数字欧姆表的设计

三数字欧姆表的设计（选做实验）【实验目的】1、掌握数字欧姆表的工作原理、组成和特性；2、掌握数字欧姆表的校准方法和使用方法；【实验仪器】1、DM-I数字万用表设计性实验仪一台2、三位半或四位半数字万用表一台【实验原理】数字万用表中的电阻挡采用的是比例测量法，其原理电路见图1。由稳压管ZD提供测量基准电压，流过标准电阻0R和被测电阻xR的电流基本相等（数字表头的输入阻抗很高，其取用的电流可忽略不计）。所以A/D转换器的参考电压REFU和输入电压INU如下关系：0REFINXRUURZDRxIN+A/D转换及数字表头R0IN-VREF+VREF－UREFUIN图1电阻测量原理即：0INXREFURRU根据所用A/D转换器的特性可知，数字表显示的是INU与REFU的比值，当INREFUU时显示“1000”，0.5INREFUU时显示“500”，以此类推。所以，当0XRR时，表头将显示“1000”，当00.5XRR时显示“500”，这称为比例读数特性。因此，我们只要选取不同的标准电阻并适当地对小数点进行定位，就能得到不同的电阻测量挡。如对200挡，取01100R，小数点定在十位上。当100XR时，表头就会显示出100.0。当Rx变化时，显示值相应变化，可以从0.1测到199.9k。又如对2k挡，取021kR，小数点定在千位上。当XR变化时，显示值相应变化，可以从0.001k测到1.999k。（其余各挡道理相同，同学们可自行推演。）数字万用表多量程电阻挡电路见图2。由上分析可知，1012020130302100100010090010k1k9kRRRRRRRR图2中由正温度系数（PTC）热敏电阻tR与晶体管T组成了过压保护电路，以防误用电阻挡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tR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，tR和T都能恢复正常。【实验内容】RxIN+A/D转换及数字表头RtIN-VREF+VREF－图2电阻测量电路R1R2R3R4900k90k9k900100PTCT+V200Ω2kΩ20kΩ200kΩ2MΩR5设计制作多量程数字欧姆表1、制作使用电路单元：三位半数字表头，电阻挡基准电压，分挡电阻器，电阻挡保护电路，量程转换与测量输入。参照图2电路，连接成比例式多量程数字电阻表，“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。2、用多量程数字电阻表测量电阻（1）测量固定电阻器的阻值；（2）测量可变电阻器（电位器）的阻值范围，观察其变化是否线性；（3）测量光敏电阻器的阻值，观察其阻值随光照强度的变化情况；（4）测量热敏（NTC）电阻器的阻值，观察其阻值随温度的变化情况；（5）测量晶体管管脚之间的正反向电阻，观测P-N结的单向导电性。3、选做（1）自己设计制作20MΩ电阻挡测量电路，用其测量人体皮肤的电阻（不同部位、不同干湿状态）。（2）定性研究金属的阻温特性测量对象为仪器中的小灯泡灯丝。先用电阻挡测出灯丝的冷态（常温）电阻，再用伏安法测出其在几种不同发光状态下的电阻，可画出灯丝的伏安特性曲线，分析其电阻随温度的变化情况。【思考题】1、本实验中1dp、2dp、3dp的选择对实际电压或者电流是否有影响？2、计算分压电路中电阻的阻值例如)(11020002.01037505kUURRm总)(91010102002.01034375404kRUURRm总式中的0U为表头的量程，54mmUU、分别为第五、第四挡的量程。请计算321RRR、、3、计算分流电路中电阻的阻值例如)(1.022.0505mIUR，)(9.01.02.02.05404RIURm式中的0U为表头的量程，54mmII、分别为第五、第四挡的量程。请计算321RRR、、R5