创新实验设计用表

数字电表原理及万用表设计实验在现代科技发展的背景下，数字电表和万用表成为了电子工程领域中不可或缺的工具。

本文将介绍数字电表的原理和万用表的设计实验，并探讨它们在电子工程中的应用。

一、数字电表原理数字电表是一种用来测量电流、电压和电阻等物理量的仪器。

它与传统的模拟式电表相比，采用了数字技术，具有精度高、显示直观等优点。

数字电表的原理主要包括信号采集、信号处理和数字显示三个部分。

信号采集是指通过电路将被测量的电流、电压等物理量转换成电压信号。

这一步骤通常使用电流互感器、电压分压器等元件来实现。

信号处理是将采集到的电压信号进行放大、滤波、线性化等处理，以提高测量精度和稳定性。

在这一过程中，运算放大器、滤波电路等被广泛应用。

数字显示是将处理后的模拟信号转换成数字信号，并通过LED数码管或液晶显示屏等方式进行显示。

这一步骤中，模数转换器和数码显示芯片是关键元件。

二、万用表设计实验万用表是一种集电压、电流、电阻等测量功能于一体的便携式测量仪器。

它的设计实验主要包括测量范围选择、测量电路设计和显示方式设计三个方面。

测量范围选择是指根据被测量物理量的大小，选择合适的量程进行测量。

万用表通常具有多档量程，可以通过旋钮或按键来进行切换。

测量电路设计是保证测量精度和稳定性的关键。

在设计中，需要考虑到电路的输入阻抗、输入电压、测量误差等因素，并采用合适的电路方案来实现。

显示方式设计是指选择合适的显示元件和显示方式来显示测量结果。

万用表通常采用数码管或液晶显示屏来显示测量值，并根据测量范围的不同，选择合适的显示位数和小数点位数。

三、应用领域数字电表和万用表在电子工程领域中有广泛的应用。

它们可以用于实验室中的电路测试、电子设备的维修和故障排除，以及工业生产中的电气检测等。

在实验室中，数字电表和万用表可以用来测量电路中的电流、电压和电阻等参数，帮助工程师分析电路性能和故障原因。

在电子设备的维修和故障排除中，数字电表和万用表可以用来测量电路中的各种信号，判断电路是否正常工作，并找出故障点。

北京交通大学大学物理实验设计性实验实验题目万用表的设计与组装学院班级学号姓名首次实验时间 2012年 11 月 6 日指导教师签字万用表的设计与组装引言一实验任务：分析研究万用表电路，设计并组装一个万用表。

二实验要求：1．分析常用万用表电路，说明个挡的够功能和设计原理；2．设计组装并校验具有下列四档功能的万用表。

（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档：量程2.50V。

（3）以自制的1.00mA电流表为基础的交流电压档：量程10.00V。

(4）以自制的1.00mA电流表为基础的电阻档（×100）电源使用1.5V电池。

3．给出将×100电阻档改造为×10电阻档的电路。

三主要仪器：表头，导线若干，电阻箱若干，万用表。

四常用万用表电路的分析：1、图1是简易万用表及欧姆表的实验电路。

电流，电阻，电压等被测信号经过输入电路和变换电路后，变成微安级电流，再流经表头，使指针偏转，通过欧姆定律等电学公式的计算转换，从而指示出被测量值VmA 2、直流电流挡原理如图1-1，在微安电流表头上并联一个适当的分流 电阻R ，从而达到扩充量程的目的。

由公式I =I g +I R =I g +R g R I g =R +R gRI g可知，电流表的量程为原量程的R+R g R倍。

直流电压挡原理如图1-2，在表头串联一个适当大的分压电图1图1-1阻，使经过表头的电压降低，扩充了它的量程。

由公式U =U g +U R =I g (R +R g )=U g (1+RR g)可知，串联一大小为R 的电阻，电表的量程变为原来的(1+RR g)倍。

3因此测量交流时还需要一个整流电路。

万用表中一般采用通过串并联的两个二极管半波整流的形式将交流变为直流。

当被测交流电处于正半周时，电流经分压电阻及整流二极管V2流经等效表头，表针偏转；而在被测交流电的负半周。

电流直接从二极管V1流过分压电阻。

数字电表原理及万用表设计实验1引言数字电表和万用表是电子技术领域中使用广泛的测试工具。

随着电子技术的不断发展，数字电表和万用表的功能也在不断升级。

本文将介绍数字电表的原理和万用表设计实验，并探讨数字电表和万用表在实践中的应用。

2数字电表的原理数字电表是用数字表示电信号的测试工具。

它通过合理的电路设计和数字处理技术，将电信号转换为数字量表示。

数字电表广泛应用于电子、通信、电力等行业中，其精度和速度都比模拟电表更高。

数字电表的原理是利用模数转换器（ADC）和数字处理器（DSP）将模拟电信号转化为数字量表示。

模数转换器将模拟电信号转化为数字信号，数字处理器将数字信号处理为显示数字或计算相关参数。

数字电表一般具有多种测量功能，如电压、电流、电阻、频率、电容等。

数字电表的特点是测试精度高、速度快、易于读数、使用方便等。

3数字电表的使用方法数字电表的使用方法通常是先选择要测试的参数，如伏特表测试电压，欧姆表测试电阻，赫兹表测试频率等。

如果测试电流，则需将电流表红黑表钳接到被测试的电路中，然后通过单位选择开关选择合适的度量单位。

使用数字电表的时候，应注意以下事项：-仪器和被测电路之间的连接应牢固、稳定；-测量前应先确认被测电路是否已断电；-测量时应根据电路的特性选择正确的测试方法和测量范围；-在测试过程中，应避免突然接通或切断电路，以免损坏数字电表。

4万用表设计实验万用表是实验室中常用的测量仪器之一。

它可以测试电压、电流、电阻、电容、电感、频率、温度等多种物理量。

万用表的设计实验可以帮助学生掌握万用表的原理和功能，并提高学生的实验技能。

设计万用表的实验主要包括以下内容：-万用表的电路图设计；-万用表电路的调试和测试；-测试万用表的精度和稳定性。

在万用表的设计中，需要考虑电路图的合理性和可靠性，如采用合适的分压电路，使得万用表能够适应不同范围的电压测量；还要考虑万用表的精度和稳定性，如选择合适的电阻、电容等元器件，确保万用表的测量精度和仪器稳定性。

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。

一系统原理数字式万用表的基本原理是利用一只灵敏的磁电式直流电流表（微安表）做表头。

当微小电流通过表头，就会有电流指示。

但表头不能通过大电流，所以，必须在表头上并联与串联一些电阻进行分流或降压，从而测出电路中的电流、电压和电阻。

1.1测直流电流原理如图1a所示，在表头上并联一个适当的电阻（叫分流电阻）进行分流，就可以扩展电流量程。

改变分流电阻的阻值，就能改变电流测量范围。

1.2测直流电压原理如图1b所示，在表头上串联一个适当的电阻（叫倍增电阻）进行降压，就可以扩展电压量程。

改变倍增电阻的阻值，就能改变电压的测量范围。

1.3测交流电压原理如图1c所示，因为表头是直流表，所以测量交流时，需加装一个并、串式半波整流电路，将交流进行整流变成直流后再通过表头，这样就可以根据直流电的大小来测量交流电压。

扩展交流电压量程的方法与直流电压量程相似。

1.4测电阻原理如图1d所示，在表头上并联和串联适当的电阻，同时串接一节电池，使电流通过被测电阻，根据电流的大小，就可测量出电阻值。

改变分流电阻的阻值，就能改变电阻的量程。

图1 测量原理图二系统结构组成图2 系统结构组成图图中虚线框表示直流数字电压表DVM(Digital Vo1tMeter)，它由阻容滤波器、前置放大器、模数转换器A／D、发光二极管显示器LED或液晶显示器及保护电路等组成。

在数字电压表的基础上再增加交流一直流转换器AC／DC、电流—电压转换器I／v和电阻一电压转换器Ω／V。

三系统特点、同类产品比较3.1系统特点●技术成熟●性价比高●结构合理3.2同类产品比较此数字万用表主电路采用典型数字表集成电路CS7106，久经考验，性能稳定可靠，与同类型产品比较，由于技术成熟、应用广泛而产生的规模效益使价格低到需者皆可拥有，具有精度高、输入电阻大、读数直观、功能齐全、体积小巧等优点，常用电气测量轻松自如，安装简单，双板结构，集成电路CS7106采用双列直插封装，只要有一般电子装配技术即可成功组装。

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。

作品全称
船闸的模型
学校名称联系电话
姓名初、高
中组初中组
指导老师
（一）设计意图
通过船闸的模型演示船闸的工作原理,让学生理解连通器在生活中的应用。

（二）实验过程(这是船从上游到下游的演示过程，如果船要从下游到上游只需按
照画面倒过来演示即可)
船停靠在上游准备到下游去打开上游到闸室的水阀
上游的水流入闸室上游与闸室的水面向平，船顺利通过闸门船顺利进入闸室打开闸室到下游的水阀，下游与闸室水面向平《船闸的模型》中学物理创意实验设计参评申报表
自治区评委会意见
船将要通过闸门到下游船顺利到达下游了
（三）实验创新
1、打破了以前只让学生看图画或只用flash动画播放船闸的记录，用船闸的模型真实有效的呈现给学生，让学生既容易观察、容易理解，又能自己动手体验，达到身临其境的境界，激发学生爱学物理的兴趣。

2、用不同颜色的水做实验，一目了然，让学生既观察了连通器的特点，又理解了船闸的工作原理。

3、水的阀门变向改装，控制简单灵活。

4、器材上游与闸室下面设计成空心的，节约了实验用水，也充分体现了船闸在实际生活中的应用。

（盖章）
年月日。

数字万用表设计实验By 金秀儒物理三班Pb05206218实验题目：数字万用表设计实验 学号：pb05206218姓名：金秀儒实验目的：1.掌握数字万用表的工作原理、组成和特性2.掌握数字万用表的校准方法和使用方法3.掌握分压及分流电路的连接和计算4.了解整流滤波电路和过压过流保护电路的功用实验仪器：1. DM-Ⅰ数字万用表设计性实验仪2. 三位半或四位半数字万用表实验原理：数字万用表的基本组成图1 数字万用表的基本组成模数（A/D ）转换与数字显示电路数字信号与模拟信号不同，其幅值（大小）是不连续的。

将被测量与最小量化单位比较，并把结果四舍五入取整后变为十进制起段显码显示出来。

一般N ≥1000即可满测量精度要求。

常见数字表头最大示数为1999，称为三位半（213）数字表。

数字测量仪表的核心是模/数（A/D ）转换、译码显示电路。

A/D 转换一般又可分为量化、编码两个步骤。

本实验用实验仪，核心为一个三位半数字表头，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（V REF+、V REF -）和３个小数点驱动输入端。

数字显示屏（LED 或液晶）模数转换，译码驱动基准电压 小数点驱动（配合被测量与量程）过压过流保护过压过流保护分档电阻（量程转换）分压器（量程转换）分流器（量程转换）交流直流变换器 （放大、整流、滤波）直流 被测量 输 入交流V REF电流电压电阻 V IN直流电压测量电路在数字电压表头前加分压器，可扩展直流电压测量的量程。

如图：分压比为 2120rr r U U i += 扩展后的量程为 02210U r r r U i +=考虑到电压表的输入阻抗，设计实用分压电路如图：R 总=R1 +R2 +R3 +R4 +R5各档的分压比为：200mV:( R1 +R2 +R3 +R4 +R5)/ R 总=12 V:( R2 +R3 +R4 +R5)/ R 总=0.1 20V:( R3 +R4 +R5)/ R 总=0.01 200V:( R4 +R5)/ R 总=0.0012000V: R5/ R 总=0.0001出于耐压和安全考虑，最高电压限为 1000V 。

数字万用表设计性实验[概述] 随着数字测量技术的日趋普及，指针式仪表已经逐渐被淘汰，我厂对“指针式改装电表实验”进行了改进，现采用了“数字万用表设计性实验”，使学生对数字电表的原理和使用方法有了深入的理解和应用，深得广大院校师生的好评。

一、实验目的1.掌握数字万用表的工作原理、组成和特性2.掌握数字万用表的校准方法和使用方法3.掌握分压及分流电路的连接和计算4.了解整流滤波电路和过压过流保护电路的功用二、实验仪器1.DM-Ⅰ数字万用表设计性实验仪一台2.三位半或四位半数字万用表一台（另配）三、实验原理1.数字万用表的特性与指针式万用表相比较，数字万用表有如下优良特性：⑴高准确度和高分辨力三位半数字式电压表头的准确度为±0.5％，四位半的表头可达±0.03％，而指针式万用表中使用的磁电系表头的准确度通常仅为±2.5％。

分辨力即表头最低位上一个字所代表的被测量数值，它代表了仪表的灵敏度。

通常三位半数字万用表的分辨力可达到电压0.1mV、电流（指电流强度，下同）0.1μA、电阻0.1Ω，远高于一般的指针式万用表。

⑵电压表具有高的输入阻抗电压表的输入阻抗越高，对被测电路影响越小，测量准确性也越高。

三位半数字万用表电压挡的输入阻抗一般为10MΩ，四位半的则大于100MΩ。

而指针式万用表电压挡输入阻抗的典型值是20～100kΩ/V。

⑶测量速率快数字表的速率指每秒钟能完成测量并显示的次数，它主要取决于A/D转换的速率。

三位半和四位半数字万用表的测量速率通常为每秒2～4次，高的可达每秒几十次。

⑷自动判别极性指针式万用表通常采用单向偏转的表头，被测量极性反向时指针会反打，极易损坏。

而数字万用表能自动判别并显示被测量的极性，使用起来格外方便。

⑸全部测量实现数字式直读指针式万用表尽管刻画了多条刻度线，也不能对所有挡进行直接读数，需要使用者进行换算、小数点定位，易出差错。

特别是电阻挡的刻度，既反向读数（由大到小）又是非线性刻度，还要考虑挡的倍乘。

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。