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文本内容:
三用表的设计任务单号238表头满偏电流150HA2DC.A引入电流
0.18mA表头内阻+附加串联电阻为3Rg=33KQ
一、已知参数每人的任务条(每人不同,最后将任务条并设计作业一齐订好上交!)
1.直流电流档的引入电流(每人不同)A.
0.18mAB.测量机构总阻值(内阻+附加电阻=电阻Rg
3.3K,每人不同)公共参数(每人相同)
2.测量机构的电流灵敏度满刻度电流(每人不同)A.IS50NAB.DC.A
2.5级1mA10mA5AC.DC.V2o5级25V10V250V输入阻抗为:1/Is级输入阻抗为;D.AC.V:
5.010V50V250V1000V4KQ/v整流系数为二极管正向电阻为交流调节电阻为
0.441,600Q2K〜3K级(扩展量程)E.25XI X10X100X1K电阻中心值22工作电池
1.6〜L2V
二、各量程的元件参数设计量程的元件参数设计和分电路调试图
1.DCo A(DDC.A量程的元件参数设计设计一个多量程环形分流式直流电流表,如下图设表头内阻为Rg,电流灵敏度为Ig,扩大的电流量程为II、
12、
13、I弓I,计算各分流电阻RI、R
2、R
3、R
4.1)当电流为I引时,Rs=Rl+R2+R3+R4=Ig*Rg/(I引一Ig)=
0.00005*3300/(
0.00018-000005)=12962308o2当电流为13时,Rl+R2+R3=Ig*Rg+Rs/I3=
0.00005*3300+12962308/0001=
229.8115Qo o3当电流为12时Rl+R2=Ig*Rg+Rs/I2=
0.00005*3300+12962308/001=
22.9811Qo4R1=Ig*Rg+Rs/11=
0.00005*3300+
1296.2308/5=004596Q由234可得R2=22o9811-
0.04596=22o9351R3=
229.8115-
22.9811=
206.8304QR4=Rs—R1+R2+R3=
1296.2308-
229.8115=
1066.4193Q5量程的分电路调试图2DC.A量程的元件参数设计和分电路调试图
2.DC.V量程的元件参数设计lDC.V设计一个多量程直流电压表电路,如下图设表头内阻为Rg,电流灵敏度为Ig先计算R1Rl=Ul/Ig-Rg=
2.5/
0.00005—3300=467000然后再用一段电路的欧姆定律分别计算R2,R3R2=U2—UI/Ig=10-2o
570.00005=1500000R3=U3—U2/Ig=250—10/
0.00005=4800000Q量程的分电路调试图2DC.V量程的元件参数设计和分电路调试图
3.ACo V量程的元件参数设计DAC.V交流电压的分流电阻计算和直流相似.交流电压的分压电阻电路如下图设表头内阻为Rg,电流灵敏度为Ig1根据给定的交流电压灵敏度输入阻抗Z计算出交流引入电流二极管前I=l/Z=l/4000=0o00025A2由交流引入电流I计算出半波整流后的二极管后的电流Ik=I*
0.435=
0.00010875A3计算分流电阻R=Ig*Rg/Ik—Ig=
0.00005*3300/
0.00010875-0o00005=
2808.510638Q4可调电阻RP一般由经验取输入阻抗Z的一半RP=Z/2=2000Q5计算Uo=Ug+URP+UVDl式中,Ug是测量机构内阻Rg上的电压;UR是电位器RP上的电压;UVD1是二极管VD1上的压降,硅管UVD1=
0.65Vo Uo=Ug+URP+U VD1=Ig*Rg+RP*Ik+U VD1=000005*3300+2000*
0.00010875+0o65=1o0325V6参考上图,计算各分压电阻R1=U1-Uo/I=10—
1.0325/
0.00025=35870QR2=U2-U1/I=50-10/0o00025=160000QR3=U3-U2/I=250—50/0o00025=800000QR4=U4—U3/I=1000-250/
0.00025=3000000Q图中C为滤波电容,约为5uF,防止整流后的脉动波形使表的指针不停的小幅摆动,VD2为保护二极管量程的分电路调试图22AC.V量程的元件参数设计和分电路图:
4.量程的元件参数设计1挡基本电路lo如上图所示是电阻档基本电路,其中RP为调零电位器;RP和Rd组成分流电阻1电位器RP触点移到b点,电池电压最高E=L6V.此时分流电阻为Rb分流电阻小,分流电流大2电位器RP触点移到a点,电池电压最低E=l2V此时分流电阻为Rb+RP分流电阻O大,分流电流小3电位器RP触点移到b、a之间,电池电压为标准E=l5V,此时分流电阻为Rb及RP的一部分之和.零支路电阻和的计算2Rb RP各档电阻中心值低倍率挡,RX1的电阻中心值RZ1=22Q中倍率挡,RX10的电阻中心值RZ2=220高倍率挡,RX100的电阻中心值RZ3=2200最高倍率挡,RX1k的电阻中心值RZ4=22kQ先以电阻测量高倍率档电阻中心值RZ3计算E不同时的电流,以保证Rx=0时能调零例如,RZ3=2200时,b点Imax=lo6V/2200Q=727u A,a点Imin=l2V/2200=545□A,c点I标=15V/2200=682u A当已知流过表头满刻度电流为Ig,表头内阻为Rg时,计算如下1当RP指在a点时的总分流电阻Rb+RP;Rb+RP=Ig*Rg/Imin-Ig=000005*3300/0000545-000005=
333.33333Q2当RP指在b点时的分流电阻Rb;Rb=Rb+RP*Imin/Imax=333o33333*
0.000545/0000727=24988537Q3计算分流电位器RP;RP=Rb+RP—Rb=
83.44796Q.串联电阻的计算3Rd串联电阻Rd是由低压高倍率的电阻中心值RZ3确定的因为电位器RP是变数,设电位器RP触点在中间,阻值为RP/2,接入Rd后,该档的总内阻等于RZ3,因此有Rd=RZ3-Rg+RP/2*Rb+RP/2/[Rg+RP/2+Rb+RP/2]=
1931.795057Q.各倍率电阻的计算4各倍率电阻的电路如下图所示1设R1为中心电阻RZ1=22时的并联电阻,考虑电池内阻ro一般为09~11Q,从端口看RZl—ro=RZ3〃R.取ro=l Q,则有R16=RZl-ro*RZ3/[RZ3-RZl-ro]=22—1*2200/2200-22-1=21202386Q2设R2为中心阻值RZ2=220Q时的并联电阻,同样有R17=RZ2*RZ3/RZ3—RZ2=220*2200/2200-220=
244.444444Q3设R3为中心阻值RZ2=2200时的并联电阻,则有R18=RZ3*RZ3/RZ3-RZ3=^4设Rik为测量最高倍率档RX1k串联电阻,由于其电阻中心值太大,致使灵敏度降低到端口短接RX=0时也无法调零,故需增加电源电压由于最高倍率档电阻中心值RZ4=22kQ,比高倍率挡大十倍,因而电源电压也大十倍,选电源EE为15V的层叠电池,同时无分流电阻R3=8,可见最高倍率挡也无法分流电阻,工作电流与高倍率挡相同.则高倍率挡串联电阻Rlk=RZ4—RZ3—REE=22000—2200—1000=18800Q式中REE为电源EE的内阻,约为IkQ.量程的分电路调试图2
三、总线路图挡DCo VDCo AACo V挡Q
四、校验图及达到的精度等级:校验图和校验精度等级的表格:DCo A接入电流源电流端接入电流A电流表输出电流uA理论输出电流口A
1155050.05/316o6750/3^
16.66710/
333.33100/3^
33.333120o015050o
00.01/
316.6750/3-
166670.02/
333.33100/3心33°333130o
0015050.
00.001/
316.6750/3^
16.6670o002/333o33100/3-33333引0o000185050o0I0o
0000616.6750/3^
16.6670o
0001233.33100/3心33333DCoA准确度等级为土k%=
0.03/50*100%=06%
2.5%,满足要求校验图和校验精度等级的表格DC.V接入电压源电压端接入电压V电流表输出电流uA理论输出电流口AU
12.
55050.
02.5/
316.6750/3仁166675/333o33100/3心33333U2105050o010/316o6750/3^
16.66720/333o33100/3^
33.333U
32505050.0250/316o6750/3仁16667500/
333.33100/3^
33.333DCo V准确度等级为±k%=0o03/50*100%=006%
2.5%,满足要求校验图和校验精度等级的表格:ACo V)交流电压挡检校(合上)
1.10V1Ul/V电流表示数实验理论输出电流绝对误差/u A最大绝对误差/P值/H A AP A
1051.
3250.0lo32lo7910/
314.8750/3^16667—Io7920/333o09100/3^
33.333—0o24AC-V10V挡准确度为土k%=
1.79/50*100%=358%5%,满足要求)交流电压挡校验(合上)
2.50V2U2/V电流表示数实验理论输出电流u A绝对误差/u A最大绝对误差/u值/u AA5051o
7550.
01.75lo7550/
316.8350/3^
16.
6670.16100/334o27100/3=
33.
3330.94AC.V50V挡准确度为:±k%=
1.75/50*100%=
3.5%5%,满足要求3).250V交流电压挡校验(合上3)U3/V电流表示数实验理论输出电流u A绝对误差/u A最大绝对误差/u值/u AA25051o
8950.
01.
891.89250/
317.2150/3七166670o54500/
334.
521.19100/3^33o333AC.V250V挡准确度为土k%=189/50*100%=378%5%,满足要求°)交流电压挡校验(合上)
4.1000V4U4/V电流表示数实验理论输出电流绝对误差/u A最大绝对误差/u值/u AAH A100051o9050o0lo
901.901000/317o2650/3^
16.6670o592000/334o56100/3^
33.333lo23AC.V1000V挡准确度为±k%=l90/50*10%=38%5%,满足要求.校验图和校验精度等级的表格Q
1.L2V档调零图中心电阻值/Q电流表输出电流/“A2249o
9422049.94220049o9422000/2o lo6V档调零图中心电阻值/Q电流表输出电流/U A2250o
9722050.97220050o9722000/422Q校验图:oRX/电流表示数实验值/u A理论值/u A绝对误差/n最大绝对误差/PQ AA2223o46250o
541.031132o
2933.33lo0366llo
7312.500o85o539o
54400.
467.
828.330o51no仪表准确度为:±k%=l.03/50*100%=2o06%25%,满足要求5o220Q校验图RX/Q电流表示数实验值/u A理论值/u绝对误差/P最大绝对误差/uA AA
22024.
54250.
460.811032o6933o330o6466012o
2912.500o
215539.20400o811008o
1978.330o133仪表准确度为:±k%=0o8/50*100%=1o6%
2.5%,满足要求RX/电流表示数实验值/u理论值/u绝对误差/U最大绝对误差/u6o2200C校验图:Q AAAA
220024.
76250.
240.
57110032.
9333.330o4660012o4312o500o
0755039.43400o
57110008.2978o330o033仪表准确度为:士k%=
0.57/50*100%=l14%2o5%,满足要求
7.220000校验图:RX/kQ电流表示数实验值/u A理论值/u A绝对误差/u A最大绝对误差/u A
2224.
17250.830o931132o5533o
330.
786611.
5912.
500.415o
539.85400o
151107.408o
330.93仪表准确度为:±k%=
0.93/50*100%=
1.86%〈
2.5%/荫足要求
五、元件、开关及功能表:元件或开关名称功能直流电流档SI直流电流表选择开关选定或断开直流电流表档RI,R2,R3,R4直流电流表分流电阻保证各个电流档的内阻S5,S6,S7直流电流表调档开关调节选择直流电流档直流电压档S2直流电压表选择开关选定或断开直流电压表档R5,R6,R7直流电压表分压电阻保证各个电压档的内阻S8,S9,S10直流电压表调档开关调节选择直流电压档交流电压档S3交流电压表选择开关选定或断开交流电压表档RP可调电阻调节交流电压表内阻Rc分流电阻分流防止整流后的脉动波形使XCl滤波电容指针不停小幅摆动DI AC/DC转换器将交流转换成直流D2保护二极管保护电路R8,R9,R10,Rll交流电压表分压电阻保证各个电压档的内阻S11,S12,S13,S14交流电压表调档开关调节选择交流电压档欧姆档S4,S18欧姆表选择开关选定或断开欧姆表档Rb分流电阻分流RP2可调电阻调节欧姆表内阻Rd串联电阻调节欧姆表内阻R16,R17欧姆表分档电阻保证各个欧姆档的内阻S15,S16,S17,S18欧姆表调档开关调节选择欧姆档VE低中高档电压源提供低中高档表内电压VE2最高档电压源提供最高档表内电压RO VE内阻REE VE2内阻Rik最高倍率档串联电阻。