淮海工学院
课程名称： 电子技术课程设计（一）
题 目： 电表电路的设计
系 （院）： 电子工程学院
学 期： 10-11-2
专业班级：
姓 名：
学 号：
指导老师：
电表电路的设计
1 引言
万用电表简称万用表或三用表，在国家标准中称作复用表。万用电表实际上是一种可以进行多种项目测量的便携式仪器，主要用于测量电压、电流、电阻。另外可粗略判断电容器、晶体三极管及二极管、集成电路等元器件的性能好坏。 2 实际内容及要求
开关量信号2．1 设计任务
设计一个模拟万用表。技术要求如下：
1、直流电压测量范围：（0~15V）5%。 、
2、直流电流测量范围：（0~10mA）5%。
3、交流电压测量范围及频率范围：有效值（0~5V优日）5%,50Hz~1kHz。
4、交流电流测量范围：有效值（0~10mA）5%。
5、欧姆表测量：0~1kΩ。
6、要求自行设计和-直流稳压电源(不含整流与滤波电路)。
7、要求采用模拟集成电路，器件自选。
8、采用0μA直流表，要求测试出其内阻数值。
9、量程的转换调节要方便直观。
2.2 设计报告要求
1.按照设计任务玩曾电表电路设计，画出设计电路图。
2.根据设计任务中的技术指标，对所设计的电压表、电流表、电阻器进行调试、检测。
3.计算误差范围，分析误差原因，确定所设计电压表的精度。
3 电子线路的设计与实现
3.1 万用表的原理及系统框图
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。 3.1.1直流电压表
如图为同相输入、高精度直流电压表原理图。图中R2为头内阻与外接串联电阻之和。
在理想条件下，图中表头电流I与被测电压UI的关系为
I=Ui/R1
由此可见，表头中电流与表头参数及串联电阻无关，只要改变R1可进行量程切换。
取R1=1K R2=2K 当输入电压Ui=15V 10V 5V时，测量其实际值，并与理论值相比，算出相对误差。
3.1.2直流电流表
变压器温控仪
如图为直流电流表电原理图。因组件的开环增益Ao很大，所以U+=U-=0
又因运放的本身电阻很大，流入反相端的信号电流可以忽略，所以
-R1I1=R3(I1- I)
即
I=(1+R1/R3)I1
可见，改变电阻比R1/R3可调节流过电流表的电流，以提高灵敏度。
板簧该图被测电流回路无接地点，即所谓浮地电流时，则把运算放大器的电源也对地浮起来。
若2，6间等效电阻为RF则I1RF=I1R1+RMI
则I1RF=I1R1+RM(1+R1/R3)I1
则 I1RF=R1+RM(1+R1/R2)
应用密勒定理，将RF折算到2对地的电阻ri为
ri=RF/(1+Ao) ri为电流表的内阻
取R1=R3=1K R2=2K 输入电流Ii=10mA 6mA 3mA时测量值与理论值比较计算误差。
3.1.3 交流电压表
5v转12v
如图为交流电压表原理图。因被测交流电压Ui加到运算放大器的同相端，故有很高的输入电阻；又因为负反馈能减少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的反馈回路中，以减少二极管本身非线性的影响。当组件近似理想特性，组件的输入电流近似为零，故电流I全部流过桥路，其值仅与Ui/Rf机器人定位有关，与
桥路及表头参数无关，即
U+=U-=Ui
I=Ui/R1
被测电压的上限频率决定于运放的频带和上升速度。
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