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  我们的实习项目是指针式万用表的原理与安装,我们因此着重介绍指针式万用表的结构、工作原理及使用方法。

4、指针式万用表的结构、组成与特征

  4.1  万用表的结构特征

  MF47型万用表采用高灵敏度的磁电系整流式表头,造型大方,设计紧凑,结构牢固,携带方便,零部件均选用优良材料及工艺处理,具有良好的电气性能和机械强度。

其特点为:

  测量机构采用高灵敏度表头,性能稳定;

线路部分保证可靠、耐磨、维修方便;

  测量机构采用硅二极管保护,保证过载时不损坏表头,并且线路设有0.5A保险丝以防止误用时烧坏电路;

 设计上考虑了湿度和频率补偿;

低电阻档选用2#干电池,容量大、寿命长;

配合高压按着,可测量电视机内25kV以下高压;

配有晶体管静态直流放大系数检测装置;

表盘标度尺刻度线与档位开关旋钮指示盘均为红、绿、黑三色,分别按交流红色,晶体管绿色,其余黑色对应制成,共有七条专用刻度线,刻度分开,便于读数;

配有反光铝膜,消除视差,提高了读数精度。

除交直流2500V和直流5A分别有单独的插座外,其余只须转动一个选择开关,使用方便装有提把,不仅便于携带,而且可在必要时作倾斜支撑,便于读数。

  4.2  指针式万用表的组成

  指针式万用表的型式很多,但基本结构是类似的。

指针式万用表的结构主要由表头、档位转换开关、测量线路板、面板等组成(见图3)。

  表头是万用表的测量显视装置,南京电子仪表厂提供的指针式万用表采用控制显示面板+表头一体化结构;

档位开关用来选择被测电量的种类和量程;

测量线路板将不同性质和大小的被测电量转换为表头所能接受的直流电流。

万用表可以测量直流电流、直流电压、交流电压和电阻等多种电量。

当转换开关拨到直流电流档,可分别与5个接触点接通,用于测量500mA、50mA、5mA和500μA、50μA量程的直流电流。

同样,当转换开关拨到欧姆档,可分别测量×

1Ω、×

10Ω、×

100Ω、×

1kΩ、×

10kΩ量程的电阻;

当转换开关拨到直流电压档,可分别测量0.25V、1V、2.5V、10V、50V、250V、500V、1000V量程的直流电压;

当转换开关拨到交流电压档,可分别测量10V、50V、250V、500V、1000V量程的交流电压。

4.3  万用表的结构

  万用表由机械部分、显示部分、与电器部分三大部分组成,机械部分包括:

外壳、档位开关旋钮及电刷等部分组成,显示部分是表头,电器部分由测量线路板,电位器,电阻,二极管,电容等部分组成(见图4)。

5 指针式万用表的工作原理

  5.1指针式万用表最基本的的工作原理

  指针式万用表最基本的的工作原理(见图5)。

  它由表头、电阻测量档、电流测量档、直流电压测量档和交流电压测量档几个部分组成,图中-"

为黑表棒插孔,+"

为红表棒插孔。

  测电压和电流时,外部有电流通入表头,因此不须内接电池。

  当我们把档位开关旋钮SA打到交流电压档时,通过二极管VD整流,电阻R3限流,由表头显示出来;

  当打到直流电压档时不须二极管整流,仅须电阻R2限流,表头即可显示;

  打到直流电档档时既不须二极管整流,也不须电阻R2限流,表头即可显示;

  测电阻时将转换开关SA拨到Ω"

档,这时外部没有电流通入,因此必须使用内部电池作为电源,设外接的被测电阻为Rx,表内的总电阻为R,形成的电流为I,由Rx、电池E、可调电位器RP、固定电阻R1和表头部分组成闭合电路,形成的电流I使表头的指针偏转。

红表棒与电池的负极相连,通过电池的正极与电位器RP及固定电阻R1相连,经过表头接到黑表棒与被测电阻

Rx形成回路产生电流使表头显示。

回路中的电流为:

I

=

E

Rx+R

从上式可知:

  I和被测电阻Rx不成线性关系,所以表盘上电阻标度尺的刻度是不均匀的。

当电阻越小时,回路中的电流越大,指针的摆动越大,因此电阻档的标度尺刻度是反向分度。

  当万用表红黑两表棒直接连接时,相当于外接电阻最小Rx=0,那么:

R

此时通过表头的电流最大,表头摆动最大,因此指针指向满刻度处,向右偏转最大,显示阻值为0Ω。

请看电阻档的零位是在左边还是在右边,其余档的零位与它一致吗?

反之,当万用表红黑两表棒开路时Rx→∞,R可以忽略不计,那么:

Rx

此时通过表头的电流最小,因此指针指向0刻度处,显示阻值为∞。

  5.2  MF47型万用表的工作原理

  请看今天要安装的MF47型万用表的原理图:

  测量线路板线路板:

  它的显示表头是一个直流μA表,WH2是电位器用于调节表头回路中的电流大小,D3、D4两个二极管反向并联并与电容并联,用于保护限制表头两端的电压起保护表头的作用,使表头不至电压、电流过大而烧坏。

电阻档分为×

10kΩ、几个量程,当转换开关打到某一个量程时,与某一个电阻形成回路,使表头偏转,测出阻值的大小。

  它由5个部分组成:

公共显示部分;

直流电流部分;

直流电压部分;

交流电压部分和电阻部分。

线路板上每个档位的分布(见图8),上面为交流电压档,左边为直流电压档,下面为直流mA档,右边是电阻档。

  图7  MF47型万用表的测量线路板印刷电路

  5.3  MF47万用表电阻档工作原理

  MF47万用表电阻档工作原理(见图9),电阻档分为×

10kΩ、5个量程。

例如将档位开关旋钮打到×

1Ω时,外接被测电阻通过-COM"

端与公共显示部分相连;

通过+"

经过0.5A熔断器接到电池,再经过电刷旋钮与R18相连,WH1为电阻档公用调零电位器,最后与公共显示部分形成回路,使表头偏转,测出阻值的大小。

6  MF47型万用表安装步骤

  6.1  清点材料

  6.2  二极管、电容、电阻的认识

  6.3  焊接前的准备工作

  6.4  元器件的焊接与安装

  6.5  机械部件的安装调整

  6.6  万用表故障的排除

  6.7  万用表的使用

  6.8  考核要求

7  清点材料

  参考材料配套清单,并注意:

  按材料清单一一对应,记清每个元件的名称与外形。

  打开时请小心,不要将塑料袋撕破,以免材料丢失。

  清点材料时请将表箱后盖当容器,将所有的东西都放在里面。

  清点完后请将材料放回塑料袋备用。

  暂时不用的请放在塑料袋里。

  弹簧和钢珠一定不要丢失。

  7.1  电阻(见图10)。

  7.2  可调电阻(见图11)。

  轻轻拧动电位器的黑色旋钮,可以调节电位器的阻值;

  用十字螺丝刀轻轻拧动可调电阻的橙色旋钮,也可调节可调电阻的阻值。

  7.3  二极管、保险丝夹(见图12)。

  7.4  电容(见图13)。

  7.5  保险丝、连接线、短接线(见图14)。

  7.6  线路板(见图15)。

  7.7  面板+表头、档位开关旋钮、电刷旋钮(见图16)及电池盖板。

  7.8  提把、提把铆钉(见图17)

  7.9  电位器旋钮、晶体管插座、后盖(见图18)

  7.10  螺钉、弹簧、钢珠、提把橡胶垫圈(见图19)。

  螺钉M3×

6表示螺钉的螺纹部分直径为3mm,长度为6mm。

  7.11  电池夹、铭牌、标志(见图20)。

  标志请贴贴好,防止东西掉进表头内部。

  7.12  V形电刷、晶体管插片、输入插管(见图21)。

  7.13  表棒。

8  二极管、电容及电阻的认识

  在安装前要求每个学生学会辨别二极管、电容及电阻的不同形状,并学会分辨元件的大小与极性。

  8.1  二极管极性的判断

  判断二极管极性时可用实习室提供的万用表,将红表棒插在+"

黑表棒插在-"

将二极管搭接在表棒两端(见图22),观察万用表指针的偏转情况,如果指针偏向右边,显示阻值很小,

  表示二极管与黑表棒连接的为正极,与红表棒连接的为负极,与实物相对照,黑色的一头为正极,白色的一头为负极,也就是说阻值很小时,与黑表棒搭接的时二极管的黑头,反之,如果显示阻值很大,那么与红表棒搭接的时二极管的正极。

  8.1.1  用万用表判断二极管极性的原理

  用万用表判断二极管极性的原理(见图23),由于电阻档中的电池正极与黑表棒相连,这时黑表棒相当于电池的正极,红表棒与电池的负极相连,相当于电池的负极,因此当二极管正极与黑表棒连通,负极与红表棒连通时,二极管两端被加上了正向电压,二极管导通,显示阻值很小。

  8.2  电解电容极性的判断

  注意观察在电解电容侧面有-"

是负极,如果电解电容上没有标明正负极,也可以根据它引脚的长短来判断,长脚为正极,短脚为负极(见图24)。

  如果,已经把引脚剪短,并且电容上没有标明正负极,那么可以用万用表来判断,判断的方法是正接时漏电流小(阻值大),反接时漏电流大。

  8.3  色环的认识

  从材料袋中取出一黄电阻,注意别的东西不要丢失,封好塑料袋的封口。

对照幻灯片观察,看它有几条色环,黄电阻有4条色环(见图25),其中有一条色环与别的色环间相距较大,且色环较粗,读数时应将其放在右边。

  每条色环表示的意义(见表),色环表格左边第一条色环表示第一位数字,第2个色环表示第 

  2个数字,第3个色环表示乘数,第4个色环也就是离开较远并且较粗的色环,表示误差。

由此可知,图25中的色环为红、紫、绿、棕,阻值为27×

105Ω=2.7MΩ,其误差为±

0.5%。

  将所取电阻对照表格进行读数,比如说,第一个色环为绿色,表示5,第2个色环为蓝色表示6,第3个色环为黑色表示

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