项目二 指针式万用电表Word格式.docx

1、由液晶显示器显示被测量数值一 理论知识部分 （一）模拟式万用电表的结构和原理1模拟式万用电表的组成部分万用表的组成部分：磁电式直流电流表（表头）测量机构，表盘，表箱，转换开关，表笔，分流电阻、分压电阻、整流装置（二级管）测量线路，电池等。能够测量直流电流，直流电压，交流电压和电阻等。2模拟式万用表的表头（1）指针式仪表表头按工作原理分类指针式仪表表头按工作原理可分为：磁电式、电磁式、电动式、感应式等。指针式仪表表头一般采用磁电式测量机构。（2）磁电表仪表的结构和工作原理如下图，它由固定部分和可动部分组成，固定部分包括永久磁铁，磁极和圆柱形铁心，可动部分包括矩形线圈，螺旋弹簧（游丝）和指针等。矩

2、形线圈由漆包线在铁心上绕制而成，转轴的头尾两端由钻石轴承支撑游丝有前后两个，它们的螺旋方向相反，当转轴转动时，一个游丝卷紧，另一个游丝放松，以使指针转动平稳，游丝的另一个作用是向线圈引导电流。磁电表仪表的结构通电线圈在磁场作用下产生旋转力，力矩大小与流经线圈的电流成正比，线圈的转动通过转轴带动指针偏转，当转动力矩与游丝产生的反作用力相等时，线圈停止转动，指针所指的位置即为被测电流的量值。游丝的作用：a产生反作用力矩；b兼作电流引入动圈的引线。（3）万用表表头的参数万用表的表头是一只高灵敏度的磁电式直流电流表。其两个主要参数如下：表头的灵敏度Ig 是指表头指针满刻度偏转时流过的直流值，这个值越小

3、，表头灵敏度越高，大多数万用表的表头灵敏度在数十到数百微安之间，即A数量级。表头内阻Rg 是指表头线圈漆包线的直流电阻。这个值越高，电阻越大。大多数万用表头内电阻在数百欧至数千欧之间。表头灵敏度越高，内阻越大，万用表的性能就越好。3模式万用电表的基本测量电路（1）测量直流电流电路由于表头是一只微安级的电流表，因此，测量直流电流的电路。实际上就是直流微安表扩大量程的电路。并联分流器（电阻）扩大直流电流表的量程，使实际流过表头的电流仅为被测电流的一部分。万用表直流电流档分流器电路接法，广泛采用闭路串并联式（也称闭路抽头式），常用的电路如下图一所示： （图一） R0：补偿电阻 R1R5：分流电阻 （

4、2）测量直流电压电路一只内阻为Rg,满偏电流为Ig的表头。本身就是一只量程为RgIg的电压表，但是其满偏转的电压降一般在几十毫伏至几百毫伏之间，也就是可测的量限即小又少（几十几百mV）。为测量大于表头端电压的电压值，采用串联电阻（称倍率电阻）的方法扩展其量程。由多个倍率电阻构成倍率器。常用的电路如下图二所示： （图二） Rs：分流电阻 R14R16：倍率电阻表头仍保持与电流档所用的各分流电阻Rs并联，然后串联倍率电阻。为了节省元件，采用串联抽头式电路，低电压档是高电压档倍率电阻的抽头。为了获得不同档级的不同电压灵敏度，采用混合式电路。电压灵敏度是指接入点电流I的倒数，即： k/V。低电压档电压

5、灵敏度较高，接入点电流较小（如I=50A）高电压档电压灵敏度较低，接入点电流较大（如I=200A） （1）（3）测量交流电压电路万用表的表头是一只直流微安表，要测量交流电，必须通过“整流电路”将交流电转换为直流电后，才能进行测量。万用表的整流元件主要使用硅或锗二极管。常用的电路如下图三所示： （图三）万用表整流电路有半波和全波（桥式）整流两种，标尺按正弦交流电压有效值刻度。交流电压测量中，扩展量程用的倍率电阻结构与直流电压测量用的倍率电阻相同，一般都采用先降压后整流的方式。在万用表的交流电压测量中，多数仪表的刻度盘标有二条交流电压测量的刻度，一条是15V非均匀刻度的交流电压档专用标度尺（一般为

6、10，有些表为5），是为提高低电压测量精度而设置的；另一条是15V均匀交流电压刻度，与直流电流、直流电压刻度共用。由于二级管的伏安特性在正向小电压区域是非线性的，其导电率和整流效率都较差，因此将交流刻度按高、低分别绘制。注意：有些万用表为交流电压单独设刻度线，读数时不能看错。一般万用表都是用最小量程的交流电压值（如10）作为印制dB刻度的依据。dB标度尺：以分贝（dB）为单位，测量电路增益或衰减，即放大倍数用分贝表示。（4）测量电阻电路万用表测量直流电阻的电路是根据电源电压E不变，回路电阻增加一倍则电流降为一半的原理制作的。殴姆中心值为Rz=。常见有两种结构形式：a串联式；b并联式。常用的电路

7、如下图四所示： Rx：被测电阻（图四） Rs4：调零电位器为了得到较精确读数，万用表都按十进制分档。串联式电路常用的分档电路有：分流式、抽头串阻式、提高电压式（R10K档，叠层电池有15V、9V）、抽头分流式（普通万用表普遍采用）。 抽头分流式是以高倍率档为基础，按实际需要引出抽头分档。并联式电路用于万用表的低阻档（R1档），可以测量阻值较小的电阻。使用档测量电阻前，应先进行调零。欧姆中心值（即欧姆表的中心阻值Rz）当万用表的指针偏转至满刻度的一半，即刻度盘的几何中心位置时，所指示的电阻值称为中心阻值。殴姆中心值恰好等于该量程的总内阻。通常刻度盘中心标度的阻值是R1这一档的综合内阻（大多数为1

8、2或24）。各档中心阻值等于该档的倍率乘以刻度盘中心标度值。欧姆标度为不均匀的倒标度（指针满偏阻值为0）。 （2）（二）模拟式万用电表的面板结构和技术指标1模拟式万用电表的面板结构（1）表头指针和刻度盘表头用于将电流转换成力矩使指针偏转。刻度盘指针和刻度盘用于读取被测量的测量结果数据。（2）表头指针的机械调零旋钮用于调节万用表的指针。万用表使之前，要观察指针是不是正确指在零点上（左侧），否则应调节该旋钮（用小螺刀）。（3）电阻档调零电位器旋钮用于调节欧姆表的各电阻档的调零方法是：将红黑表笔短接，然后调节该旋钮，使指针准确指在欧姆刻度尺的零点上（右侧）。当欧姆表切换倍率档后，还要重新进行欧姆调零

9、。（4）转换开关用于选择万用表的测量项目和选择同一项目中的不同量程（或倍率）。严禁在测量中拔动转换开关选择量程或改变测量项目，在测量高电压时更是如此。这样可以避免电弧烧坏转换开关触点。（5）表笔插孔和表笔 标有“”（或“” ）或“COM”的插孔用于接黑表笔，标有“+”的插孔接红表笔。 专用红笔插孔， 如“”，当万用表要切换到10A档时以测量电流。这时应把红表插到“”孔中。 红黑表笔在测量时的区别和用法。A. 测量直流电流时：要将红黑表笔串接在被测支路中，让电路的电流，从万用表的红表笔流进，经万用表后，从黑表笔流出。否则，指针会反偏，而造成指针撞弯。B. 测量直流电压时，要红黑表笔并联跨接在被测

10、量电路或元件的量端，红笔接在高电位端，黑表笔接低电位端。C当事先无法确定被电路的电流流向或被测两点电位的高低时，可采用快速触碰法。试测以后，以决定红黑表笔的连接。2模拟式万用电表的技术指标（以MF30为例）型号：（1）测量项目和测量范围MF30万用表的测量项目和测量范围如下表一所示：表一测 量 范 围灵敏度准确度误差表示方法直流电压0 1V 5V 25V20K/V25以上量限百分数计0 100V 500V5 K/V交流电压0 10V 100V 500V40直流电流0 50A 0.5mA 5mA 50mA 500mA直流电阻1，10，100，1K，10K以标度尺长度百分数计（2）准确度MF30万

11、用表的准确度如上表一所示。（3）电压灵敏度电压灵敏度是指：电压表测量每伏电压时的内阻值如：MF-30型万用表直流电压灵敏度： 1525伏 20千欧/伏 100500伏 5千欧/伏交流电压灵敏度： 10100500伏 5千欧/伏则某档电压表的内阻的计算方法是：某挡电压表的内阻=该档量程电压灵敏度。（三）万用表的使用常识和使用方法1万用表刻度尺的识读方法（1）欧姆档标度尺非均匀刻度。（2）交直流标度尺均匀刻度，V，mA。（3）10V交流电压档专用标度尺非均匀刻度。2万用表的使用常识（1）使用前认真阅读说明书，充分了解万用表的性能，正确理解表盘上各种符号和字母的含义及各标度尺的读法，了解和熟悉转换开

12、关等部件的作用和用法。（2）测量前观察表头指针是否处于零位（电压，电流，标度尺的零点）若不在零位，则应调整表头下方的机械调零旋钮，使其指零。否则，测量结果将不准确。（3）测量前根据被测量的性质和大小，把转换开关拨到合适的位置，量程的选择应尽量使表头指针偏转到刻度尺满度的2/3左右以上的区域，如果事先无法估计被测量的大小，可在测量中从最大量程的逐渐减小到合适的档次。每当你拿起表笔准备测量时，一定要在核对一下测量项目，检查量程是否拨对，拨准。（4）测量时要根据选好的测量项目和量程，明确应在哪一条标度尺上读数，并应清楚标度尺上一小格代表多大数值，读数时眼睛应位于指针正上方，对有弧行反射镜的表盘。当看

13、到指针以镜中像重合时，读数最准确。一般情况下，除了应读出整数值处，还要根据指针的位置再估计读取一位数。（5）测量完毕应将转换开关拨到最高交流电压档，防止下次测量时不慎损坏表头。这样做也可以避免在欧姆档，两只表笔偶然相碰短路，消耗表内的电池。（6）表内电池的电能一但消耗过度，要及时更换，长期不用的万用表，应将表内电池取出，以防电池因存放过久变质，漏出的电解液腐蚀表内机件。3万用表的基本使用方法（1）交流电压的测量方法和注意事项测量之前，须将转换开关拨到对应的交流电压档。 将表笔并联在被测电路或被测元件两端。 严禁在测量中拨动转换开关选择量程。测量高电压时，要注意安全。万用表交流电压标度尺是按正弦

14、交流电的有效值来刻度的，如果被测量不是正弦量时，误差会很大，这时的测量数据只能做参考。万用表都标明使用频率范围，一般为451000HZ。如果被测交流电压频率超过了这个范围，测量误差会增大，这时的数据也只能做参考。（2）直流电压的测量方法和注意事项直流电压的测量方法和注意事项与测量交流电压基本相同，下面介绍不同之处。必须注意表笔的正、负极性，红笔接在高电位端，黑表笔接低电位端。当事先无法确定被电路中被测两点的电位高低时，可采用快速触碰法。（3）直流电流的测量方法和注意事项测量时必须先断开被测支路，然后串入电流表。要让电路的电流，从万用表的红表笔流进，经万用表后，从黑表流出。当事先无法确定被支路的

15、电流流向时，可采用快速触碰法。（4）电阻的测量方法和注意事项严禁在被测电路带电的情况下测量电阻。测量电阻时直接将表笔跨接在被测电阻或电路两端。测量前或每次更换倍率档时，都应重新调整欧姆零点。测量电阻时，应选择适当的倍率档，尽可能使指针指在中心刻度附近。测量中不允许用手同时触及被测电阻两端。（5）二极管的判别及检测相关知识a二极管的特性（PN结的特性）单向导电性。b万用表拨到欧姆档（一般用100或1K档）。c万用表在欧姆档时，黑表笔与表内电池正极相连，为高电位，红表笔与表内电池负极相连为低电位。判别方法用红黑表笔分别与二极管的两极相连，测出两个数值，在所测得阻值较小的一次，说明二极管处于导通状态

16、，此时与黑表笔相接的一端即为二极管的正极。同理，在所测得阻值较大的一次，与黑表笔相接的一端即为二极管的负极。如果测得的正反向电阻均很小，说明二极管内部短路；若正反向电阻均很大，说明二极管内部断路。（6）三极管的判别a同二极管判别的相关知识。b三极管的类型与结构示意图c三极管共射极放大电路a判别三极管的基极和类型用万用表的1K档，将黑表笔接触某一管脚，红表笔分别接另外两管脚，如果测得的电阻值很小（几干欧以下），则与黑表笔接触的那一管脚是基极，同时可知此三极管是NPN型管。如果红表笔接触某一管脚，黑表笔分别接另外两管脚，如果测得的电阻值很小（几干欧以下），则与红表笔接触的那一管脚是基极，同时可知此

17、三极管是PNP型管。用上述方法既判定了三极管的基极，又判定了三极管的类型。b判断三极管的集电极和发射极以NPN型三极管为例，确定基极后，假定其余两只脚中的一只是集电极，将黑表笔接到此脚上，红表笔接到假定的发射极上。用手指把假设的集电极和已确定的基极捏起来（但不要相碰），看表针指示，并记下此阻值的读数。然后再作相反的假设，即把原来假设为集电极的脚假设为发射极，用同样的测试并记下此阻值的读数。比较两次读数的大小，其中读数小的（指针偏转大的）那次所作的假设是对的，即黑表笔接的那只脚是集电极，剩下的一只脚便是发射极。二 技能训练：附件：电子测量技能训练四、模拟式万用电表（1）五、模拟式万用电表（2）六、模拟式万用表（3）七、模拟式万用表（4）技能综合练习（二）技能综合测试卷（二）