指针式万用表的设计和组装

MF47指针式万用表的设计与组装

1、目的

(1)了解指针式万用表的结构和工作原理，

(2)掌握常常利用电子元件的识别，和判断其好环的方式；

(3)学会指针式万用表的设计，会组装万用表。

(4)

二、要求

（1）按照万用表的工作原理设计和计算万用表的参数；

（2）组装一块万用表。

（3）学会识别常常利用电子元件，以及用万用表判别其好坏。

3、指针式万用表的结构与参数

万用表的组成和工作原理：以MF47型万用表为例介绍其结构与参数

4、指针式万用表的电路工作原理

指针式万用表由磁电式表头、若干分流电阻和分压电阻、干电池、整流元件组成。

下面将四种测量原理电路作简要介绍

（1）直流电流：

图示为测量电流的原理图：Rg 为微安表的内阻Rs为分流电阻，被测电流I 自“+”端流入，分成两个支路即Ig和Is，最后回到“－”端，要测量不同的电流，能够通过改变Rs的阻值来达到。

图1测量直流电流原理图

（2）直流电压。图示为测量电压电路图。它与测量电流的电路相较仅差一个分压电阻Rv 被测电压加在+、－两头，通过Rv 的分压后进入电流回路，改变分压电阻的大小，就可以够改变测量电压的量程。

（3

）交流电压。要测量交流，附有整流器。图示电路中D1

将正弦交流电压转换为单向脉动电压，单向脉动电压的平均值与交流电压的有效值成正比。所以以微安表头的指示也与交流有效值成正比。量程的选择与测量直流电压一样，能够改变分压电阻Rv 的值改变被测电压的大小。

（4）电阻的测量。被测电阻也是连在“+”“－”两头，当电阻接入后，表头中就有电流I 通过，如图所示：其值I=U/（Rx+Rr+Rg ’）

其中Rx 是被测电阻，Rg ’是从a,b 两头看进去的等效电阻。由上式可见电流I 与被测电阻Rx 有关。表上即可按此关系将电流值换算为相当于Rx 的电阻值刻度。被测电阻越小，即电流越大，因此指示越大。测量前因先将接线两头短路，看偏转是不是最大，而指示在零，不然能够调节电阻Rg2进行校正。

图3测量交流电压原理图

图2测直流电压原理图

五、主要参数计算

（1）直流电流电路参数计算。一个电流表，满量程就是它的灵敏度。 例如一个灵敏度为289μA ，内阻为1040Ω的表头，那个表头就是一个289μA 的电流表，在图1中，Ig=289μA ，Rg=1040Ω。为了使头能够测量不同数量级的电流，咱们能够用分流的方式来解决。例如：用Ig=289μA ，Rg=1040Ω的表头测量电流为1mA 的值，就必需并联一个分流电阻，其分流电阻的计算如下：（如图1所示）

I=Is+Ig Rg*Ig=Rs*Is

所以Rs=Rg*Ig/Is= Rg*Ig/（I － Ig ），已知Ig=289μA ，Rg=1040Ω，Ｉ＝１m Ａ 代入

则Rs=Rg*Ig/Is= Rg*Ig/（I － Ig ）＝289*10-6*1040/[1000-289*10-6]=423Ω 若是需要数个电流量程，则可采用闭环式分流电路，如图5所示。例如

Ig=289

μA ，Rg=1040Ω的表头，量程别离为1mA 、50mA 、100 mA 、250mA

四个量程的电流，由上式计算可知，最小量程时分流最小，分流电阻最大，因此，

图5直流电流电路参数计算

设Rs=R1+R2+R3+R4=423Ω，则Rs=423Ω。量程为50mA时的分流可按下式计算：，由图5知：

按照式：I=Is+Ig Rg*Ig=Rs*Is

现在分流电阻为Rs=R1+R2+R3=423-R4，Is=50000-289 Rg’=1040+R4

代入公式：(423-R4)*( 50000-289)=289*(1040+R4)

(R1+R2+R3) *( 50000-289) = 289*(1040+423- (R1+R2+R3))

(R1+R2+R3)= 289*(1040+423)/50000=Ω

R4=423- R1+R2+R3==Ω

其余类推。按照一样的方式有多个量程能够别离算出相应的分流电阻。请列

位计算出其它的电阻。

（2）直流电压电路的参数计算。在万用表中，直流电压档通常把电流档的分流电阻作为表的内阻，而且为不同量程的分压电阻Rs共用，以图6a为例，咱们将测量电压的电流从1mA点引入，而且将电路简化为图6b所示。现在，它实际上电压的灵敏度为I=1mA，表头电压降为1*（1040KΩ,表头满偏电流为100μA，等效电阻Rg=1KΩ，试求：

1）当Rx=0时，表头中的电流I A=？

2）当Rx=∞时，表头中的电流I A=？

3）设欧姆表的中心电阻为R T，当Rx=R T时，I A=？

4）当I A=μA时，则Rx =？

5）当电池电压下降到时，应调节零点，将欧姆表输出端短路，调R3使欧姆表头指示为0，即I A=100μA，现在R1+R3=？

图6直流电压参数计算

图8测量交流电压原理图

图9 直流电阻电路

（1） 为何指针式万用表直流电流档采用闭路式分流器？如何计算闭路式

分流器各档量程的电阻值？

例如：图示为一多量程电流表电路，表头满刻度电流为200μA ，。内阻为490Ω，若量程为10mA 、50mA 、100mA 和500mA ，求R 一、R 二、R3和R4的值。

（2

）

什么是电压灵敏度？

（3） 为何万用表电压档采用的共用式附加分压电路？如何计算分压电阻

的阻值？

例：图示为一多量程直流电压表电路，表头的满刻度电流为50μA ，R5为一可变电阻器，用来调节使表头部份的等效电阻为Ω，若电压表的量程别离为、10V 、50V 和250V 时，求R 一、R 二、R3和R4之值。

九、总结报告