欧姆表的设计和组装

设计和组装欧姆表［实验目的］1. 初步培养学生根据实验要求，设计简单实验的独立工作能力。

2. 通过设计和组装欧姆表及其定标，使学生加深了解欧姆表的原理和结构，以便正确合理的使用欧姆表。

〔实验任务〕了解欧姆表的设计原理，将mA I g 1=的表头设计并组装有1⨯R 、10⨯R 、100⨯R 三挡的多量程的串、并式欧姆表，并对欧姆表定标。

〔性能指标要求〕要求“1⨯R ”挡欧姆表的中值电阻范围Ω10≤Z R ≤Ω15,所设计并组装的各量程挡的欧姆表在工作电源V V 65.1~!3.1范围能机械调零。

〔实验要求〕1. 测量表头的内阻g R (请自行设计实验方法、电路图测量内阻g R )2. 查阅相关资料了解多量程欧姆表的基本原理；3. 根据实验要求，设计电路参数并组装欧姆表，并进行校验；4. 给出毫安表读数与电阻值之间的对应值，制作出表示电阻值的欧姆表表盘（即欧姆表定标）。

5. 测出100⨯”档串式和并式欧姆表分别在工作电源分别为1.5V 和1.35V 时的中值电阻，由此分析两种方式欧姆表的优劣。

〔实验仪器〕DH4508型电表改装与校准实验仪一台，ZX21a 电阻箱若干个．[实验原理]1．欧姆表的原理根据调零方式的不同，欧姆表可分为串联分压式和并联分流式两种．其原理电路如图（a ）和图（b ）所示．由图知)1(XZ R R E I +=式中Z R 为欧姆表的总内阻．对于图（a ）：0R R R R W g Z ++=，图（b ）：0)//(R R R R R W G g Z ++=．当欧姆表短路（即0=X R ），电路中电流为最大值Zm R EI =．设计时，应使表头满偏g Zm I R EI ==（即欧姆表调零，可通过调节W R 得到，所以W R 称作欧姆表的调零电阻）．将Zm R EI =代入（１）式可得 )2(mXZ ZI R R R I +=可见Ｉ与X R 有一一对应的关系，如果表头的标度尺预先按已知电阻值来刻度，就可用来直接测量电阻了．由（２）式可知，I 与X R 成非线性，且⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧===∞====m Z X X g m X I I R R I R I I I R 21,0,,0Z R 称作欧姆表的中值电阻．所以欧姆表的标度尺是反向非均匀的，且X R 越大，刻度间隔愈密．【实验思路和方法提示】1. 欧姆表的量程挡可由其中值电阻的数量级来设定：通常将数量级为千欧姆的中值电阻Z R 的欧姆表设定为100⨯R 挡，。

设计和组装欧姆表【实验目的】1. 初步培养学生根据实验要求，设计简单实验的独立工作能力。

2. 通过设计和组装欧姆表及其定标，使学生加深了解欧姆表的原理和结构，以便正确合理的使用欧姆表。

【实验要求】1． 将mA I g 1=的表头设计并组装成100⨯R 档的串、并式欧姆表。

要求:1、“001⨯R ”档欧姆表的中值电阻范围Ω0010≤Z R ≤Ω0015；2、所设计并组装的欧姆表在工作电源V V 65.1~03.1范围能机械调零。

2． 在实验中调试出并式欧姆表限流电阻0R 和电源电压max min ~E E 的实验值。

3． 对并式欧姆表进行定标，并制作出欧姆表表盘。

4． 在实验中调试出串式欧姆表中值电阻z R 和电源电压max min ~E E 的实验值。

5． 测出“100⨯R ”档串式和并式欧姆表在工作电源为1.35V 时的中值电阻，由此分析两种方式欧姆表的优劣。

【原理的相关提示】 参见教材230228P P - 【仪器列表与已知条件】DH4508型电表改装与校准实验仪简介DH4508型电表改装与校准实验仪的已知参数：Ig=1mA; Rg=155Ω；R G =300Ω；Rw=680Ω。

【设计举例】思路：根据实验室提供仪器的已知参数，选择满足设计要求的串、并式欧姆表的中值电阻z R ，并计算出相应的限流电阻0R 的设计值和电源电压max min ~E E 调节范围的理论值。

1 、串式欧姆表Ω⨯100档的电路图见图1：图1 串式欧姆表电路图 图2 并式欧姆表电路图设电池新时的电动势为max E ，寿命终了时的电动势为min E ，定标时的电动势为0E ，相应电动势下的中值电阻分别记为max z R 、min z R 、z R 则有：Ω==15000gz I E R （理论值） gg w z I E R R R R max0max =++= （1） gg z I E R R R min0min =+= （2） 由（1）、（2）式得V I R E E E g w 68.0min max =⨯=-=∆ 取V E E E 16.134.05.120min =-=∆-=，则V EE E 84.134.05.120max =+=∆+= 由（2）式得：Ω=-=1005min0g gR I E R 综上所述：当中值电阻取Rz=1500Ω时，电源电压的调节范围V 84.1~16.1比设计要求的大，故满足设计要求。

实验原理与操作实验目的1．了解多用电表的构造和原理，掌握多用电表的使用方法。

2．会使用多用电表测电压、电流及电阻。

3．会用多用电表探索黑箱中的电学元件。

实验原理1．外部构造(1)转动选择开关可以使用多用电表测量电流、电压、电阻等。

(2)表盘的上部为表头，用来表示电流、电压和电阻的多种量程。

2．欧姆表原理(1)内部电路简化如图。

(2)根据闭合电路欧姆定律①当红、黑表笔短接时，I g ＝ER g ＋R ＋r②当被测电阻R x 接在红、黑表笔两端时， I ＝ER g ＋R ＋r ＋R x③当I 中＝12I g 时，中值电阻R 中＝R g ＋R ＋r实验器材多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小灯泡、二极管、定值电阻(大、中、小)三个。

实验步骤1．观察多用电表的外形认识选择开关对应的测量项目及量程。

2．机械调零检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置。

若不指零，则可用小螺丝刀进行机械调零。

3．插入表笔将红、黑表笔分别插入“＋”、“－”插孔。

4．测量小灯泡的电压按如图甲所示连好电路，将多用电表选择开关置于直流电压挡，测小灯泡两端的电压。

5．测量小灯泡的电流按如图乙所示连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流。

6．用多用电表测电阻的步骤(1)调整定位螺丝，使指针指向电流的零刻度。

(2)选择开关置于“Ω”挡的“×1”，短接红、黑表笔，调节欧姆调零旋钮使指针指向电阻的零刻度，然后断开表笔，再使指针指向∞刻度处。

(3)将两表笔分别接触阻值为几十欧的定值电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，再与标定值进行比较。

(4)选择开关改置“×100”挡，重新进行欧姆调零。

(5)再将两表笔分别接触标定值为几十千欧的电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，与标定值进行比较。

(6)测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡。

7．研究二极管的单向导电性：利用多用电表的欧姆挡测二极管两个引线间的电阻，确定正负极。

欧姆表结构一、什么是欧姆表欧姆表，也称为电阻测量仪，用于测量电路中的电阻值。

它是电子工程领域中常用的仪器之一，广泛应用于电子设备的制造、维修和测试过程中。

二、欧姆表的构造欧姆表主要由以下几个部分组成：1. 指针仪表指针仪表是欧姆表的核心部件，用于显示电阻值。

它由指针、刻度盘和阻尼器组成。

当电阻与欧姆表相连时，电流通过电阻，指针会跟随电流的大小和方向发生偏转，指向相应的刻度，从而显示电阻值。

2. 测量电路测量电路是欧姆表的另一个重要组成部分。

它主要由电阻、电源和开关组成。

当电阻与欧姆表相连时，电流会通过电阻，从而导致指针的偏转。

欧姆表测量电路的设计要保证电流源的稳定性和测量电路的精确性。

3. 档位切换装置欧姆表通常具有多个档位，用于选择不同量级的电阻测量范围。

档位切换装置可以手动或自动切换档位，以便选择最合适的测量范围。

三、欧姆表的工作原理欧姆表的工作原理基于欧姆定律，即电流与电压成正比，与电阻成反比。

当欧姆表连接到电阻上时，电流通过电阻，产生一个与电压和电阻成正比的电势。

这个电势使指针发生偏转，指向相应的刻度，从而可以得到电阻值。

四、欧姆表的使用方法欧姆表的使用方法如下：1.关闭待测电路的电源，确保电路处于断开状态。

2.选择适当的测量档位，使欧姆表的量程稍大于待测电阻的阻值。

3.将欧姆表的两个测试引线分别连接到待测电阻的两端。

4.打开欧姆表的电源开关，观察指针的偏转情况，并记录下读数。

5.将欧姆表的测量引线从待测电阻上拆下，关闭欧姆表的电源开关。

6.根据测量结果计算出待测电阻的阻值。

五、欧姆表的注意事项在使用欧姆表时，需要注意以下几点：1.在测量前确保欧姆表的电源是正常的，电池电量充足。

2.测量引线要确保良好的接触，以避免引线接触不良导致测量误差。

3.在测量高阻值时，要注意避免与其他导体的接触，以免影响测量精度。

4.欧姆表的量程选择要合适，不要超过待测电阻的阻值范围。

5.在测量前要确保待测电路处于安全状态，避免对人身和设备产生危险。

欧姆表的制作实验设计方案一、实验目的。

制作一个简单的欧姆表，用来测量电阻，感受欧姆表的工作原理。

二、实验原理。

1. 欧姆表是依据闭合电路欧姆定律制成的。

咱们简单说啊，就是I = (E)/(R + r + R_x)（这里I是电路中的电流，E是电源电动势，R是表头串联的固定电阻，r是电源内阻，R_x是待测电阻）。

2. 当红黑表笔短接的时候（也就是测电阻为0的时候），通过调节电路中的某个电阻，让表头指针满偏，这时候对应的刻度就标为0Ω。

然后呢，当外接一个很大电阻的时候，电流变得很小，表头指针几乎不偏转，这个刻度就可以标为无穷大。

中间再根据电流和电阻的关系，划分出不同的刻度，这样就能测电阻啦。

三、实验器材。

1. 灵敏电流表（表头）一个，这个表头就像是欧姆表的眼睛，它能感知电流的大小，咱得选个灵敏点的。

2. 电池（1.5V干电池就行），这就是欧姆表的能量来源，没它可不行，就像人没力气干活一样。

3. 滑动变阻器（最大阻值200Ω左右），这个滑动变阻器可重要了，就像个小调皮，可以在电路里改变电阻大小，来帮助我们校准欧姆表。

4. 定值电阻（比如100Ω、200Ω等几个不同阻值的），这几个定值电阻就像是欧姆表的小助手，用来辅助我们确定刻度。

5. 导线若干，导线就是连接各个器材的小纽带，让电流能在它们之间跑来跑去。

6. 红黑表笔（可以自制，用导线接上两个金属触头就行），这红黑表笔就像欧姆表的两只小手，用来接触待测电阻。

四、实验步骤。

（一）制作表头部分。

1. 首先呢，把电池、滑动变阻器、表头用导线串联起来，就像串珠子一样。

滑动变阻器先调到最大阻值，这就像是先给电路一个最大的阻碍，防止电流太大把表头弄坏，毕竟表头是个比较脆弱的家伙。

2. 然后把红黑表笔短接，这时候电路里的电阻就是滑动变阻器的最大阻值加上电源内阻和表头内阻。

慢慢调节滑动变阻器，直到表头指针满偏。

这个时候就相当于我们确定了“0Ω”这个刻度对应的电流情况。

我们可以在表头的表盘上标记出这个满偏的位置为0Ω，这就像是给欧姆表的眼睛画上了一个特殊的标记。

《设计和组装欧姆表》实验数据处理的参考1、 实验前的参数设计。

设计要求:将量程mA I g 1=、内阻Ω=155g R 的毫安表组装成中值电阻Ω1100（即Ω⨯100挡）的并式欧姆表。

已知：G R =300Ω、调零电阻Ω=680w R 、定标时的电动势V E 5.10=,给出限流电阻0R 的设计值和满足调零电阻w R 能够正常调零范围（ Ω680~0）时，电池电动势的最大变化范围（Emin~Emax ）的理论值。

设计方法：并式欧姆表Ω⨯100档的电路图见图1：图1 并式欧姆表电路图设电池新时的电动势为maxE ，寿命终了时的电动势为minE ，定标时的电动势为0E ，相应电动势下的中值电阻分别记为maxz R 、min z R 、zR ，回路最大总电流分别记为(max)m I 、(min)m I 、mI由00R R I E Igg m-=结合zmR E I0=zg g R E R I E R /000-=⇒ (1)由图1可看出，当m inE E =时，I 最小，此时就把调零电阻调到最大，以减小调零电阻所在支路的分流，确保通过表头的电流为gI 。

同理, 当m axE E =时，I 最大，此时就把调零电阻调到零，以增大调零电阻所在支路的分流，确保通过表头的电流为gI ，故从电阻关系有：gz g g gm g g w G I R E R I I I R I R R -=-=+minmin(min) 和)/(*)(0m ing w G g w G z R R R R R R R R++++=得：gg w G g w G gg w G I R R R R R R R E R I R R -++++=+))/(*)((0min(2)gz g g gm g g G I R E R I I I R I R -=-=maxmax(max) 和)/(*)(0m ax g w G G w g z R R R R R R R R ++++=得gg w G G w g gg G I R R R R R R R E R I R -++++=)/(*)(0max（3）把已知参数mA I g1=、Ω=155gR 、G R =300Ω、Ω=680w R 、V E 5.10=代入(1)、（2）、（3）式得三个关于m axm in 0,,E E R 的方程，解此方程（用matlab 软件求解）得V E V E R 6509.1,2973.1,3.986m axm in 0==Ω=。

欧姆表的原理欧姆表的原理欧姆表是多用表的一个单元,用来测量电阻的阻值。

欧姆表的原理是高中物理重要内容。

1.原理将电池组、电流表和变阻器相串联构成欧姆表的内电路。

1)测量态给欧姆表的两表笔之间接上待测电阻，则电池组、电流表和变阻器及待测电阻构成闭合电路，电路中的电流随被测电阻的变化而变化，将电表的电流刻度值改为对应的外电阻刻度值，即可从欧姆表上直接读得待测电阻阻值。

Rx=I-(r+Rg+R)实例将满偏电流为IG=100A、内阻为Rg=100()的灵敏电流表跟电动势为=1.5V内阻为r=0.1()的电池组和总电阻为R=I8K的变阻器相串联并将变阻器调至R=14.9(K)，即组装成一欧姆表。

各电流值对应的待测电阻值由上式计算如表：在表盘上各电流刻度处标示出相应的待测电阻值，即可直接读出待测电阻值。

2)调零态①机械调零当两表笔分开时,即待测电阻为无穷大时,由欧姆定律知此时电流强度为零。

即当两表笔分开时，电表指针指示的状态应为零电流和无穷大欧姆。

但是由于各种原因，当两表笔分开时电表的指针有时并没有指在零电流刻度上，这就需要进行机械调零。

用螺旋刀转动机械调零螺丝带动指针转动，使指针指无穷大欧姆刻度处。

②欧姆调零当两表笔短接时，由欧姆定律知，可以通过调节滑动变阻器使电流表满偏，即令指针指电流表的满偏电流刻度处，亦即零欧姆刻度处。

即当两表笔短接时, 电表指针指示的状态应为满偏电流和零欧姆阻值。

否则，调节变阻器使电流表指针指满偏电流刻度处，亦即零欧姆刻度处，即完成欧姆调零。

2.内阻1)设计值将欧姆表的两表笔短接,即欧姆表处于调零态,由欧姆定律得:欧姆表的内阻等于欧姆表中的电源的电动势与欧姆表中的电流表的满偏电流之比R=/IG.所以用来组装欧姆表的灵敏电流表和电池选定后，组装成的欧姆表的内阻也就确定了。

2)实际值欧姆表的实际内阻由电源的内阻、电流表的内阻和调零变阻器的电阻串联构成，其总阻值应等于设计值。

R=r+RG+R.我们应合理选择滑动变阻器的总阻值，以满足欧姆表内阻设计值的要求。

实验五欧姆表的设计和组装一、目的和要求设计和组装一个多档级欧姆表，要求达到：1．掌握多档级欧姆表的设计原理和方法；2．了解欧姆表的测量原理的特点。

二、仪器和设备量程为1mA的电流表头、1.5V干电池、电阻箱4个、滑线变阻器材1个三、原理欲用电表测量电阻（欧姆表），其实质量是测量流过被测电阻的电流值。

图1是欧姆表的原理电路图1图中Rs为分流电阻，Rd为限流电阻，r为电池内阻，标头内阻为Rg’电表量程为Ig。

当接入被测电阻Rx时，电路中电流I为式中RZ为欧姆表总内阻当欧姆表短接，被测电阻为0时，电流表中电流达到最大值，表头达到满量程，此时，由（3）式可见，流过电阻的电流I与RX有一一对应关系。

在相应的I处标记以电阻值的大小RX，则电表就成欧姆表了，由上述原理可知欧姆表有下列特点：当RX=0，a、b端短路，电表指针位于量满程处，与电流表、电压表的零点不同；当RX→∞，a、b端开路，电表内电流为0，指针不发生偏转；当RX=RZ时，I=1/2Im指针指在表盘的中心位置，所以RZ又称为中值电阻RC，它是欧姆表的一个重要特征参量。

由（3）式可知，欧姆表的标度尺是反向刻度，而且是非线性的。

直接采用图1电路，电源电压因消耗而发生的变化会给电阻的测量结果带来很大的误差，因此，欧姆表还必须装有另欧姆调节的电位器。

如图2所示。

这是一种并联式调节线路。

零欧姆调节电位器R0时分流电阻RS的一部分。

电池用1.5V干电池，新电池可达1.6V。

为了充分利用电池又兼顾欧姆表的准确度，设计的准则为：即使电池电压降到1.2V时，欧姆表仍然有足够的准确度。

这样，当电阻电压由1.6V变为1.2V时，我们只须将电位器R0的滑动端P由B移向A端，分流电阻加大，表头支路电阻减小。

因此，在被测电阻为0时，流过表头的电流仍能被调到满偏。

这种调节电路应使用一阻值较小的R0才能使电池电压的变所引起的误差较小。

R0及其他电阻阻值的选择可如下分析：设R0的滑动端P位于A端（此时对应E=1.2V)时,流过Rd的电流为I，分流电阻为RS=RS’+R0，有IgRg=（I-Ig）RSIRS=Ig（Rg+RS）(4)P位于B端（对应E=1.6V）时，流过Rd的电流为I'，此时分流电阻为RS'，有Ig（Rg+R0）=（I’-Ig）RS’I’RS’=Ig(Rg+R0+RS’)=Ig（Rg+RS）（5）由（4）、（5）式可得：I’RS’=IRS(6)在有一定准确度的情况下，可近似认为在R0调节过程中，回路总电阻变化不大。