又如对2k?档,取R02?1k?,小数点定在千位上。当RX变化时,显示值相应变化,可以从0.001k?测到1.999k?。
其余各档道理相同,同学们可自行推演。 数字万用表多量程电阻档电路见图10。 由上分析可知,
R1?R01?100?R2?R02?R01?1000?100?900?? R3?R03?R02?10k?1k?9k??
图10中由正温度系数(PTC)热敏电阻R1与晶体管T组成了过压保护电路,以防误用电阻档去测高电压时损坏集成电路。当误测高电压时,晶体管T发射极将击穿从而限制了输入电压的升高。同时R1随着电流的增加而发热,其阻值迅速增大,从而限制了电流的增加,使T的击穿电流不超过允许范围。即T只是处于软击穿状态,不会损坏,一旦解除误操作,R1图10电阻测量电路
和T都能恢复正常。
四、内容与步骤
1.设计制作多量程直流数字电压表
(1)制作200mV (199.9mV)直流数字电压表头并校准使用电路单元:三位半数字表头,直流电压校准,直流电压电流,分压器。
按图11接线,参考电压VREF输入端接直流电压校准电位器,左数第三位小数点dp3接到量程转换单元的“动片1”插孔以获得一位小数显示,连线方法见图12。(如不接小数点并不影响表头的标准,想一想为什么)。
利用待测直流电压源和分压电阻获得150mV左右的校准电压,把一只成品数字万用表(称为标准表)置于直流电压200mV档与表头输入端并联,调整“直流电压校准”旋钮使表头读数与标准表读数一致(允许误差±0.5mV)。然后保留虚线框内的线路,拆去其余部分即可。
图11 200mV直流数字电压表头及其校准电路
(2)扩展电压表头成为多量程直流电压表。 按图4接线,“动片2”作为量程转换开关,“动片1”作为控制小数点显示的开关,可参照图12进行连线。
(3)用自制电压表测直流电压
a.测量WS-1实验仪上的待测直流电压:调节“直流电压电流”单元的电位器,可以改变直流电压U改装的大小和极性,分别测出对应的标准电压U标准,填入表4.1。以
U改装为横轴,?U为纵轴,在坐标纸上作
校正曲线(注意:校正曲线为折线,即将相邻两点用直线连接)。 图12多量程直流数字电压表的小数点控制电路
表4.1 U改装 (V) U标准(V) -4.00 -3.00 -2.00 -1.00 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 ?U=U改装- U标准(V)
b.测量光电池的端电压:将电压表连接于光电池的两端,改变光照的强度,观察电压的变化情况。
2.设计制作多量程直流数字电流表
(1)同内容1中的(1),先制成200mV直流数字电压表头并将其校准(实验中若能避免破坏原先已校准好的表头,可省去这一步)。
(2)制成多量程直流数字电流表
使用电路单元:三位半数字表头,直流电压校准,分流器1或分流器2,电流档保护电路,量程转换与测量输入。
按图6(用分流器2)或图7(用分流器1)接线,“动片2”作为量程转换开关,“动片1”作为控制小数点显示的开关,自己设计连线。
(3)用自制电流表测直流电流
a.测LED的电流:将电流表串接在待测直流电流Ⅰ电路中,调节电位器可观察到电流
I改装的大小、极性的变化以及LED发光情况的相应变化,改变I改装 (从-5.00mA到
+5.00mA,每隔1.00mA测一次),分别测出I标准。以I改装为横轴,?I =I改装-I标准为纵轴,在坐标纸上作校正曲线。
b.测光电池的输出电流:将电流表连接到光电池两端,观察输出光电流随光照强度变化
的情况。
五、注意事项
1.实验时应当“先接线,再加电;先断电,再拆线”,加电前应确认接线无误,避免短路。
2.即使加有保护电路,也应注意不要用电流档或电阻档测量电压,以免造成不必要的损失。
3.当数字表头最高位显示“1”(或“1”)而其余位都不亮时,表明输入信号过大,即超量程。此时应尽快换大量程档或减小(断开)输入信号,避免长时间超量程。
4.自锁紧插头插入时不必太用力就可接触良好,拔出时应手捏插头旋转一下就可轻易拔出,避免硬拔硬拽导线,拽断线芯。