任務單：123號
一、表頭滿偏電流50μa
二、引入電流0.13ma
三、表頭內阻+附加串聯電阻為rg=7.1kω
一、已知引數
1．每人的任務條
a．直流電流檔的引入電流： 0.13ma
b．測量機構總阻值：7.1kω
2．公共引數
a. 測量機構的電流靈敏度：滿刻度電流is：50μa
b．dc．a：：2.5級 1ma 10ma 5a
c．dc．v：：2.5級 2.5v 10v 250v 輸入阻抗為： 1 / is
d．ac．v ：5.0級d10v 50v 250v 1000v 輸入阻抗為； 4kω / v
整流係數為：0.441，二極體正向電阻為：600ω
交流調節電阻為2 k～3k
e．dω． ：2.5級 ×1 ×10 ×100 （擴充套件量程×1k）
電阻中心值：22ω
工作電池：1.6～1.2v
二、各量程的元件引數設計
1． 量程的元件引數設計和分電路調試圖
（1）量程的元件引數設計。
設計乙個多量程環形分流式直流電流錶，如下圖。
設表頭內阻為rg，電流靈敏度為ig，擴大的電流量程為i1、i2、i3、i引。 計算各分流電阻r1、r2、r3、r4。
1）當電流為i引時：
rs=r1+r2+r3+r4=ig*rg/(i引-ig)
=0.00005*7100/(0.00013-0.00005)=4437.5ω
2）當電流為i3時：
r1+r2+r3=ig*(rg+rs)/i3
=0.00005*(7100+4437.5)/0.001=576.875ω
3）當電流為i2時：
r1+r2=ig*(rg+rs)/i2
=0.00005*(7100+4437.5)/0.01=57.6875ω
4）當電流為i1時：
r1=ig*(rg+rs)/i1=0.00005*(7100+4437.5)/5=0.115375ω
得：r1=0.115375ω r2=57.57213ω r3=519.1875ω r4=3860.625ω
（2）量程的分電路調試圖。
2．量程的元件引數設計和分電路調試圖：
（1）量程的元件引數設計。
設計乙個多量程直流電壓表電路，如下圖。
設表頭內阻為rg，電流靈敏度為ig。
先算r1 r1=u1/ig-rg=2.5/0.00005-7100=42900ω
再算r2 r2=(u2-u1)/ig=(10-2.5)/0.00005=150000ω
再算r3 r3=(u3-u2)/ig=(250-10)/0.00005=4800000ω
（2）量程的分電路調試圖：
3．量程的元件引數設計和分電路調試圖：
（1）量程的元件引數設計。
與直流相似。交流電壓的分壓電阻電路如下圖。
設表頭的內阻為rg，電流靈敏度為ig。
1）根據給定的交流電壓靈敏度（輸入阻抗z）計算出交流引入電流（二極體前）
i=1/z=1/4000=0.00025a
2）根據交流引入電流算出半波整流後的（二極體後）電流
ik=i*0.441=0.00011025a
3）計算分流電阻
r=ig*rg/(ik-ig)
=0.00005*7100/(0.00011025-0.00005)=5892.116183ω
4）可調電阻rp一般是阻抗z的一半
rp=z/2=2000ω
5）計算u0=ug+urp+uvd1 其中ug為rg上電壓；urp是電位器rp上電壓；uvd1是二極體vd1上的壓降，矽管uvd1=0.65v。
u0=ig*rg+rp*ik+uvd1
=0.00005*7100+2000*0.00011025+0.65=1.2255v
6）參考上圖，計算各分壓電阻
r1=(u1-u0)/i=(10-1.2255)/0.00025=35098ω
r2=(u2-u1)/i=(50-10)/0.00025=160000ω
r3=(u3-u2)/i=(250-50)/0.00025=800000ω
r4=(u4-u3)/i=(1000-250)/0.00025=3000000ω
圖中c為濾波電容，大約是5μf，防止整流後的脈動波形讓表的指標不停的小幅度擺動，d2是保護二極體。
（2）量程的分電路調試圖
4．ω量程的元件引數設計和分電路圖：
（1）ω量程的元件引數設計
1）電阻檔基本電路
如圖所示是電阻檔基本電路，其中rp為調零電位器；rp和rd組成分流電阻。
① 電位器rp觸點移到b點，電池電壓最高（e=1.6v)。此時分流電阻為rb(分流電阻小，分流電流大）。
② 電位器rp觸點移到a點，電池電壓最低（e=1.2v）。此時分流電阻為rb+rp（分流電阻大，分流電流小）。
③ 電位器rp觸點移到b、a之間，電池電壓為標準（e=1.5v)。此時分流電阻為rb及rp的一部分之和。
2）零支路電阻rb和rp的計算
各檔的中心值：
低倍率檔：r*1的電阻中心值rz1=22ω
中倍率檔：r*10的電阻中心值rz2=220ω
高倍率檔：r*100的電阻中心值rz3=2200ω
最高倍率檔：r*1k的電阻中心值rz4=22000ω
先用電阻測量高倍率檔電阻中心值rz3計算e不同時的電流，以保證rx=0時可以調零。例如：rz3=2200ω時，b點imax=1.
6/2200=727μa，a點imin=1.2/2200=545μa,c點i標準=1.5/2200=682μa。
當已知流過表頭的滿刻度電流ig，表頭內阻rg時，計算如下：
① 當rp指在a點時的總分流電阻rb+rp：
rb+rp=ig*rg/(imin-ig)
=0.00005*7100/(0.000545-0.00005)=717.171717ω
② 當rp指在b點時分流電阻rb：
rb=(rb+rp)*imin/imax
=717.1717*0.000545/0.000727=537.6321ω
③ 計算分流電位器rp：
rp=(rp+rb)-rb=179.5396ω
3）串聯電阻rd的計算
串聯電阻rd是由低壓高倍率的電阻中心值rz3確定的。因為電位器rp是變數，設電位器rp觸點在中間，阻值為rp/2。接入rd之後，該檔的總內阻等於rz3，因此有：
rd=rz3-(rg+rp/2)*(rb+rp/2)/ [(rg+rp/2)+(rb+rp/2)]
=1622.9530ω
4）各倍率電阻的計算
各倍率電阻的電路如下圖所示
① 設r1為中心電阻值rz1=22ω時的併聯電阻，考慮電池內阻ro一般為0.9到1.1ω，從埠看rz1-ro=rz3//r。取ro=1ω，則有：
r1=(rz1-ro)*rz3/[rz3-(rz1-ro)]
=(22-1)*2200/(2200-(22-1))=21.202386ω
② 設r2為中心電阻值rz2=220ω時的併聯電阻，同理：
r2=rz2*rz3/(rz3-rz2)=220*2200/(2200-220)=244.44444ω
③ 設r3為中心電阻值rz3=2200ω時的併聯電阻，同理：
r18=rz3*rz3/(rz3-rz3)=無窮
④ 設r1k為測量最高倍率檔串聯電阻，由於其電阻中心值太大，致使靈敏度降低到埠短接（rx=0)也無法調零，所以需要增加電源電壓。由於最高倍率檔電阻中心值rz4=22kω，比高倍率檔大十倍，因而電源電壓也大十倍，選電源電壓ee為15v的層疊電池，同時無分流電阻（r3=無窮)，可見最高倍率檔也無法分流電阻，工作電流與高倍率檔相同。則高倍率檔串聯電阻：
r1k=rz4-rz3-ree=22000-2200-1000=18800ω
式中ree為電源ee的內阻，大約為1kω。
（2）ω量程的分電路調試圖
三、總線路圖：
在左下角接入待測物，左上角為表頭，滿偏電流50μa,內阻和附加阻值一共7.1kω。
四、校驗圖及達到的精度等級
1. 校驗圖和校驗精度等級的**：
開關分別打到1、2、3、4檔對應著i1、i2、i3和i引。
的準確度等級為：
±k%=0.03/50*100%=0.06%<2.5%，滿足要求。
2. 校驗圖和校驗精度等級的**：
開關1、2、3分別接通，分別檢測u3、u2、u1檔電壓。
準確度等級為：
±k%=0.03/50*100%=0.06%<2.5%，滿足要求。
3. 校驗圖和校驗精度等級的**：
將開關分別接通，則可以分別校驗10v、50v、250v、1000v的交流電壓檔。
10v檔準確度±k%=0.98/50*100%=1.96%<5%
生物質鍋爐設計用表
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