《Chapter-3-4--模拟指示电测仪表之万用表--140318解析.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《Chapter-3-4--模拟指示电测仪表之万用表--140318解析.ppt（28页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、 万用电表又叫繁用表或多用表，它具有多种用途、多种量程。一般可以测量直流电流、直流电压、交流电压、直流电阻、音频电平等电量。有的万用表还可以测量交流电流、电容、电感以及晶体管值、频率等参量。万用表结构表头表头（即测量机构，它是磁电系微安表，全偏转电流是40100）测量电路；测量电路；转换开关转换开关（测量量限、对象，交直流切换）；调零旋钮调零旋钮（测电阻）插孔插孔表笔表笔MF107型万用电表电路结构如图所示。仪表共有30个量限,磁电系微安表的全偏转电流为40 A。本节以MF107型万用电表为例，介绍指针式万用表的工作原理。直流电流直流电流直流电压直流电压交流电流交流电流交流电压交流电压电电 阻
2、阻晶体管放大倍数晶体管放大倍数电路通断电路通断MF107MF107型万用电表电路结构如图所示。仪表共有30个量限,磁电系微安表的全偏转电流为40 A。表头表头测电流测电流测电压测电压转换开关转换开关测电阻测电阻插孔插孔DC/AC Rg+W1=2.5k一. 直流电流测量电路分流电阻分流电阻表头表头I IX I I 01. 原理电路0=IIKxf Rg+W1=2.5k开关开关SA在触点在触点1位置时位置时,分流系数分流系数Kf1为：为：6250= =R1+R2+R3+R4+R5+R6+R7+W3+W2+(W1+Rg)R1+R2=011IIKxf此时电流量限为： Ix1m= I0Kf 1 = 40
3、A6250= 250mA2. 验算分流系数当开关当开关SA在触点在触点5位置时，分流系数位置时，分流系数Kf5为：为：=052IIKxf251=+32717131.WWRRWRigii此时电流量限为：mAA.IKIfmx50=40251=052 Rg+W1=2.5k2. 验算分流系数51=iSRR二、直流电压测量直流电压测量的分解电路直流电压测量的分解电路表头表头附加电阻附加电阻量限选择开关量限选择开关1. 原理电路0.5V档的附加电阻取值档的附加电阻取值：表中该当电阻： R9= 9.5k； W4= 1k2. 验算电路参数VxRRUI+=00）（k8=0002-10550=-=5-0011.R
4、IURxV0.5V档的档的/V值值：k10=uA50V50=01.IUx已已知知：该该档档内内阻阻Vk20=V50k10=/.V该该档档2.5V以上档位的附加电阻取值以上档位的附加电阻取值：先求出等效表头的电阻值；再根据量限求RVX 。三、交流电流测量半波整流半波整流量限量限较直流较直流档档扩大一倍扩大一倍AC/DC转换转换磁电式表头只能测直流磁电式表头只能测直流，测交流时要加整流电路。测交流时要加整流电路。用用D1、D2进行半波整流。进行半波整流。1. 原理电路表头表头量限选择开关量限选择开关 与测量直流电流相与测量直流电流相比比,同一开关触点线路只同一开关触点线路只共用一部分共用一部分。表
5、头的偏转角表头的偏转角a与被测电流的关系为与被测电流的关系为 交流有效值交流有效值 I = 1.11 Ip 式中：IP 为交流电流的平均值; 2. 电路参数分析00=IW2=0pIW交流平均值的一半2=p0IW式中：为Ix 分流后未整流电流的有效值 校验交流校验交流 IX = 500mA挡参数挡参数 65630=mA040mA/2.22500=001.IIIIKxxf=5350 6050R1+R2+R3+R4+R5+R6+R7+R8+W3+(W1+Rg)R1+R2=1fK 由电流的分流指标计算分流系数：由电流的分流指标计算分流系数： 由电路电阻计算分流系数：由电路电阻计算分流系数： 2sin1
6、200pTimiiISttdITSIS=0W交流测量值是以正弦波的有效值标度交流测量值是以正弦波的有效值标度222=0.IW四、交流电压测量1. 原理电路2. 电路参数分析 开关开关B在触点在触点7位置时位置时,考虑到半波整流的作用考虑到半波整流的作用,由以上分析可知由以上分析可知,表头满偏转时的未被整流的被测电流的有效表头满偏转时的未被整流的被测电流的有效 I = 2.22 Io = 88.8 A,由图可见由图可见,此时此时所以，流入仪表的电流：所以，流入仪表的电流：Ix = 2.25 I =2.2588.8 A = 200 A，25. 250002 .112661283767 RRRRRR
7、RRRRIIksgPVDpsxf / V值为值为 1 / Ix = 5000电压量限为：电压量限为：VRRRRRRRRRRRRRRRRRIRIUgPDPsgPDPsxX5)(12837612837610 校验参数校验参数 调零电阻调零电阻改变中值电阻改变中值电阻五、直流电阻测量直接用被测电阻直接用被测电阻Rx来标度来标度,由于由于Rx与与成反比关系成反比关系,欧姆表欧姆表头的刻度很不均匀头的刻度很不均匀。xRREW+=001. 原理电路2. 调零在测量前把在测量前把Rx短路，仪表短路，仪表应指示应指示Rx= 0 (即即=max) 。如果仪表指如果仪表指调不到调不到Rx0, 说说明电池电压已下降
8、明电池电压已下降, 可调节可调节RP2改变分流系数，补偿电池电压改变分流系数，补偿电池电压下降，使指针指示下降，使指针指示Rx=0。3. 标度4. 中值电阻当当Rx=Rd 时，时， = max /2 ；0RExR0IR电阻测量原理电路电阻测量原理电路 为了便于读数，提高准确度，一般应选中值电阻接近为了便于读数，提高准确度，一般应选中值电阻接近被测电阻，使指针在垂直位置左、右各三分之一区间。被测电阻，使指针在垂直位置左、右各三分之一区间。 当当Rx在在Rd范围变化时范围变化时, 在在 max /2 0范围内变化。范围内变化。 当当Rx在在0Rd 范围变化时，范围变化时， 在在 max max /
9、2 范围内变化；范围内变化； 开关开关C在触点在触点14、15、16、17和和18位置时的中值电阻分别约为位置时的中值电阻分别约为24 、240 、2.4K 、24K 和和2.4M 。在中值电阻为。在中值电阻为2.4M 一档，改用一档，改用15V电池供电。电池供电。（3）检查表笔所接的位置是否正确。此外还应明确要测什么和怎样测量在此检查表笔所接的位置是否正确。此外还应明确要测什么和怎样测量在此路基础上，将转换开关转到相应的测量种类和量程档位；路基础上，将转换开关转到相应的测量种类和量程档位；（1）万用表测量电量的种类和量程都很多，而且，结构形式各异。因此使用万用表测量电量的种类和量程都很多，而
10、且，结构形式各异。因此使用中必须谨慎小心，避免造成不应有的损失。中必须谨慎小心，避免造成不应有的损失。（2）使用前必须熟悉转换开关、旅钮和插孔的作用，了解标度盘上每条刻度使用前必须熟悉转换开关、旅钮和插孔的作用，了解标度盘上每条刻度线所对应的被测量；线所对应的被测量；（4）被测量的大小有时无法预先估计，这时应先用高量程试测，然后再以试被测量的大小有时无法预先估计，这时应先用高量程试测，然后再以试测结果将量程减小到合适的位置。读数时也应根据被测量选取对应的读数标测结果将量程减小到合适的位置。读数时也应根据被测量选取对应的读数标尺。尺。 （5）测量直流电流、电压时应注意正负极性以免仪表指针反偏、碰
11、弯；测量直流电流、电压时应注意正负极性以免仪表指针反偏、碰弯；（6）测电流时万用表笔应串入被测电路中；测电压时万用表的表笔与被测电测电流时万用表笔应串入被测电路中；测电压时万用表的表笔与被测电路并联；路并联；（7）测量较高电压测量较高电压(如如220V)或较大电流或较大电流(如如0.5A)时不应带电转动开关和旋钮，时不应带电转动开关和旋钮，以免产生电弧，烧坏开关触点；以免产生电弧，烧坏开关触点；（8）由于整流元件的非线性影响）由于整流元件的非线性影响，指针式万用表不适宜测量毫伏级交流信号指针式万用表不适宜测量毫伏级交流信号。（7）测量较高电压测量较高电压(如如220V)或较大电流或较大电流(如
12、如0.5A)时不应带电转动开关和旋钮，时不应带电转动开关和旋钮，以免产生电弧，烧坏开关触点；以免产生电弧，烧坏开关触点；（8）由于整流元件的非线性影响）由于整流元件的非线性影响，指针式万用表不适宜测量毫伏级交流信号指针式万用表不适宜测量毫伏级交流信号。（9）万用表交流挡实际测出的是正弦波整流后的半波或全波的平均值，而标万用表交流挡实际测出的是正弦波整流后的半波或全波的平均值，而标尺以其有效值分度尺以其有效值分度。若被测电压为非正弦波，平均值与有效值的若被测电压为非正弦波，平均值与有效值的0.9倍关系不倍关系不再成立，因此，不能直接读数；再成立，因此，不能直接读数；（10）严禁在被测电路带电的情
13、况下测量电阻。因为这样测量既使测量结果不严禁在被测电路带电的情况下测量电阻。因为这样测量既使测量结果不正确，又极易损坏仪表。正确，又极易损坏仪表。（11）测量含有感抗的电路中的电压时，应在切断电源之前先断开万用表，以测量含有感抗的电路中的电压时，应在切断电源之前先断开万用表，以防自感现象产生的高压损坏万用表。防自感现象产生的高压损坏万用表。（12）测量结束后，应将转换开关旋至最高电压档或空档。测量结束后，应将转换开关旋至最高电压档或空档。（13）长期不用的万用表应将电池取出，避免电池存放过久而变质，漏出电长期不用的万用表应将电池取出，避免电池存放过久而变质，漏出电解液腐蚀电路。解液腐蚀电路。
14、用模拟万用表的欧姆档检测二极管的极性：用模拟万用表的欧姆档检测二极管的极性：将万用表置于欧姆档的将万用表置于欧姆档的R100或或R1k档，用两支表笔以两个方向分别与档，用两支表笔以两个方向分别与二极管两个电极相接；二极管两个电极相接； 两次测量得到两个阻值，若二极管质量良好两次测量得到两个阻值，若二极管质量良好,一次阻值应在一次阻值应在10k左右左右,另一次另一次为无穷大为无穷大,否则二极管损坏。否则二极管损坏。0+测得阻值为左右，黑表笔接的是负极。 在阻值测得较大的一次，在阻值测得较大的一次，黑表笔接的是二极管的负极。黑表笔接的是二极管的负极。 模拟万用表在电阻档时，模拟万用表在电阻档时，黑
15、表笔连接内部电池的正极，黑表笔连接内部电池的正极，红表笔连接负极。红表笔连接负极。返回 红表笔接负极，黑表笔接正极，显红表笔接负极，黑表笔接正极，显示的是示的是“1.”。 当红色表笔接二极管的正极，黑色当红色表笔接二极管的正极，黑色表笔接负极时，若二极管是好的，表上表笔接负极时，若二极管是好的，表上显示值是二极管的正向直流压降，锗管显示值是二极管的正向直流压降，锗管0.20.3V，硅管，硅管0.60.7V。 用数字万用表的二极管检测档检测二极管的极性用数字万用表的二极管检测档检测二极管的极性返回 数字万用表的红表笔连接内部电池的数字万用表的红表笔连接内部电池的正极，黑表笔连接负极。正极，黑表笔
16、连接负极。0.65+二极管导通电压，单位二极管导通电压，单位V1.+返回测电阻：重要的是要选好量程，当指针指测电阻：重要的是要选好量程，当指针指示于示于1/32/3满量程时测量精度最高，读数满量程时测量精度最高，读数最准确；最准确；要注意的是，在用要注意的是，在用R10k电阻档测兆欧电阻档测兆欧级的大阻值电阻时，不可将手指捏在电阻两级的大阻值电阻时，不可将手指捏在电阻两端，这样人体电阻会使测量结果偏小。端，这样人体电阻会使测量结果偏小。 测电容：用电阻档，根据电容容量选择适当的量测电容：用电阻档，根据电容容量选择适当的量程，并注意测量时对于电解电容黑表笔要接电容正程，并注意测量时对于电解电容黑
17、表笔要接电容正极。极。、估测微波法级电容容量的大小：可凭经验或、估测微波法级电容容量的大小：可凭经验或参照相同容量的标准电容，根据指针摆动的最大幅参照相同容量的标准电容，根据指针摆动的最大幅度来判定。所参照的电容不必耐压值也一样，只要度来判定。所参照的电容不必耐压值也一样，只要容量相同即可，例如估测一个容量相同即可，例如估测一个100F/250V的电容可的电容可用一个用一个100F/25V的电容来参照，只要它们指针摆动的电容来参照，只要它们指针摆动最大幅度一样，即可断定容量一样。最大幅度一样，即可断定容量一样。、估测皮法级电容容量大小：要用、估测皮法级电容容量大小：要用R10k档，档，但只能测
18、到但只能测到1000pF以上的电容。对以上的电容。对1000pF或稍大一或稍大一点的电容，只要表针稍有摆动，即可认为容量够了。点的电容，只要表针稍有摆动，即可认为容量够了。、测电容是否漏电：对一千微法以上的电容，、测电容是否漏电：对一千微法以上的电容，可先用可先用R10档将其快速充电，并初步估测电容档将其快速充电，并初步估测电容容量，然后改到容量，然后改到R1k档继续测一会儿，这时指档继续测一会儿，这时指针不应回返，而应停在或十分接近针不应回返，而应停在或十分接近处，否则就是处，否则就是有漏电现象。对一些几十微法以下的定时或振荡电有漏电现象。对一些几十微法以下的定时或振荡电容（比如彩电开关电源
19、的振荡电容），对其漏电特容（比如彩电开关电源的振荡电容），对其漏电特性要求非常高，只要稍有漏电就不能用，这时可在性要求非常高，只要稍有漏电就不能用，这时可在R1k档充完电后再改用档充完电后再改用R10k档继续测量，档继续测量，同样表针应停在同样表针应停在处而不应回返。处而不应回返。 测二极管、三极管、稳压管好坏：，可以用万测二极管、三极管、稳压管好坏：，可以用万用表的用表的R10或或R1档来在路测量档来在路测量PN结的好坏。结的好坏。测量时，用测量时，用R10档测档测PN结应有较明显的正反向结应有较明显的正反向特性（如果正反向电阻相差不太明显，可改用特性（如果正反向电阻相差不太明显，可改用R1
20、档来测），一般正向电阻在档来测），一般正向电阻在R10档测时档测时表针应指示在表针应指示在200左右，在左右，在R1档测时表针应指档测时表针应指示在示在30左右（根据不同表型可能略有出入）。如左右（根据不同表型可能略有出入）。如果测量结果正向阻值太大或反向阻值太小，都说明果测量结果正向阻值太大或反向阻值太小，都说明这个这个PN结有问题，这个管子也就有问题了。结有问题，这个管子也就有问题了。 对高压（对高压（50V以上）或大容量电容，测量前应以上）或大容量电容，测量前应先行放电，避免损坏仪表；先行放电，避免损坏仪表；习题与思考 1、万用表测量交流时，流过测量机构可动线圈的是什么电流？而刻度尺是以什么值标定的？2、万用表电压档的/V值对电压测量有何影响？ /V值与表头 满偏电流有何关系？ 3、什么是万用表欧姆档的中值电阻？如何利用它提高测量准确度 ？习题 1. 有一只磁电系表头，满偏电流为500A，内阻为500，现在要把它制成限量为1A的电流表，问应选阻值为多少的分流电阻？2. 有一磁电系测量机构，其满偏电流为200A，内阻为300，欲改成60量程的电压表，应接多大附加电阻。