直流电流表交流电压表.PPTVIP

实验五 用集成运算放大器组成万用电表 一、实验目的 (1) 掌握由集成运算放大器组成的万用电表。 (2) 学会万用电表的组装与调试。 实验五用集成运算放大器组成万用电表 二、预习要求 (1) 阅读实验原理，了解直流电压表、直流电流表、交流电压表、交流电流表和欧姆表的工作原理。 (2) 预习实验内容，根据实验要求自拟实验数据表格 实验五 用集成运算放大器组成万用电表 三、实验原理 在测量中，电表的接入应不影响被测电路的原工作状态，因此，就要求电压表具有无穷大的输入电阻，电流表的内阻应为零。但实际上，电表表头的可动线圈总是有一定的内阻，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。如果采用集成运算放大器组成电表，就能够大大减小这些误差，提高测量精度。 实验五 用集成运算放大器组成万用电表 1．直流电压表 图5.1为由集成运算放大器构成的直流电压表原理图。表头电流I与被测电压Ui的关系为 实验五 用集成运算放大器组成万用电表 由于图5.1是一个简易的直流电压表原理图，因此，此电路只适用于测量电路与运算放大器共地的有关电路。当被测电压较高时，在集成运算放大器的输入端口应设置衰减器。 实验五 用集成运算放大器组成万用电表 2．直流电流表 图5.2是浮地直流电流表的电路原理图。按此种方式构成的电流表可像常规电流表那样，串联在任何电流通路中测量电流。 实验五 用集成运算放大器组成万用电表 表头电流I与被测电流I1间关系为 实验五 用集成运算放大器组成万用电表 3．交流电压表 图5.3是由运算放大器、二极管整流桥和直流毫安表组成的交流电压表原理图。由于被测交流电压ui加在运算放大器的同相端，故有很高的输入阻抗。又因为负反馈能减小反馈回路中的非线性影响，故把二极管桥路和表头置于运算放大器的反馈回路中，以减小二极管本身非线性的影响。 实验五 用集成运算放大器组成万用电表 表头电流I与被测电压ui的关系为 实验五 用集成运算放大器组成万用电表 4．交流电流表 图5.4为浮地交流电流表原理图，表头读数由被测交流电流I的全波整流平均值I1AV决定，即 实验五 用集成运算放大器组成万用电表 5．欧姆表 图5.5为多量程的欧姆表原理图。在此电路中，运算放大器改由单电源供电，被测电阻RC跨接在运算放大器的反馈回路中，同相端加基准电压UREF。 实验五 用集成运算放大器组成万用电表 实验五 用集成运算放大器组成万用电表 因为 实验五 用集成运算放大器组成万用电表 可见，电流I与被测电阻成正比，而且表头具有线性刻度，改变R1值，可改变欧姆表的量程。这种欧姆表能自动调零，当RC=0时，电路变成电压跟随器，Uo=UREF，故表头电流为零，从而实现了自动调零。 二极管D起保护电表的作用，如果没有D，是当RC→∞，即测量端开路时，运算放大器的输出电压将接近电源电压，使表头过载。有了D就可使输出钳位，防止表头过载。调整R3，可实现满量程调节。 实验五 用集成运算放大器组成万用电表 四、实验内容与步骤 1．直流电压表的安装与调试 (1) 按图5.1连接电路图，改变R1的电阻值，使直流电压在三个量程中变化。 (2) 在输入端接入直流电压，分别测量三个量程的电压范围，并自拟表格将实验数据记录于表格中。 注意：对安装的电路应进行校验确定，校验一般采用对比法，即用标准表或标准电阻与被校验表的读数进行比较检验和调整。 实验五 用集成运算放大器组成万用电表 2．直流电流表的安装与调试 按图5.2连接电路图，调整R1、R2的电阻比值，观察表头读数，并自拟表格将实验数据记录于表格中。 3．交流电压表的安装与调试 按图5.3连接电路图，改变R1的电阻值，观察表头读数，并自拟表格将实验数据记录于表格中。 实验五 用集成运算放大器组成万用电表 4．交流电流表的安装与调试 按图5.4连接电路图，调整R1、R2的电阻比值，观察表头读数，并自拟表格将实验数据记录于表格中。 5．欧姆表的安装与调试 按图5.5连接电路图，调整R1、R3的电阻值，观察电流表的参数，并自拟表格将实验数据记录于表格中。 实验五 用集成运算放大器组成万用电表 五、实验报告 (1) 根据实验要求自拟实验表格，将实验数据记录于表格中。 (2) 调整各电路参数，观察表头的动态情况，对参数进行相应的调整。 (3) 将实验电表与标准表作测试比较，分析误差原因。 (4) 画出完整的万用表电路原理图。 实验五 用集成运算放大器组成万用电表 六、思考题 (1) 图5.6欧姆表电路中的二极管D起什么作用？表头两端不接二极管D是否可以？ (2) 该电路有什么地方需要改进？ 次目录 主目录 上一页 下一页 模拟电子技术 (5-1) 由式(6-1)可知，表头的电流I与其串联电阻无关，与表头的参数也