2011年南京市机电专业综合理论试卷_中华文本库
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2011年南京市单招教学调研测试卷（一）
机电专业综合理论 试卷
命题人：储文彬 刘永军 孙平
本试卷分第Ⅰ卷（客观题）和第Ⅱ卷（主观题）两部分。第Ⅰ卷1页至2页，第Ⅱ卷3页至8页。两卷满分300分。考试时间150分钟。
16.如题16图所示，RW=10Ω，当恒电流源产生的功率为20W时，R1为（
( 共 85 分)
注意事项：
1．答第Ⅰ卷前，考生务必按规定要求填涂答题卡上的姓名、准考证号等项目。
2．用铅笔把答题卡上相应题号中正确答案的标号涂黑。答案不涂写在答题卡上，成绩无效。
一、判断题（本大题共14小题，每小题2分，共28分。正确的将答题卡上A涂黑；错误的将答题卡上B涂黑。） 1. 一个220V/100kW的电源能为一个220V/100W的白炽灯供电。
2. 理想的电压源为外电路提供的电压大小与负载无关，是一个恒定不变的值。 3. 感性负载只有并联适当电容才能提高电路功率因数，并联电阻或电感是不能提高的。 4. 一台220V/380V，△/Y的三相异步电动机额定工作时，总有P△= PY。 5. 用金属铜或铝制作磁屏蔽罩，利用的是它们具有较好的导磁性能。
6. 一个容量适当，耐压为220V的电容器可以用来并联在家用日光灯电路两端提高电路功率因数。 7. 三相异步电动机在额定运行时，若电源电压下降，电流反而会增大。 8. 电流互感器是一个升压变压器，在正常使用时次级会有高压，所以不能开路。 9. 集成运放在线性使用时通常要引入深度负反馈。 10.
D触发器具有“保持”及“翻转”功能。
11. 摩擦轮传动中，为防止过载打滑时在从动轮的轮面上产生局部磨损，从动轮则多使用较硬的材料制成。 12. 布氏硬度主要适用于测定灰铸铁、有色金属、各种软钢等硬度不是很高的材料。 13. 内燃机中的曲柄滑块机构不存在死点位置。
14. 在使用套筒滚子链时，为了避免使用过渡链节，链节数应选奇数。
二、选择题（本大题共19小题，每小题3分，共57分。在每小题列出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。） 15. 题15图所示为多量程电压表的电原理图，则表头内阻rg为（ ）。 A．1 kΩ；
17. 在题17图所示电路中，下列说法正确的是：（
A．恒流源端电压为6V
B．恒流源吸收28W的功率
C．恒压源发出28W的功率
D．电压U1=1V 18.在题18图所示电路中，阻抗Z和电压U应为（
A．10Ω，20V
B. 2Ω，4V
C. 14Ω，28V
D.14Ω，4V
19. 某电感线圈（可等效为RL串联电路）如题19图所示。当接入3V直流电压时，测得I=1A；当接入10V工频交流电压时，测得I=2A。则该线圈的感抗XL为（
D．5Ω 20. 题20图所示电路的谐振角频率为（
C．为任何值
D．不可能有
21. 在三相四线制供电线路中，将三个相同规格的白炽灯分别接入各相中，它们都正常发光。若中线断开，且A相断路，则接在B相和C相中的白炽灯将会（
B．因过亮而烧毁
C．仍能正常发光
D．立即熄灭
22. 题22图中，导线abc在匀强磁场B中以速度v向右垂直切割磁感线，导线ab=bc=L，则a、c间的电压是（
B. U=－BLv
C. U=BLvcosθ
D. U=－BLvcosθ
23. 三相异步电动机反接制动时的转差率（
C.介于1和2之间
《机电专业综合理论》试卷 第1页（共8页）
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万用电表的用法
文章来源： &&&&&&&&&&&&责任编辑：壮妞
　　万用电表（又称复用电表、三用电表）是一种多用途、多量程的便携式电工测量仪表。它可以测量直流电流、直流电压、交流电压和电阻等。万用电表是电气工人、业余电子爱好者和大众家庭中常备的测试工具。　　1.万用电表的结构和原理　　万用电表并不复杂，它主要由三个部分组成：测量机构（表头）、测量电路和转换开关。　　表头是万用电表的核心，它是一只高灵敏度的磁电式电流表。利用转换开关使表头分别与不同的电阻、二极管、干电池等元件适当组配，进行不同项目和不同量程的测量。万用电表的灵敏度和准确度取决于表头的质量。说明表头电气性能的参数有：　　（1）表头灵敏度IG：是指使表头的指针指示满刻度时的电流，也叫满度电流。IG的数值愈小，表头的灵敏度愈高。常用的万用电表表头灵敏度，多在几十微安至几百微安之间。（2）表头内阻RG：是指表头动圈的电阻。　　下面介绍万用电表测量电流、电压和电阻的基本原理。　　直流电流的测量。表头本身就是一只比较灵敏的直流电流表，它只能测量满度值以内的微小电流。但在实际工作中，需要测量的电流多为几毫安、几十毫安到几百毫安等，这就需要扩展表头的量程，使其适应测量的需要。　　万用表电流表扩展量程是根据并联电路分流的原理，在表头两端并联一个适当数值的分流电阻RS，使被测电流的一部分（IS），从分流电阻支路通过，而流过表头支路电流为其满度值IG。IG与IS之和就是电流扩展的量程。显然，表头内阻RG是固定的，分流电阻的数值决定着量程扩展的范围。在已知表头内阻、满度电流和量程扩大范围的条件下，可求出分流电阻的数值。　　如将几只不同数值的分流电阻通过转换开关分别与表头并联，就构成一只多量程的直流电流表。　　直流电压的测量。可根据欧姆定律，电流乘电阻等于电压，所以在电路电阻不变时，流过电路的电流与电压成正比。所以，表头也是一个满度值为U=IGRG的直流电压表。　　电压表扩大量程，是根据串联电路分压的原理，在表头一端串联一个适当阻值的降压电阻RD，使被测电压的大部分由降压电阻RD分去，只有表头所允许的电压数值为表头分取。　　若通过转换开关使表头分别与不同阻值的降压电阻串联，就成为多量程的直流电压表。　　电阻的测量。万用电表用作测量电阻时，叫欧姆表。它由表头、串联电阻和电池等所组成。欧姆表是根据欧姆定律，当电压一定时，电路中的电流与电阻成反比的关系制成。　　2.万用电表的使用方法　　使用万用表前，应切实认清所用万用表的面板与刻度，仔细检查开关指示的位置是否正确。根据不同的测量对象，正确地放置转换开关的位置，使测量类型和量程皆合适（在不知测量对象大小时，应选择最大量程先行测试）。　　测直流电压时，需将两表笔跨接在被测电压的两端，红表笔接电压正极，黑表笔接电压负极，接反了表针会反摆，容易把表头损坏。　　测交流电压时，把转换开关旋至交流电压“V”相应的档位即可。因为交流电没有正、负极之分，所以表笔不分“+”、“-”，电压读数及测量方法与直流电压相同。　　测直流电流时，必须把电表串接在被测电路中，注意将红表笔接在电流流入电表的一端，黑表笔接在电流从电表流出的一端，接反了则表针反摆，容易使表头损坏。　　测量电阻时，首先将转换开关旋至“Ω”适当量程上，先将表笔短路，指针应向最右的“0”位偏转，如不在“0”位，应调整“Ω”的零欧姆调整旋钮，使表针指向“0”位。每次换档都要调零。然后用表笔分别接触被测电阻两端，读出表盘上指针在“Ω”刻度线上的数字，再乘以量程上标的数字，就是所测电阻阻值。原则上用任一档都可测量电阻，但为了便于读数和测量准确，应选择适当量程，使被测电阻Rx的值落在刻度线中部或右部。被测电路中有电源时应断电；有电容存在时，应先将电容放电，不然往往造成大电流通过万用表而损坏元件及表头。　　测试时不得双手同时接触两支表笔的金属笔尖，否则人体电阻与待测电阻并联，会造成很大的测量误差。　　3.万用电表的维护　　（1）要保持万用电表的清洁和干燥，使用后要擦拭干净，并要避免水汽和潮湿的影响。在多雨的季节，要把它放在干燥的地方。　　（2）切忌把万用电表放在高温或有强磁场的地方，以免表头中的永久磁铁退磁而降低测量精度。　　（3）万用电表的结构比较精密，使用和携带时应轻拿轻放，避免剧烈震动，以免造成表头的测量机构损坏。　　（4）保证万用电表的附件完整无损。万用电表的表笔、导线、插接头等应无损伤，以保证使用安全。不允许随意用两根导线代替表笔进行测量。　　（5）有些万用电表的转换开关是用印刷电路板制成的，这类转换开关使用日久，容易被磨下来的金属屑短路，应每隔一定时期用脱脂棉蘸酒精清洗一次。　　（6）万用电表长时间不用时，应将电池取出，以免电池锌皮腐烂，药液流出，损坏电路元件。微安表微安表，全称数字微安表，又称直流微安表，用于测量直流泄漏电流或电导电流值，可与直流高压发生器和各种试验变压器配套使用。测量高压电器或绝缘材料等被试品的直流耐压和泄漏电流，是不可缺少的直流电流表。主要为直流高压发生器和高压试验变压器的直流试验配套使用的精密仪表，是对直流高压泄漏电流测试的最理想的仪表工具。
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豫ICP备号 Powered by （天天简笔画）多量程多用电表的设计与调试
核心导读：普通高中课程标准实验教科书《物理》选修3-1(人教版)第2章第8节多用电表中有一个多量程多用电表示意图如图1(见该书第68页)。问： 1.开关S调到哪两个位置上多用电表测量的是电流? 2.调到哪两个位置上多用电表测量的是电压? 3.调到哪两个位置上多用电表测量的
普通高中课程标准实验教科书《物理》选修3-1(人教版)第2章第8节&多用电表&中有一个多量程多用电表示意图如图1(见该书第68页)。问：
1.开关S调到哪两个位置上多用电表测量的是电流?
2.调到哪两个位置上多用电表测量的是电压?
3.调到哪两个位置上多用电表测量的是电阻?
4.在测量电流或电压时，两个位置中哪一个的量程比较大?
答：1：1和2; 2：5和6; 3：3和4; 4. 1或6
如何设计一个多量程多用电表并进行调试?
参考某多用表的表盘，如图2，设多用表的表头的量程为1， 内阻为100，电流表的量程分别为10和250，电压表的量程分别为10和250，测电阻档分别为和，求：多用表中各电阻的阻值和电池的电动势。
当开关S接1时，电流表量程为250，，
当开关S接2时，电流表量程为10，，
解得：，(取2位小数，下同)或，。
在识别电压档或电阻档时，可以把虚线框内的看作电流表，该电流表的量程为I=10，内阻为R=，或
， 电压量程为。
当开关接5时，电压表量程为10V，， 解得;
当开关接6时，电压表量程为250V，， 解得;
当开关接4时，欧姆表为档，中值电阻为(参见图2)，设电池电动势为1.5V，内阻可忽略，当两表笔短接时，则，，
当开关接3时，欧姆表为档，中值电阻为
(参见图2)，如仍用1.5V电池，则当两表笔短接时，电流仅为
，电流表不能达到满偏，设电池电动势为15V，内阻可忽略，当两表笔短接时，则，。
将以上计算结果填入电路中，如图3
二、实验调试
设置电流为的电路，如电池电动势为1.5V，无内阻，接一个150的电阻，如图4所示。
把开关S接档，把上述电路断开，接在多用电表的的+、-表笔间，如图5所示，由于接入多用表后改变了待测电路的电流，要重新调整待测电路的电阻，使电流仍为，从图5看到，此时电阻已调到140。表头读数为1，可换算为10。
档，把上述电路断开，接在多用电表的的+、-表笔间，如图6所示，由于接入多用表后改变了待测电路的电流，要重新调整待测电路的电阻，使电流仍为，从图6看到，表头读数为40， 可换算为10.
把开关S接10V档，在电压表的+、-表笔间接入一个电动势为9V、内阻不计的电池，表头的读数为900，如图7所示。因为表头的读数为1mA时，作为电压表的读数为10V，所以此时，电压表的读数为9V。
把开关S接250V档时，用来测同一电池，表头的读数为36，如图8，作为电压表，读数应为，正确。
电阻档：把开关S接档，把欧姆表的+、-表笔短接,，调整电阻R4，使电流表读数为满偏电流1mA， 此时电阻为，如图9所示。
在欧姆表的+、-表笔间接入一个阻值为150的电阻，调节电阻，使表头的读数为500，此时，如图10所示。因为表头的读数正好为满偏电流1mA的一半，所作为欧姆表的读数为中值电阻150，正确。
用同样的方法，把开关S接的电阻档，首先把两表笔短接，电流表正好满偏，当把1500的电阻接在两表笔之间时，表头的读数为500，如图11，作为欧姆档，就是1500了，正确。
这样，一个多量程多用电表就完成了，它的结构如图12所示。
还可以做成量程更多、用途更广的多用表，原理和方法相同。
如果表头的满偏电流和内阻变化，其它电阻的阻值也发生变化，计算方法是一样的。
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直接对模拟电压、电流进行显示。而对数字式仪表，需要把模拟电信号(通常是电压信号)转换成数字信号，再进行显示和处理(如存储、传输、打印、运算等)。
数字信号与模拟信号不同，其幅值(大小)是不连续的。这种情况被称为是“量化的”。若最小量化单位(量化台阶)为?，则数字信号的大小一定是?的整数倍，该整数可以用二进制数码表示。但为了能直观地读出信号大小的数值，需经过数码变换(译码)后由数码管或液晶屏显示出来。
例如，设?=0.1mV，我们把被测电压U与?比较，看U是?的多少倍，并把结果四舍五入取为整数N (二进制)。一般情况下，N≥1000即可满足测量精度要求(量化误差≤1/%)。最常见的数字表头的最大示数为1999，被称为三位半(
3)数字表。
对上述情况，我们把小数点定在最末位之前，显示出来的就是以mV为单位的被测电压U的大小。如：U是? (0.1mV)的1234倍，即N=1234，显示结果为123.4(mV)。这样的数字表头，再加上电压极性判别显示电路，就可以测量显示-199.9～199.9mV的电压，显示精度为0.1mV。
由上可见，数字测量仪表的核心是模数(A/D)转换、译码显示电路。A/D转换一般又可分为量化、编码两个步骤。 2) 、多量程数字电压表原理
在基准数字电压表头前面加一级分压电路(分压器)，可以扩展直流电压测量的量程。如图2.2所示，U0为电压表头的量程(如200mV)，r为其内阻(如10M?)，r1、
r2为分压电阻，U10为扩展后的量程
图2.2分压电路原理
图2.3多量程分压器原理 由于r&&r2，所以分压比为
扩展后的量程为
多量程分压器原理电路见图2.3，5档量程的分压比分别为1、0.1、0.01、0.001和0.0001，对应的量程分别为2000V、200V、20V、2V和200mV。
采用图3的分压电路虽然可以扩展电压表的量程，但在小量程档明显降低了电压表的输入阻抗，这在实际使用中是所不希望的。所以，实际数字万用表的直流电压档电路为图2.4所示，它能在不降低输入阻抗的情况下，达到同样的分压效果。
图2.4 使用分压电路
例如：其中200V档的分压比为
其余各档的分压比可同样算出。
实际设计时是根据各档的分压比和总电阻来确定各分压电阻的。如先确定
R总＝R1?R2?R3?R4?R5?10M 再计算2000V档的电阻
R5?0.0001R总＝1K
再逐档计算R4、R5、R2、R1。
尽管上述最高量程档的理论量程是2000V，但通常的数字万用表出于耐压和安全考虑，规定最高电压量限为1000V。
换量程时，多刀量程转换开关可以根据档位自动调整小数点的显示，使用者可方便地直读出测量结果。
3）、多量程数字电流表原理
测量电流的原理是：根据欧姆定律，用合适的取样电阻把待测电流转换为相应的电压，再进行测量。如图2.5，由于r?R，取样电阻R上的电压降为
即被测电流
图2.5电流测量原理
图2.6多量程分流器电路
若数字表头的电压量程为U0，欲使电流档量程为I0，则该档的取样电阻(也称分流电阻)
如U0=200mV，则I0=200mA档的分流电阻为R?1?。 多量程分流器原理电路见图2.6。
图2.6中的分流器在实际使用中有一个缺点，就是当换档开关接触不良时，被测电路的图2.7中各档分流电阻的阻值是这样计算的：先计算最大电流档的分流电阻R5
0.1(?)Im52
电压可能使数字表头过载，所以，实际数字万用表的直流电流档电路为图2.7所示。
再计算下一档的R4
?R5??0.1?0.9(?)Im40.2
依次可计算出R5、R2和R1。
图中的BX是2A保险丝管，电流过大时会快速熔断，超过流保护作用。两只反向连接且与分流电阻并联的二极管D1、D2为塑封硅整流二极管，它们起双向限幅过压保护作用。正常测量时，输入电压小于硅二极管的正向导通压降，二极管截止，对测量毫无影响。一旦输入电压大于0.7V，二极管立即导通，两端电压被限制住(小于0.7V)，保护仪表不被损坏。
4）、 交流电压电流测量处理原理 数字万用表中交流电压，电流测量电路是在直流电压、电流测量电路的基础上，在分压器或分流器之后加入了一级交流-直流
(AC-DC)变换器，图2.8为其原理简图。
该AC-DC变换器主要由集成运算放大器、整流二极管、RC滤波器等组成，还包含一个能
图2.8 AC-DC变换器原理简图
图2.7实用分流器电路
调整输出电压高低的电位器，用来对交流电压档进行校准之用。调整该电位器可使数字表头的显示值等于被测交流电压的有效值。 同直流电压档类似，出于对耐压、安全方面的考虑，交流电压最高档的量限通常限定为700V(有效值)。
5）、 电阻测量原理
数字万用表中的电阻档采用的是比例测量法，其原理电路见图2.9。
由稳压管ZD提供测量基准电压，流过标准电阻R0和被测电阻RX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
图2.9电阻测量
转换器的参考电压URFE和输入电压UIN有如下关系：
根据所用A/D转换器的特性可知，数字表显示的是
UIN与URFE的比值，当UIN=URFE时显示“1000”，UIN=0.5URFE时显示“500”，以此类推。所以，当RX?R0时，表头将显示“1000”，当RX?0.5R0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档。
如对200?档，取R01=100?，小数点定在十位上。当RX=100?时，表头就会显示出100.0?。当RX变
图2.10电阻测量
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