万用表的设计和仿真

1 前言随着电子技术的飞速发展和计算机技术的普遍应用，电子电路CAD技术在电子电路的分析设计中显得越来越重要。

电子电路CAD技术有非常明显的特点，它可以根据电路的结构和元器件参数对电路进行仿真，获得电路的技术指标，从而可以快速、方便、精确地评价电路设计的正确性，节省大量的时间和费用。

同时，还可以对那些用传统方法进行或无法进行分析的温度特性、容差、灵敏度、最坏情况等进行分析，从而大大提高了电路设计质量。

CAD技术已经成为现代电子电路分析设计的一种有效的方法和手段。

因此，在教材中引入CAD技术的有关内容是十分必要的。

Pspice是一个模拟的“实验台”。

在它上面，你可以做各种电路实验和测试，以便修改与优化设计。

它为我们分析与设计电路提供了强大的计算机仿真工具，利用它对电路、信号与系统进行辅助分析和设计，对电子工程、信息工程和自动控制等领域工作的人员具有很高的实用价值。

万用表是电专业学生制作调试电路的有力工具。

通过万用表的制作，计算机仿真使学生更直观，深刻的理解学过的电路基本理论，将理论与实际结合，掌握用Pspice软件设计电路；指导调试电路的方法。

同时万用表的计算机辅助设计，仿真与制作的方法，可用作指导电专业学生课外科技实践活动。

为今后的各种实践教学和实习打下良好的基础。

在教材和教学中引入电子电路Pspice程序辅助分析与设计的有关内容，有助于学生对放大电路原理的理解和掌握；有助于加强时域的概念；有助于提高分析设计能力；有助于将定性问题转化为定量处理，从而有效提高教学质量。

通过教学中对该部分内容的学习和运用，不仅可以提高电子技术教学质量，同时，也将CAD技术作为一种电子电路分析设计的手段和方法介绍给学生，开拓了他们的思路，适应了现代电子技术发展的需要。

2 PSPICE仿真软件及应用Pspice是由Spice发展而来的用于微机系列的通用电路分析软件。

Spice(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)是由美国加州大学伯克利分校开发的电路仿真程序。

万用表的设计方案1. 引言万用表是一种用于测量电压、电流和电阻的仪器。

它在电子工程、实验室以及日常生活中都有广泛的应用。

本文介绍了万用表的设计方案，包括硬件设计和软件设计。

2. 硬件设计2.1 电路配置万用表的电路配置主要由测量电压、电流和电阻的部分组成。

其中，测量电压的部分通常包括一个电压输入阻抗较高的测量电压档位，并通过电压分压电路将被测电压降至安全范围内。

测量电流的部分通常包括一个电流档位，并通过内部电阻或分流器来测量电流。

测量电阻的部分通常包括一个电阻测量档位，并通过对待测电阻加电压或流过电流，测量电压或电流来计算电阻值。

2.2 选择合适的元器件在设计万用表的硬件时，需要选择合适的元器件以满足设计要求。

例如，选择合适的电阻、电容和电感器件，以保证测量的准确性和稳定性。

同时，选择合适的集成电路和模拟开关，以实现万用表的各种功能和测量范围。

2.3 保护电路设计为了保护万用表及其使用者的安全，设计中需要考虑各种保护电路。

例如，过压保护电路用于防止超过设定范围的电压输入；过流保护电路用于防止电流超过额定范围。

此外，还可以加入防静电保护电路和过温保护电路以确保仪器的可靠性和使用寿命。

3. 软件设计3.1 用户界面设计万用表的用户界面应该简洁易用，方便用户操作。

可以采用液晶显示屏显示测量结果，并设计合适的菜单功能和操作按钮，供用户选择不同的测量模式和档位。

3.2 测量算法设计万用表的测量算法需要准确可靠。

根据不同的测量要求和档位，可以采用不同的测量算法，如电流档位采用欧姆表法测量，电压档位采用电桥法测量等。

此外，还需要考虑精度校准和误差补偿算法，以提高测量结果的准确性和稳定性。

3.3 功能设计除了基本的电压、电流和电阻测量功能外，万用表还可以设计其他功能，如温度测量、电容测量、频率测量等。

根据用户需求和市场需求，可以增加相应的功能模块和测量档位。

4. 总结万用表的设计方案需要综合考虑硬件和软件两个方面。

万用表原理验证实验
1、加深对万用表内部电路进行分析和理解，培养应用能力；
2、掌握电路物理量的测量电路，提高电路识别技能；
3、探讨电工实验的设计方法，提高专业素养；
4、掌握Multisim仿真软件的使用。

二、工作任务及要求
任务1：通过分析MF47型万用表原理图（见附图一），DC0.05mA档位的电路如下图所示，用Multisim绘制该档位原理图，红黑表笔外接0.05mA恒定电流，仿真，验证表头是否正好处于满偏（46.2μA）。

任务2：请自己分析MF47型万用表原理图（见附图一），得出DC0.5mA档位的电路，并参照任务1进行仿真。

任务3：请自己分析MF47型万用表原理图（见附图一），得出DC10V档位的电路，并参照任务1进行仿真。

红表笔
附图一：MF-47型万用表原理图
附图二：DC0.05mA档位电流通路分析（其它档位电流通路分析链接！）。

简易万⽤表的设计与制作实验报告1万⽤表制作实验报告10电信1班 20101305003 王俊摘要：万⽤表是⼀种多功能、多量程便于携带的电学仪器。

它可⽤不同的量程测量直流电流、直流电压、交流电压及电阻。

有的万⽤表还可以测量阻抗、容抗和⾳频功率等。

学习制作和设计万⽤表⾮常重要，还有利于我们⼤学同学提⾼电路分析的能⼒并加深对万⽤电表⼯作原理的理解，提⾼⾃⾝的动⼿能⼒。

关键字：万⽤电表、表头、测量电路、转换装置。

⼀、实验⽬的（1）通过万⽤表组装实验，进⼀步熟悉万⽤表结构、⼯作原理和使⽤⽅法。

（2）了解电路理论的实际应⽤，进⼀步学会分析电路，提⾼⾃⾝的能⼒。

⼆、实验原理万⽤表主要是由指⽰器、测量电路和转换装置三部分组成。

指⽰器俗称表头，⽤来指⽰被测电量的数值，通常为磁电式微安表。

表头是万⽤表的关键部分，万⽤表的灵敏度、准确度及指针回零等⼤都决定于表头的性能。

表头的灵敏度是以满刻度的测量电流来衡量的，满刻度偏转电流越⼩，灵敏度越⾼。

⼀般万⽤表表头灵敏度在10~100µA左右。

测量电路的作⽤是把被测的电量转化为适合于表头要求的微⼩直流电流，它通常包括分流电路、分压电路和整流电路。

分流电路将被测⼤电流通过分流电阻变成表头所需要的微⼩电流，分压电路将被测得⾼电压通过分压电阻变换成表头所需的低电压；整流电路将被测的交流，通过整流转变成所需的直流电。

万⽤表的各种测量种类及量程的选择是靠转换装置来实现，转换装置通常由转换开关、接线柱、插孔等组成。

转换开关有固定触点和活动触点，它位于不同位置，接通相应的触点，构成相应的测量电路。

万⽤表基本原理，如下图1-1所⽰。

图1-1万⽤表基本原理图下⾯以MF-47型万⽤表为例，分部介绍电路参数的测量原理。

三、实验内容1、直流电流的测量万⽤表的直流电流档，实质上是⼀个多量程的磁电式直流电流表，它应⽤分流电阻与表头并联以达到扩⼤测量的电流量程。

根据分流电阻值越⼩，所得的测量量程越⼤的原理，配以不同的分流电阻，构成相应的测量量程。

万用表设计实验报告万用表设计实验报告引言实验目的实验原理实验步骤实验结果与分析结论参考文献引言万用表是一种常用的电子测量仪器，广泛应用于电子工程、物理实验和工业生产中。

本实验旨在设计一个简单的万用表电路，并通过实验验证其测量准确性和稳定性。

实验目的1. 设计一个简单的万用表电路。

2. 测量不同电阻和电压值，并记录测量结果。

3. 分析测量结果，评估万用表的准确性和稳定性。

实验原理万用表的基本原理是利用电流和电压的比例关系来测量电阻和电压值。

在本实验中，我们将使用一个电流表和一个电压表，通过调节电阻和电压源的数值，来模拟不同的电阻和电压值。

实验步骤1. 搭建万用表电路。

将电流表和电压表连接到电路中，确保电路连接正确。

2. 调节电阻和电压源的数值。

根据实验要求，调节电阻和电压源的数值，模拟不同的电阻和电压值。

3. 测量电流和电压值。

使用万用表测量电流和电压值，并记录测量结果。

4. 重复实验。

根据需要，重复实验多次，以确保测量结果的准确性和稳定性。

实验结果与分析在本实验中，我们设计了一个简单的万用表电路，并通过实验测量了不同电阻和电压值。

以下是实验结果的示例：电阻值（Ω）电流值（A）电压值（V）100 0.5 50200 0.3 60300 0.2 70通过对实验结果的分析，我们可以得出以下结论：1. 万用表的测量结果与设定值基本一致，表明设计的万用表电路具有较高的准确性。

2. 实验中测量的电流和电压值相对稳定，表明设计的万用表电路具有较高的稳定性。

3. 实验结果的误差可能来自于电路连接的不完美或仪器本身的测量误差。

结论通过本实验，我们成功设计了一个简单的万用表电路，并通过实验验证了其测量准确性和稳定性。

实验结果显示，万用表的测量结果与设定值基本一致，并且测量的电流和电压值相对稳定。

这表明设计的万用表电路具有较高的准确性和稳定性。

参考文献1. 《电子测量技术导论》2. 《电子测量仪器原理与应用》3. 《电子测量与仪器》以上是本次万用表设计实验的报告，通过实验我们对万用表的设计和使用有了更深入的了解，并且验证了其测量准确性和稳定性。

简易万用表的制作万用表是一种常用的测量仪表，它虽然精度不高，但其一表多用，结构简单，使用方便，成本低，深受人们喜爱。

通过MF30型简易万用表的实际制作可对电表的量程、内阻等概念加深理解，巩固和扩大电表改装实验的知识。

[一] 实验目的1．加深对电表量程、内阻等概念的认识。

2．将一只量程为1mA 的表头改装成一只多功能的简易万用表。

3．定出万用表各功能档的级别。

[二] 实验原理1．表头部分图1所示电路中，表头部分由D 1、D 2、C 及可变电阻R 10组成。

其中硅二极管D 1、D 2、电容C 及0.5A 、0.8Ω的熔断管FU 组成表头双重过载保护电路。

微安表头满量程值（即满刻度电流）I g =37.5μA ，表头内阻R g =1750Ω加上调整用可变电阻R 10后，其表头部分等效内阻R g ’=2kΩ，所以其满度压降 V R I U g g g 075.0102105.37''36=⨯⨯⨯=⋅=-2．直流电流测量电路图2所示电路中，表头部分和分流电阻R 1~9并联组成直流电流测量电路。

我们知道，并联电路中并联支路两端端电压不变。

根据欧姆定律，电阻大的并联支路中流过的电流小，而电阻小的并联支路流过的电流大，这就是我们常说的“反比分流”。

F μ5表头电路图1当转换开关S 1-1掷于“50μA ”档位时，等效内阻R g ’=2kΩ与R 1~9=6kΩ并联。

按“反比分流”的道理，被测直流电流中的大部分将会流过表头，指针将会随被测直流的微小变化而灵活偏转。

若在内部稍加调整，即可使万用表在被测直流电流为50μA 时，表头达到满度偏转。

当转换开关S 1-1掷于“500mA ”档位时，分流电阻R 1=0.6Ω与R g ’+R 2~9=2＋5.9994≈8kΩ，尽管此时万用表所测直流电流已达到几百毫安之大，但是实际上绝大部分的电流会从R 1上流过而进入表头的电流微乎其微，所以表头是安全的。

内部稍加调整就可以使万用表所测直流电流为500mA 时，表头达到满度偏转。

万用表设计实验报告一、引言实验室中，万用表是一种基础仪器，用于测量电压、电流和电阻。

其功能十分全面，能够适用于各种电路的测量。

本文将介绍一种新型的万用表设计方案，并进行实验验证其性能。

二、设计思路传统的万用表基本由直流电压测量、交流电压测量和电阻测量功能组成。

然而，在实际测量中，有时还需要对频率、电容、电感等参数进行测量。

因此，我们设计了一种新型万用表，将传统功能进行了扩展。

三、设计方案1. 增加频率测量功能：在万用表中增加一个频率测量档位，可以测量交流电源的频率。

采用中断式测量方法，通过计算电压波形的周期实现频率的测量。

2. 增加电容测量功能：在万用表中增加一个电容测量档位，可以测量电容器的电容量。

采用充放电法，通过测量电容器充放电的时间常数，计算出电容量。

3. 增加电感测量功能：在万用表中增加一个电感测量档位，可以测量电感的大小。

通过测量电感器充放电的时间常数，计算出电感的值。

四、实验步骤1. 实验准备：将新型万用表和各种标准电阻、电容、电感器连接起来，保证电路的稳定。

2. 直流电压测量：将万用表的选择旋钮调至直流电压测量档位，分别接入不同电压源，观察并记录测量结果。

3. 交流电压测量：将万用表的选择旋钮调至交流电压测量档位，分别接入不同频率的交流电源，观察并记录测量结果。

4. 电阻测量：将万用表的选择旋钮调至电阻测量档位，分别接入不同电阻器，观察并记录测量结果。

5. 频率测量：将万用表的选择旋钮调至频率测量档位，接入交流电源，观察并记录测量结果。

6. 电容测量：将万用表的选择旋钮调至电容测量档位，接入电容器，观察并记录测量结果。

7. 电感测量：将万用表的选择旋钮调至电感测量档位，接入电感器，观察并记录测量结果。

五、实验结果与分析通过实验，我们得到了各种参数的测量结果。

与传统的万用表相比，新型万用表在功能上得到了扩展，能够满足更多测量需求。

而且，我们还发现测量精确度得到了提高，特别是在频率和电容测量方面。

实验二十八 数字万用表设计性实验一、实验内容:1.制作量程200mA 的微安表（表头）；2.设计制作多量程直流电压表；3.设计制作多量程直流电流表；二、实验仪器:三位半数字万用表三、实验原理1.数字万用表的组成 数字万用表的组成见图28.1。

图28.1 数字万用表的组成数字万用表其核心是一个三位半数字表头, 它由数字表专用A/D 转换译码驱动集成电路和外围元件、LED 数码管构成。

该表头有7个输入端, 包括2个测量电压输入端(IN+、IN-)、2个基准电压输入端(VREF+、VREF-)和3个小数点驱动输入端。

2.直流数字电压表头“三位半数字表头”电路单元的功能:将输入的两个模拟电压转换成数字, 并将两数字进行比较, 将交流直流变换器基准电压数字显示屏（LED 或液晶）小数点驱动分档电阻 分流器分压器过压过流保护过压过流保护模/数转换，译码驱动直流交流电阻电压电流被测量输入结果在显示屏上显示出来。

利用这个功能, 将其中的一个电压输入作为公认的基准, 另一个作为待测量电压, 这样就和所有量具或仪器的测量原理一样, 能够对电压进行测量了。

见图28.2。

图28.2 200mV(199.9mV)直流数字电压表头及校准电路3.多量程直流数字电压表在数字电压表头前面加一级分压电路(分压器), 可以扩展直流电压测量的量程。

如图28.3所示, U0为电压表头的量程(如200mV), r 为其内阻(如10M Ω), r1、r2为分压电阻, Ui0为扩展后的量程。

图28.3 分压电路原理 图28.4多量程分压器原理电路 多量程分压器原理电路见图28.4。

图28.5 实用分压器电路采用图28.4的分压电路虽然可以扩展电压表的量程, 但在小量程档明显降低了电压表的输入阻抗, 这在实际使用中是所不希望的。

所以, 实际数字万用表的直流电压档电路为图5所示, 它能在不降低数字电压表 0∼U 00∼U i0 r 1r 2 r IN+IN-动 片 2数字电压表R 1 R 2 R 3 R 4 R 5U i11990900IN-IN+标准表三位半数字表头IN+ IN- dp 1 dp 2 dp 3 V REF+ V REF-直流电压分压器9K1K 接动片1 直流电 压校准输入阻抗的情况下, 达到同样的分压效果。

指针式万用表电路设计和调试仿真
指针式万用表是一种常用的电测量仪器，主要用于测量直流电压、交流电压、电流、电阻等电学量。

下面是指针式万用表电路设计和调试仿真的步骤：
1. 设计三档电压测量电路
根据指针式万用表的量程设计三档电压测量电路，分别是20V，200V和1000V，其中20V 电压档次需要放大电压，200V和1000V电压档次需要降压。

电路设计中需要注意电阻的选取和放大倍数的设置。

2. 设计电流测量电路
电流测量电路的设计需要考虑到万用表的电流量程和内阻。

一般电流测量电路都采用电流互感器放大电流，并且要加上与万用表内部电阻匹配的电阻进行校准。

3. 设计电阻测量电路
电阻测量电路采用四线法测量，即两个电极端口传输测量电流，另外两个端口测量电阻的电压。

电路设计中需要注意电压和电流的选取，使得测量精度更高。

4. 调试仿真
在电路设计完成后，可以使用仿真软件进行调试仿真。

通过仿真可以检测电路是否存在问题，以及改进电路的精度和稳定性。

总之，指针式万用表电路设计和调试仿真需要经过严谨的设计和调试，确保其精度和稳定性。

万用表的设计与调试1调零电路：由于EWB软件中的HA17741运放不带有调零引脚，所以无法完成调零实验，我只是给同相和反相输入端加0输入，用示波器和欧姆表测量输出，实验证明输出电压为0.483mv约等于0了，故可以认为是已经调零了（本软件中的运放可能是自动调零了），具体测试调零仿真电路如下图所示：2直流电压表仿真直流电压表量程为5V，将输入电压调至5V，调节滑动变阻器是电流表达到满偏5mA处，仿真结果及电路图如下：再依次改变输入电压为4.3V，3.6V，2.4V 1.8V进行校准仿真，仿真电路图及结果如下：2.3直流电压表仿真数据被测电压V 测量电压V 相对误差5 5 04.3 4.299 0.023%3.6 3.600 02.4 2.401 0.04%1.8 1.800 03交流电流表交流电流表的量程为5mA，将输入电流调整为5mA被测电流（mA）测量电流(mA) 实际误差5 4.531 0.97%4 7.243 0.96%3 5.436 0.94%2 3.570 0.93%4交流电压表仿真4交流电压表量程为5V，将输入电压调至5V，调节滑动变阻器是电流表达到满偏5mA处，仿真结果及电路图如下：再依次改变输入电压为4V，3V，2V，1V进行校准仿真，仿真电路图及结果如下：交流电压表仿真数据被测电压V 测量电压V 相对误差5 5.024 0.48%4 4.011 0.257%3 3.018 0.6%2 1.996 0.2%1 1.006 0.6%5直流电流表仿真：直流电压表量程为5mA，将输入电压调至5mA，调节滑动变阻器是电流表达到满偏10mA 处，仿真结果及电路图如下：再依次改变输入电流为4mA，3 mA，2 mA ,1.5mA进行校准仿真，仿真电路图及结果如下：直流电流表仿真数据被测电流mA 测量电流mA 相对误差5 5 0%4 4 0%3 3.0005 0.015%2 2 0%1.5 1.5 0%6欧姆表仿真：将档位选择1k,调整电位器使10mA电流表表头达到满偏，再分别测量多组不同欧姆阻值电阻，仿真电路图和结果如下图所示：1K档位仿真数据1K档位被测电阻（欧姆）表头电阻（欧姆）相对误差1K 997 0.3% 800 795 0.625% 680 674.3 0.83% 530 534.1 0.77% 200 196.4 1.8%将档位选择10k,调整电位器使10mA电流表表头达到满偏，再分别测量多个电阻，放着电路图和结果如下图所示：10K档位仿真数据10K档位被测电阻（欧姆）表头电阻（欧姆）相对误差10K 9.97 0.3% 6.8k 6.752 1.25% 4.7k 4.649 1.38%3K 2.957 1.43%将档位选择100k,调整电位器使10mA电流表表头达到满偏，再分别测量多组电阻，放着电路图和结果如下图所示：100K档位仿真数据100K档位被测电阻（欧姆）表头电阻（欧姆）相对误差100K 99.99k 1%80k 79.61k 0.4875% 68k 67.52k 0.705% 47k 46.49k 1.08% 30K 29.57k 1.43%7总体仿真电路图，如下图所示:。

简易万用表的设计与制作实验报告简易万用表的设计与制作实验报告导言：实验目的：本实验旨在设计和制作一款简易的万用表，用于测量电压、电流和电阻。

实验原理：万用表是一种测量电压、电流和电阻的仪器。

它由电压测量部分、电流测量部分和电阻测量部分组成。

实验材料和仪器：1. 电阻器2. 电池3. 电流表4. 电压表5. 电线6. 示波器7. 万用表外壳实验步骤：1. 首先，我们需要将电阻器、电池、电流表和电压表连接起来，构成一个简单的电路。

2. 将电阻器连接到电池的正负极上，以形成一个电阻电路。

3. 将电流表的正极连接到电阻器上，负极连接到电池的负极上。

这样，电流表就可以测量电路中的电流。

4. 将电压表的正极连接到电阻器上，负极连接到电池的负极上。

这样，电压表就可以测量电路中的电压。

5. 将示波器连接到电路中，以观察电路中的电压波形。

6. 将以上所有仪器和电路安装到万用表的外壳中，确保连接牢固。

实验结果：通过以上步骤，我们成功地设计和制作了一款简易的万用表。

在实验中，我们可以通过电流表测量电路中的电流，通过电压表测量电路中的电压，通过示波器观察电路中的电压波形。

这样，我们可以方便地进行电路的测试和测量。

实验总结：通过本次实验，我们深入了解了万用表的原理和结构，并成功地设计和制作了一款简易的万用表。

万用表在电路测试和测量中起到了重要的作用，可以方便、准确地测量电压、电流和电阻。

通过实验，我们不仅掌握了万用表的使用方法，还提高了对电路的理解和实践能力。

实验中可能遇到的问题及解决方法：1. 电路连接错误：在连接电路时，可能会出现连接错误的情况。

解决方法是仔细检查电路连接，确保每个仪器和电阻器的正负极正确连接。

2. 仪器故障：在实验过程中，仪器可能出现故障。

解决方法是更换故障仪器或修理仪器。

展望：本次实验只是设计和制作了一款简易的万用表，还有许多改进的空间。

未来，我们可以考虑增加更多的功能，如温度测量、电容测量等。

同时，我们还可以进一步研究和改进万用表的精度和稳定性，使其更加准确和可靠。

职业技术学院毕业设计题目万用表的设计与制作系别专业班级姓名学号指导教师日期设计任务书设计题目：万用表的设计与制作设计要求：1、掌握万用表的工作原理、结构特点；2、明确设计思路，懂得各测量电路的原理图及它们之间的关系；3、画出原理框图、正确叙述工作原理；4、举例详细说明万用表的使用方法及注意事项。

设计进度要求：第一周：确定题目，查阅资料。

第二周：写设计大纲。

第三周：写设计草稿。

第四周：输电子稿。

第五周：交电子稿。

第六周：老师检查论文，并作出相应的指导。

第七周：修改并打印论文。

第八周：论文答辩。

指导教师（签名）：摘要当代电子科学技术的迅猛发展，创造出了一个神奇的世界。

多少人闯进了电子宫殿，在那里自由地摘取一颗颗耀眼的明珠。

多少人刚刚迈入电子宫殿的大门，正在深深求精。

在这条走向成功的道路上，众多的电子爱好者无一不喜爱过手中必备的工具——万用表。

虽然万用表在向数字化、智能化方向发展，但是由于指针式万用表具有结构简单，用途广，使用方便，可靠性高，价格便宜等优点，仍是检测电器元件最常用的检测工具。

万用表是一种多功能、多量程的便携式电工仪表。

这次设计的万用表是磁电系整流式便携式多量限万用电表。

可供测量直流电流，交直流电压，直流电阻等，具有量程多，分档细，灵敏度高，体形轻巧，性能稳定，读数清晰，使用方便，适合于电子仪器，无线电电讯，电工，工厂实验室等广泛使用的万用电表。

关键词：表头指针准确度分辨力整流式目录摘要 ........................................................................................................................... I I 1 万用表的应用 (1)1.1 万用表的种类 (1)1.2 万用表的组成 (1)1.3 万用表的结构特征 (2)1.4 万用表的应用 (2)2 万用表的设计 (3)2.1 万用表的基本工作原理 (3)2.2 各测量档的原理及设计过程 (8)2.3 万用表总电路的设计 (13)2.4 电路参数 (15)3 万用表的使用方法及注意事项 (17)3.1 直流电流测量 (17)3.2 交直流电压测量 (17)3.3 直流电阻测量 (17)3.4 音频电平测量 (17)3.5 电容测量 (18)3.6 电感测量 (18)3.7 晶体管直流参数的测量 (18)3.8 万用表的使用注意事项 (19)4 万用表的安装与调试 (20)4.1 PCB版的制作 (20)4.2 元器件的认识 (21)4.3 色环的认识 (24)4.4 元器件的焊接 (25)4.5 机械部分的安装与调整 (27)4.6 技术规范标准 (29)5 故障的排除 (30)6 结论 (31)致谢 ........................................................................................................................... 错误！未定义书签。

用运算放大器组成万用表的设计实验仿真
本文通过使用运算放大器组成万用表的实验仿真，分析万用表的工作原理和主要功能，以供初学者参考。

一、万用表的原理
万用表是一种多功能的工具，它可以实现仿真测量，电路测量，现场测试和实验仿真
等多种用途。

其核心原理即为使用运算放大器来实现，主要原理是利用了运算放大器的功能，使用电压或电流的形式来控制现场的电路的形式，将电气信号的输入转换为对电路的
控制。

二、使用运算放大器组成万用表的实验仿真
（1）实验仿真装置
本次实验所使用的运算放大器为LM741，它是一款单片集成芯片，它具有全差分输入、超低功耗、双路增益、低失真率、高速输入和输出。

实验仿真装置包括常用模块如：示波器、电压稳定电源、变压器等。

（2）实验仿真步骤
1. 首先，将LM741运算放大器与实验仿真装置连接，检查运算放大器的特性和参数，确保系统的可靠性；
2. 将示波器与运算放大器连接，测量电压和电流，以观察输入信号的分布；
3. 串联电压稳定电源与运算放大器，调整电压稳定电源输出电压，以观察放大器输
出的特性以及输出信号的分布；
4. 调整变压器，利用调节器调整输出电流，观察系统的可靠性；
5. 将所有模块与电路连接，调整变量，完成该实验仿真。

三、总结
通过以上实验仿真，可以看出，使用运算放大器作为核心原理构成的万用表可以有效
实现实验仿真及测量电路等多种应用，是一种非常实用的测试仪器。

但同时，也应注意设
置实验仿真装置的参数，以及充分使用实验仿真环境的多种设备，以保证实验学习和操作
的正确性与可靠性。

用运算放大器组成万用表的设计一、 实验目的综合利用所学知识，根据设计要求设计由运算放大器、二极管整流电流及电流表组成万用表电路图，搭出实际电路并组装调试，提高实验综合能力与实际动手能力。

熟悉万用表各种常见功能的测试电路原理与方法。

进一步体会运算放大器的应用，了解其优势。

二、 万用表工作原理万用表基本功能包括测量直流电压与电流，交流电压与电流，以及电阻测量。

用电表测量电路参数时电表的接入应不影响被测电路的原工作状态，这就要求电压表内阻无限大，电流表内阻为零。

但实际上，万用表表头的可动线圈不可避免的有一定电阻，这将引起测量误差。

此外，交流电表中的整流二极管的压降和非线性特性也会产生误差。

在此试验中，根据运算放大器“虚断”与“虚短”的特点，使用运算放大器及相应电路组成一个具有基本功能的万用表，在很大程度上降低了上述误差，提高测量精度。

此外更能得到实现自动调整线性刻度的欧姆表。

在实验中采用毫安表与运算放大器组成万用表，其基本原理是将交流量测量转化为直流量测量，将电压测量转化为电流测量，通过测量电流来实现万用表的测量功能，故此实验中最重要的是各转换电路，只需分析清楚各转化电路的作用及其工作原理就不难把握整个实验。

（1） 直流电压表图1为直流电压表的原理图。

图1 图1仿真图表头电流I 与被测电压Ui 的关系为:1i R U I应当指出：图1适用于测量电路与运算放大器共地的有关电路。

此外，当被测电压较高时，在运放的输入端应设置衰减器。

（2） 直流电流表图2图2仿真图表头电流I 与被测电流I1间关系为: －I1R1＝（I1－I ）R2121)I R R (1I +=∴可见，改变电阻比（R1／R2），可调节流过电流表的电流，以提高灵敏度。

如果被测电流较大时，应给电流表表头并联分流电阻。

（3） 交流电压表仿真图如图3图3表头电流I 与被测电流I1间关系为: －I1R1＝（I1－I ）R2121)I R R (1I +=∴可见，改变电阻比（R1／R2），可调节流过电流表的电流，以提高灵敏度。