表改装电路图
七.实验注意事项
（1）插、拔信息线时，一定要关闭实验箱电源．
（2）实验过程中，随时注意表头指针变化，有异常先关闭电源．
（3）调节电位器时转动速度要慢，不要猛转．
（4）每一挡制作、校准完成后，要让指导教师确认制作正确，再进行下一档的制作．（5）每次实验完成后，要整理好实验仪器方可离开实验室。
八．参考文献
参考文献
1.刘红庆.使用万用表的技术要点[J].农机使用与维修，2011(4)：66-66.
2.吴凌燕纪明霞.应用万用表准确测量直流电压的方法[J].计量与测试技术，2010，37(11)：55-56.
3.张艳雯.磁电式万用表的组装调试经验[J].长江工程职业技术学院学报，2002(3)：27-28. 1.11
4陈文.7001型指针式万用表的组装[J].电子制作，2004(3)：54-58.
5吴志刚.指针式万用表的组装,调试及故障处理[J].家用电器，1998(11)：41-41.
11。