Chapter 3-4模擬指示電測儀表之萬用表--140318

1、 萬用電表又叫繁用表或多用表，它具有多種用途、多種量程。一般可以測量直流電流、直流電壓、交流電壓、直流電阻、音頻電平等電量。有的萬用表還可以測量交流電流、電容、電感以及晶體管值、頻率等參量。萬用表結(jié)構(gòu)表頭表頭（即測量機構(gòu)，它是磁電系微安表，全偏轉(zhuǎn)電流是40100）測量電路；測量電路；轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)換開關(guān)（測量量限、對象，交直流切換）；調(diào)零旋鈕調(diào)零旋鈕（測電阻）插孔插孔表筆表筆MF107型萬用電表電路結(jié)構(gòu)如圖所示。儀表共有30個量限,磁電系微安表的全偏轉(zhuǎn)電流為40 A。本節(jié)以MF107型萬用電表為例，介紹指針式萬用表的工作原理。直流電流直流電流直流電壓直流電壓交流電流交流電流交流電壓交流電壓電電 阻

2、阻晶體管放大倍數(shù)晶體管放大倍數(shù)電路通斷電路通斷MF107MF107型萬用電表電路結(jié)構(gòu)如圖所示。儀表共有30個量限,磁電系微安表的全偏轉(zhuǎn)電流為40 A。表頭表頭測電流測電流測電壓測電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)換開關(guān)測電阻測電阻插孔插孔DC/AC Rg+W1=2.5k一. 直流電流測量電路分流電阻分流電阻表頭表頭I IX I I 01. 原理電路0=IIKxf Rg+W1=2.5k開關(guān)開關(guān)SA在觸點在觸點1位置時位置時,分流系數(shù)分流系數(shù)Kf1為：為：6250= =R1+R2+R3+R4+R5+R6+R7+W3+W2+(W1+Rg)R1+R2=011IIKxf此時電流量限為： Ix1m= I0Kf 1 = 40

3、A6250= 250mA2. 驗算分流系數(shù)當開關(guān)當開關(guān)SA在觸點在觸點5位置時，分流系數(shù)位置時，分流系數(shù)Kf5為：為：=052IIKxf251=+32717131.WWRRWRigii此時電流量限為：mAA.IKIfmx50=40251=052 Rg+W1=2.5k2. 驗算分流系數(shù)51=iSRR二、直流電壓測量直流電壓測量的分解電路直流電壓測量的分解電路表頭表頭附加電阻附加電阻量限選擇開關(guān)量限選擇開關(guān)1. 原理電路0.5V檔的附加電阻取值檔的附加電阻取值：表中該當電阻： R9= 9.5k； W4= 1k2. 驗算電路參數(shù)VxRRUI+=00）（ k8=0002-10550=-=5-0011.

4、RIURxV0.5V檔的檔的/V值值：k10=uA50V50=01.IUx已已知知：該該檔檔內(nèi)內(nèi)阻阻Vk20=V50k10=/.V該該檔檔2.5V以上檔位的附加電阻取值以上檔位的附加電阻取值：先求出等效表頭的電阻值；再根據(jù)量限求RVX 。三、交流電流測量半波整流半波整流量限量限較直流較直流檔檔擴大一倍擴大一倍AC/DC轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換磁電式表頭只能測直流磁電式表頭只能測直流，測交流時要加整流電路。測交流時要加整流電路。用用D1、D2進行半波整流。進行半波整流。1. 原理電路表頭表頭量限選擇開關(guān)量限選擇開關(guān) 與測量直流電流相與測量直流電流相比比,同一開關(guān)觸點線路只同一開關(guān)觸點線路只共用一部分共用一部分。

5、表頭的偏轉(zhuǎn)角表頭的偏轉(zhuǎn)角a與被測電流的關(guān)系為與被測電流的關(guān)系為 交流有效值交流有效值 I = 1.11 Ip 式中：IP 為交流電流的平均值; 2. 電路參數(shù)分析00=IW2=0pIW交流平均值的一半2=p0IW式中：為Ix 分流后未整流電流的有效值 校驗交流校驗交流 IX = 500mA擋參數(shù)擋參數(shù) 65630=mA040mA/2.22500=001.IIIIKxxf=5350 6050R1+R2+R3+R4+R5+R6+R7+R8+W3+(W1+Rg)R1+R2=1fK 由電流的分流指標計算分流系數(shù)：由電流的分流指標計算分流系數(shù)： 由電路電阻計算分流系數(shù)：由電路電阻計算分流系數(shù)： 2sin

6、1200pTimiiISttdITSI S=0W交流測量值是以正弦波的有效值標度交流測量值是以正弦波的有效值標度222=0.IW四、交流電壓測量1. 原理電路2. 電路參數(shù)分析 開關(guān)開關(guān)B在觸點在觸點7位置時位置時,考慮到半波整流的作用考慮到半波整流的作用,由以上分析可知由以上分析可知,表頭滿偏轉(zhuǎn)時的未被整流的被測電流的有效表頭滿偏轉(zhuǎn)時的未被整流的被測電流的有效 I = 2.22 Io = 88.8 A,由圖可見由圖可見,此時此時所以，流入儀表的電流：所以，流入儀表的電流：Ix = 2.25 I =2.2588.8 A = 200 A，25. 250002 .112661283767 RRRR

7、RRRRRRIIksgPVDpsxf / V值為值為 1 / Ix = 5000電壓量限為：電壓量限為：VRRRRRRRRRRRRRRRRRIRIUgPDPsgPDPsxX5)(12837612837610 校驗參數(shù)校驗參數(shù) 調(diào)零電阻調(diào)零電阻改變中值電阻改變中值電阻五、直流電阻測量直接用被測電阻直接用被測電阻Rx來標度來標度,由于由于Rx與與成反比關(guān)系成反比關(guān)系,歐姆表歐姆表頭的刻度很不均勻頭的刻度很不均勻。xRREW+=001. 原理電路2. 調(diào)零在測量前把在測量前把Rx短路，儀表短路，儀表應指示應指示Rx= 0 (即即=max) 。如果儀表指如果儀表指調(diào)不到調(diào)不到Rx0, 說說明電池電壓已

8、下降明電池電壓已下降, 可調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)RP2改變分流系數(shù)，補償電池電壓改變分流系數(shù)，補償電池電壓下降，使指針指示下降，使指針指示Rx=0。3. 標度4. 中值電阻當當Rx=Rd 時，時， = max /2 ；0RExR0IR電阻測量原理電路電阻測量原理電路 為了便于讀數(shù)，提高準確度，一般應選中值電阻接近為了便于讀數(shù)，提高準確度，一般應選中值電阻接近被測電阻，使指針在垂直位置左、右各三分之一區(qū)間。被測電阻，使指針在垂直位置左、右各三分之一區(qū)間。 當當Rx在在Rd范圍變化時范圍變化時, 在在 max /2 0范圍內(nèi)變化。范圍內(nèi)變化。 當當Rx在在0Rd 范圍變化時，范圍變化時， 在在 max max

9、 /2 范圍內(nèi)變化；范圍內(nèi)變化； 開關(guān)開關(guān)C在觸點在觸點14、15、16、17和和18位置時的中值電阻分別約為位置時的中值電阻分別約為24 、240 、2.4K 、24K 和和2.4M 。在中值電阻為。在中值電阻為2.4M 一檔，改用一檔，改用15V電池供電。電池供電。（3）檢查表筆所接的位置是否正確。此外還應明確要測什么和怎樣測量在此檢查表筆所接的位置是否正確。此外還應明確要測什么和怎樣測量在此路基礎上，將轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)到相應的測量種類和量程檔位；路基礎上，將轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)到相應的測量種類和量程檔位；（1）萬用表測量電量的種類和量程都很多，而且，結(jié)構(gòu)形式各異。因此使用萬用表測量電量的種類和量程都很多

10、，而且，結(jié)構(gòu)形式各異。因此使用中必須謹慎小心，避免造成不應有的損失。中必須謹慎小心，避免造成不應有的損失。（2）使用前必須熟悉轉(zhuǎn)換開關(guān)、旅鈕和插孔的作用，了解標度盤上每條刻度使用前必須熟悉轉(zhuǎn)換開關(guān)、旅鈕和插孔的作用，了解標度盤上每條刻度線所對應的被測量；線所對應的被測量；（4）被測量的大小有時無法預先估計，這時應先用高量程試測，然后再以試被測量的大小有時無法預先估計，這時應先用高量程試測，然后再以試測結(jié)果將量程減小到合適的位置。讀數(shù)時也應根據(jù)被測量選取對應的讀數(shù)標測結(jié)果將量程減小到合適的位置。讀數(shù)時也應根據(jù)被測量選取對應的讀數(shù)標尺。尺。 （5）測量直流電流、電壓時應注意正負極性以免儀表指針反偏

11、、碰彎；測量直流電流、電壓時應注意正負極性以免儀表指針反偏、碰彎；（6）測電流時萬用表筆應串入被測電路中；測電壓時萬用表的表筆與被測電測電流時萬用表筆應串入被測電路中；測電壓時萬用表的表筆與被測電路并聯(lián)；路并聯(lián)；（7）測量較高電壓測量較高電壓(如如220V)或較大電流或較大電流(如如0.5A)時不應帶電轉(zhuǎn)動開關(guān)和旋鈕，時不應帶電轉(zhuǎn)動開關(guān)和旋鈕，以免產(chǎn)生電弧，燒壞開關(guān)觸點；以免產(chǎn)生電弧，燒壞開關(guān)觸點；（8）由于整流元件的非線性影響）由于整流元件的非線性影響，指針式萬用表不適宜測量毫伏級交流信號指針式萬用表不適宜測量毫伏級交流信號。（7）測量較高電壓測量較高電壓(如如220V)或較大電流或較大電流

12、(如如0.5A)時不應帶電轉(zhuǎn)動開關(guān)和旋鈕，時不應帶電轉(zhuǎn)動開關(guān)和旋鈕，以免產(chǎn)生電弧，燒壞開關(guān)觸點；以免產(chǎn)生電弧，燒壞開關(guān)觸點；（8）由于整流元件的非線性影響）由于整流元件的非線性影響，指針式萬用表不適宜測量毫伏級交流信號指針式萬用表不適宜測量毫伏級交流信號。（9）萬用表交流擋實際測出的是正弦波整流后的半波或全波的平均值，而標萬用表交流擋實際測出的是正弦波整流后的半波或全波的平均值，而標尺以其有效值分度尺以其有效值分度。若被測電壓為非正弦波，平均值與有效值的若被測電壓為非正弦波，平均值與有效值的0.9倍關(guān)系不倍關(guān)系不再成立，因此，不能直接讀數(shù)；再成立，因此，不能直接讀數(shù)；（10）嚴禁在被測電路帶電

13、的情況下測量電阻。因為這樣測量既使測量結(jié)果不嚴禁在被測電路帶電的情況下測量電阻。因為這樣測量既使測量結(jié)果不正確，又極易損壞儀表。正確，又極易損壞儀表。（11）測量含有感抗的電路中的電壓時，應在切斷電源之前先斷開萬用表，以測量含有感抗的電路中的電壓時，應在切斷電源之前先斷開萬用表，以防自感現(xiàn)象產(chǎn)生的高壓損壞萬用表。防自感現(xiàn)象產(chǎn)生的高壓損壞萬用表。（12）測量結(jié)束后，應將轉(zhuǎn)換開關(guān)旋至最高電壓檔或空檔。測量結(jié)束后，應將轉(zhuǎn)換開關(guān)旋至最高電壓檔或空檔。（13）長期不用的萬用表應將電池取出，避免電池存放過久而變質(zhì)，漏出電長期不用的萬用表應將電池取出，避免電池存放過久而變質(zhì)，漏出電解液腐蝕電路。解液腐蝕電路

14、。 用模擬萬用表的歐姆檔檢測二極管的極性：用模擬萬用表的歐姆檔檢測二極管的極性：將萬用表置于歐姆檔的將萬用表置于歐姆檔的R100或或R1k檔，用兩支表筆以兩個方向分別與檔，用兩支表筆以兩個方向分別與二極管兩個電極相接；二極管兩個電極相接； 兩次測量得到兩個阻值，若二極管質(zhì)量良好兩次測量得到兩個阻值，若二極管質(zhì)量良好,一次阻值應在一次阻值應在10k左右左右,另一次另一次為無窮大為無窮大,否則二極管損壞。否則二極管損壞。0+測得阻值為左右，黑表筆接的是負極。 在阻值測得較大的一次，在阻值測得較大的一次，黑表筆接的是二極管的負極。黑表筆接的是二極管的負極。 模擬萬用表在電阻檔時，模擬萬用表在電阻檔時

15、，黑表筆連接內(nèi)部電池的正極，黑表筆連接內(nèi)部電池的正極，紅表筆連接負極。紅表筆連接負極。返回 紅表筆接負極，黑表筆接正極，顯紅表筆接負極，黑表筆接正極，顯示的是示的是“1.”。 當紅色表筆接二極管的正極，黑色當紅色表筆接二極管的正極，黑色表筆接負極時，若二極管是好的，表上表筆接負極時，若二極管是好的，表上顯示值是二極管的正向直流壓降，鍺管顯示值是二極管的正向直流壓降，鍺管0.20.3V，硅管，硅管0.60.7V。 用數(shù)字萬用表的二極管檢測檔檢測二極管的極性用數(shù)字萬用表的二極管檢測檔檢測二極管的極性返回 數(shù)字萬用表的紅表筆連接內(nèi)部電池的數(shù)字萬用表的紅表筆連接內(nèi)部電池的正極，黑表筆連接負極。正極，黑

16、表筆連接負極。0.65+二極管導通電壓，單位二極管導通電壓，單位V1.+返回測電阻：重要的是要選好量程，當指針指測電阻：重要的是要選好量程，當指針指示于示于1/32/3滿量程時測量精度最高，讀數(shù)滿量程時測量精度最高，讀數(shù)最準確；最準確；要注意的是，在用要注意的是，在用R10k電阻檔測兆歐電阻檔測兆歐級的大阻值電阻時，不可將手指捏在電阻兩級的大阻值電阻時，不可將手指捏在電阻兩端，這樣人體電阻會使測量結(jié)果偏小。端，這樣人體電阻會使測量結(jié)果偏小。 測電容：用電阻檔，根據(jù)電容容量選擇適當?shù)牧繙y電容：用電阻檔，根據(jù)電容容量選擇適當?shù)牧砍蹋⒆⒁鉁y量時對于電解電容黑表筆要接電容正程，并注意測量時對于電解電

17、容黑表筆要接電容正極。極。、估測微波法級電容容量的大?。嚎蓱{經(jīng)驗或、估測微波法級電容容量的大?。嚎蓱{經(jīng)驗或參照相同容量的標準電容，根據(jù)指針擺動的最大幅參照相同容量的標準電容，根據(jù)指針擺動的最大幅度來判定。所參照的電容不必耐壓值也一樣，只要度來判定。所參照的電容不必耐壓值也一樣，只要容量相同即可，例如估測一個容量相同即可，例如估測一個100F/250V的電容可的電容可用一個用一個100F/25V的電容來參照，只要它們指針擺動的電容來參照，只要它們指針擺動最大幅度一樣，即可斷定容量一樣。最大幅度一樣，即可斷定容量一樣。、估測皮法級電容容量大小：要用、估測皮法級電容容量大?。阂肦10k檔，檔，但只

18、能測到但只能測到1000pF以上的電容。對以上的電容。對1000pF或稍大一或稍大一點的電容，只要表針稍有擺動，即可認為容量夠了。點的電容，只要表針稍有擺動，即可認為容量夠了。、測電容是否漏電：對一千微法以上的電容，、測電容是否漏電：對一千微法以上的電容，可先用可先用R10檔將其快速充電，并初步估測電容檔將其快速充電，并初步估測電容容量，然后改到容量，然后改到R1k檔繼續(xù)測一會兒，這時指檔繼續(xù)測一會兒，這時指針不應回返，而應停在或十分接近針不應回返，而應停在或十分接近處，否則就是處，否則就是有漏電現(xiàn)象。對一些幾十微法以下的定時或振蕩電有漏電現(xiàn)象。對一些幾十微法以下的定時或振蕩電容（比如彩電開關(guān)電源的振蕩電容），對其漏電特容（比如彩電開關(guān)電源的振蕩電容），對其漏電特性要求非常高，只要稍有漏電就不能用，這時可在性要求非常高，只要稍有漏電就不能用，這時可在R1k檔充完電后再改用檔充完電后再改用R10k檔繼續(xù)測量，檔繼續(xù)測量，同樣表針應停在同樣表針應停在處而不應回返。處而不應回返。 測二極管、三極管、穩(wěn)壓管好壞：，可以用萬測二極管、三極管、穩(wěn)壓管