模拟式万用表

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第3章 模拟式万用表
原理篇
一、直流电流测量电路
• 实质上就是一个多量程的直流电流表，目前 绝大多数万用表均采用闭路式分流电路。
温 度 补 偿 作 用 S1：（功能 档）→A S2：（量程 档） →任意 电流档
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原理篇
• （2）提高电池电压
当被测电阻和欧姆 表总内阻增大后， 仍可保持其电流值 不变。通常万用表 中R×10k挡都采用 这种方法来扩大量 程。
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第3章 模拟式万用表
结束篇
小结1
• 模拟式万用表一般都由测量机构、测量线路和 转换开关3部分组成。其中测量机构是万用表 的核心。 • 万用表的基本工作原理主要是建立在欧姆定律 及电阻串并联规律的基础之上 • 由磁电系测量机构和整流装置组成的仪表称为 整流系仪表。万用表的交流电压测量电路就是 在整流系仪表的基础上串联分压电阻而成的 • 欧姆表测量电阻的实质是测量电流。扩大欧姆 表量程的措施有：(1)保持电池电压不变，改变 分流电阻值；（2）提高电池电压。
铝制的线圈框架、永久磁铁 阻尼力矩 游丝→反作用力 阻尼力矩； 铝制的线圈框架、永久磁铁→阻尼力矩；游丝 反作用力
电磁系：固定线圈、铁片→转动力矩 转动力矩； 电磁系：固定线圈、铁片 转动力矩；
阻尼片、永久磁铁 阻尼力矩 游丝→反作用力 阻尼力矩； 阻尼片、永久磁铁→阻尼力矩；游丝 反作用力
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第3章 模拟式万用表
结束篇
小结2
• 万用表的直流电流测量电路实质上就是 一个多量程的直流电流表。 • 万用表的直流电压测量电路实质上就是 一只多量程直流电压表。 • 万用表的欧姆挡实质上就是一只多量程 欧姆表。
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万用表是一种可以测量 多种电量，具有多种量 程的便携式仪表。一般 情况下，万用表主要用 来测量直流电流、交直 流电压和电阻。有的万 用表还能够测量交流电 流、电感、电容、晶体 三极管的hFE值等。常用 的万用表有模拟式和数 字式两种。本章以生产 实际中应用较广泛的500 型万用表为例，介绍模 拟式万用表的结构、原 理、使用与维修知识等。
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原理篇
欧姆表量程的扩大
• 理论上讲，上述欧姆表可以测量0～∞之间任意 阻值的电阻。但实际上由于欧姆刻度很不均匀， 所以它的有效使用范围一般只在0.1～10倍欧姆 中心值的刻度范围内，超出该范围测量将会引 起很大的误差。为了使欧姆表能在较大范围内 对被测电阻进行较准确的测量，万用表欧姆挡 都做成多量程的。同时为了能共用一条标度尺， 以便于读数，一般都以R×l挡为基础，按10的 倍数来扩大量程
原理篇
500型万用表的标度尺
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原理篇
• 特别地，当RX＝RZ时，指针将指在仪表 标度尺的中心位置，所以RZ又叫欧姆中 心值。因为欧姆中心值正好等于该挡欧 姆表的总内阻，因此，欧姆表量程的设 计都是以标度尺的中央刻度为标准，然 后再求出其他电阻的刻度值
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第3章 模拟式万用表
模拟式（指针式） 万用表 机械调零 转换开关S1
转换开关S2 欧姆调零； R1：测电阻时的 调零电位器
测量机构 结构： 测量线路 转换开关
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第3章 模拟式万用表
组成篇
测量机构（表头）
外形图
第3章 模拟式万用表
原理篇
一、直流电流测量电路
• 后面所学的电压档、电流档等都是在50uA直 流电流档的基础上扩展而成的，所以，我们 可以把50uA 的电流档等效看成一只50uA 的 50uA 50uA 磁电系测量机构。
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第3章 模拟式万用表
第3章 模拟式万用表
结束篇
作业
• 练习册$3-1、3-2。
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上式说明，若欧姆表总内阻RZ和电池电动 势E保持不变，则线路中的电流I将随被测 电阻RX而改变，且I与RX成反比关系。可 见，欧姆表测量电阻的实质是测量电流。
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第3章 模拟式万用表
原理篇
2Rz 2 • RX＝2RZ时， = E = 1 I I m 3Rz 3 • …
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第3章 模拟式万用表
组成篇
转换开关
• 是把测量线路 转换为所需要 的测量种类和 量程 • 转换开关通常 都采用多层多 刀多掷开关。
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第3章 模拟式万用表
原理篇
500型万用表总电路图
基本工作原理主要是建立在欧姆定律及电阻串并联规律的基础之上
• 作用是把过渡电量转换为仪表指针的机 械偏转角。 • 通常采用磁电系直流微安表，其满偏电 流为几微安到几百微安。满偏电流越小 的测量机构灵敏度越高，万用表的灵敏 度通常用电压灵敏度（ ／V）来表示。
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第3章 模拟式万用表
组成篇
测量线路
• 是把各种不同的被测电量转换为磁电系 测量机构所能接受的微小直流电流。 • 万用表测量线路实质上是由多量程直流 电流表、多量程直流电压表、多量程整 流系交流电压表以及多量程欧姆表等几 种线路有机地组合而成。测量线路中使 用的元器件主要包括分流电阻、分压电 阻、整流元件等
• 当RX＝0时，调整R0，使I＝Im，指针指在满刻度位置， 规定此位置为“欧姆0”。 • RX＝RZ时，I = E = 1 I E E
m
I=
R0 RC RX + ( R1 + +r) R0 + RC
=
RX + RZ
• RX＝∞时，I＝0，指针不动，规定此位置为“欧姆 ∞”。 由于仪表指针的偏转角与电流I成正比，而电流I与 RX成反比。因此，仪表指针的偏转角就能够反映 RX的大小。由以上分析可知，欧姆表的标度尺是不 制作：贾金红（请勿抄袭） 制作：贾金红（请勿抄袭） 均匀的，而且是反向的
原理篇
四、电阻测量电路—基本原理
• 万用表的欧 姆档实际上 就是一只多 量程欧姆表。
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外形图
第3章 模拟式万用表
由全电路欧姆定律 I =
R X + ( R1 + E R0 RC +r) R0 + RC = E R X + RZ
原理篇
式中 R０—欧姆调零电阻 ； r—电池内阻； R1——限流电阻； RC——测量机构内阻； RZ——欧姆表总内阻。
复习提问
⑴第二章主要学习了哪两种测量机构 ？ 磁电系和电磁系测量机构 两种测量机构在结构上有什么不同？ ⑵两种测量机构在结构上有什么不同？ 磁电系：固定的磁路系统、 磁电系：固定的磁路系统、可动的线圈 电磁系：固定的线圈、可动软磁铁片 电磁系：固定的线圈、 两种测量机构哪些结构能产生转动力矩、 ⑶两种测量机构哪些结构能产生转动力矩、 反作用力矩、阻尼力矩？ 反作用力矩、阻尼力矩？ 磁电系：可动线圈、永久磁铁→转动力矩 转动力矩； 磁电系：可动线圈、永久磁铁 转动力矩；
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原理篇
扩大欧姆表量程的两种措施
（1）保持电池电压不变，改变分流电阻值。
低 阻挡（如 R×1 ）用小 的 分 流电阻，高阻挡（如R×l 000） 用大的分流电阻。这样虽然在 高阻挡时的总电流减小了，但 通过测量机构的电流仍可保持 不变。图中各挡的总内阻应等 于该挡的欧姆中心值。 一般万用表中R×1～R×1k挡 都采用这种方法扩大量程。
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S2：（功能 档）→V ≈ S1：（量程 档） →交流 电压的任一 量程
外形图
第3章 模拟式万用表
原理篇
四、电阻测量电路
• 万用表 的欧姆 档实际 上就是 一只多 量程欧 姆表。
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Leabharlann Baidu外形图
第3章 模拟式万用表
原理篇
二、直流电压测量电路
• 万用表的直流电压测量电路实质上就是一只多量 程直流电压表。它通常采用共用式分压线路。
S2：（功能 档）→V ≈ S1：（量程 档） →直流 电压的任意 档位
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外形图
第3章 模拟式万用表
原理篇
三、交流电压测量电路
交流电压 测量电路 就是在整 流系仪表 的基础上 串联分压 电阻而成 的。