万用表论文

题目MF-47D型万用表的设计、安装与调试

摘要

MF-47D型万用表式多功能、多用途、多重保护的系列产品。针对各类用户的特点，对功能进行了优化组合，方便了用户使用，降低了用户的使用成本，提高了性价比。从事电脑、电气设备、家用电器、电子电工的工厂、学校的科研、生产、维护和维修人员都可以选择MF47型产品。本套散件是MF47改进型万用电表，在保留原有可供测量直流电流、交直流电压、直流电阻等功能的基础上将交流电压灵敏度提高到9K/V。该表又新增直流电容测量、压降（稳压）参数（LV）测量、1.2V-3.6V电池电力测量、及电视机行管直流电压准确测量、防误测双重保护等新型功能。使该表更适合于从事电脑、电器设备、电子仪器、家用电器、工厂、学校的科研、生产和应用.

第一章万用表的概述

一、万用表主要由直流电流、直流电压、交流电压、电阻四个基本档位组成

电平、电容、电感、晶体管直流参数附加测量

MF-47D型万用表包含了一些新的功能：通路蜂鸣、电池电力测试、标准电阻箱、全电路保护

二、万用表的组成

万用表由表头、测量电路、转换开关组成

1 表头

判定表头好坏根据三个量：内阻、灵敏度、直线性三个基本参数

（1）内阻

内阻测量方法：替代法

如右图所示

首先将开关K打到1

调节可调电阻R使表头有一定读数

再将开关K打到2

调节可调电阻Rs使表头和原来有相同的读数

再将Rs串联到另一个电路中测出它的阻值

即内组大小

（2）灵敏度

定义：表头指针从标R零点偏转到满篇刻度时表头所通过的电流

公式：万用表灵敏度=电表等效内阻/电压量程

单位：欧姆/伏

采用灵敏度表头的好处：测量电流：电流较小时，采用高灵敏度表头，读数比

较清晰准确

测量电压：电压较小，电流较小时，采用高灵敏度表

头，读数比较清晰准确

测量电阻：所需电流来自表内部的干电池，，用时间过

长导致电流较小，采用高灵敏度表头，读数比较清晰准确

灵敏度和等效电阻，满偏电流有关 等效电阻测定方法如下： 如右图（假设表头内阻已测） 调节可调电阻R 使表头满偏 测出满偏电流Ig

把R 串到另一个电路中测出值 即为等效内阻的值 （3） 直线性

直线性是指指针的偏转幅度与通过表头电流幅度相一致，偏离越少，直线性越好 （4） 表头机械特性的检测

1） 水平方向转动表头 2） 上下振动使指针点头

3） 使表斜立、倒立、竖立，看指针是否偏离原来位置

2 测量电路

3 转换开关

第二章 设计方案的选择和确定

一、直流电流档的设计与计算

关键是采用分流器，并联小电阻分流

对于一个内阻为R g ,量限为I g 的微安表头,如果与其并联一只适当的电阻R s ,那么由于R s 的分流作用,可以使总的输入电流大于I g .通常R s 是由几个电阻组合而成,而且总是被选取为一个较适当的固定不变的阻值,以确保表头内部转动部分始终处于近临界运动状态.

直流电流档电路如图4.3-1所示.设I x 为被测电流,有

对于给定的R sx 及R S ,I x 与I g 成正比,在电流计的满度偏转时

go g I I =,此时对应的最大被测电流为I mx ,则式(4.3-1)变成

图4.3-1

()）

（13.4-=+Sx

x s g g R I R R I ()）

（23.4-==+*

V R I R R I Sx mx s g go

由(4.3-2)式可知,当R s 取定值时,改装后的电流表的限量与该量限对应的分流电阻乘积为一常数,我们称这一常数V *为表头回路电压或测量电压降.V *对电流表的设计是非常重要的.

如果要将电流表改装成多量程的电流表,则可以根据(4.3-2)式计算出各量程所对应的分流电阻值.

二、直流和交流电压档的设计与计算

串联大电阻分压

上述的微安表在满度偏转时,表头的两端电压为g go R I V ⋅=0,可见一只微安表也可以做为一个量程为V 0的电压表.若按照图4.3-1所示的电路,表头与R s 并联时,其等效电阻为R ge =R g //R s .而测量端间的电压仍为V 0,若想扩大限量，必须再串联电阻R p ,其电路如图4.3-2所示.

若扩大后电压表的量限为V mx ,则有

式中R px +R ge 称为直流电压表的内阻.当R s 取定后,1/I ge 为一常数.由此可知,直流电压档的内阻与相应的量限之比为一常数.通常称常数1/I ge =S V 为直流电压表的“电压灵敏度”,(或称为表头的每伏欧姆数),其单位是Ω/V,它表示在一伏电压的作用下,使表头指针满度偏转时所需要的内阻值.所以,在确定了电压表的灵敏度之后,可根据所取的量限及(3)式求出相应的倍率电阻R px . 三、电阻档的设计和计算

图4.3-2中电路左方为微安表头与R s 并联后构成一个等效表头,其内阻为 S g ge R R R //=,满量程时电压为g go R I V ⋅=0.此时,等效表头的满度电流应为I ge =I go (1+R g /R s ).其等效表头的等效电路如图4.3-3所示.

欧姆计测量电阻的电路如图4.3-4所示,图中R x 为待测电阻.该电路在忽略电源内阻的情况下,有

可见,电路中的电流I R x 与被测电阻R x 值是一一对应的,但

图4.3-2

()()000

1

V V I V V V R R mx ge

mx ge px -=

-=

）

（33.41

-+=

mx

ge

px ge

V R R I 图4.3-3

)

43.4(-++=

x

D ge R R R R E

I X 图4.3-4