电路课程设计.
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R×1K档：综合电阻（中心阻值）为10000 Ω，中心标度值为10 Ω、倍率为R ×1K R×100档：综合电阻（中心阻值）为1000 Ω，中心标度值为10 Ω、倍率为R ×100 R×10档：综合电阻（中心阻值）为100 Ω，中心标度值为10 Ω、倍率为R ×10 R×1档：综合电阻（中心阻值）为10Ω，中心标度值为10 Ω、倍率为R ×1
各档计算如下： R1（2.5A）= 0.75V/2.5A =0.3Ω 25 250 R2（250mA）= 0.75V/250mA-（0.3） =2.7Ω mA R3（25mA）= 0.75V/25mA-（0.3+ 2.7） + * +2.5 =27Ω A R4（2.5mA）= 0.75V/2.5mA-（0.3+ 2.7+ 27） =270 Ω RS（100uA）= 0.75V/0.1mA-（0.3+ 2.7+ 27+270）= 7200Ω
I ×Rs = Im×(Rm+Rs) (I1-Im)×Rs1 = Im×(Rm+Rs-Rs1) I1×Rs1 = Im×(Rm+Rs) = C
IM Rm RS IS I RM
Im：灵敏度电流
Rm：表头内阻 Rs：分流电阻 I ：欲扩量程
-
I1 - Im B
Rs1
Rs – Rs1
Im
A
_
+
I1 +
四、单元电路设计
2.344k
直流电压各档设计方法如下： ①首先决定接入点 ②计算直流电压灵敏度=1/I极限 ③计算各档串联电阻
图中： （R8+R9）/（1.83+R10+R8+R9）100=82uA
8.3K
82uA/1..83k
R8
R9
82uA
R10
100uA
四、单元电路设计
2、直流电压档电路计算举例（MF-50D型）
1K 250 V ~ 50 112.5uA R8 R9 R10
82uA/1..83k
82uA
R4
R3
R2
10 R1 +
四、单元电路设计
4、直流电阻档电路
在电压不变的情况下，若回路电阻增加一倍，则电流减为一半。根据此原理 可制作欧姆表。
Rm
若将欧姆表输入端短路，调节限流电阻使表针满标 度，则满标电流为：I=E/RZ RZ=r+Rd+Rm×RS/（ Rm+RS ） 若去掉短路线，在输入断接上被测电阻RX，则电流 下降为I‘，此时，I’=E/（RZ+RX） 当RX=0时，I‘=I（短路调零） RX= RZ时，I‘=（1/2）I （中心位置） RX= 2RZ时，I‘=（1/3）I RX= ∞时，I‘=0 （开路状态）
为了兼顾交流电压测量电路，直流1000V测量电路与交流电压档共用， 因此忽略表头等效电阻时，
R5（1000V）：接入点电流为 I=1（）000V/4MΩ=250uA （4MΩ电阻为交流电压档分压电阻） 根据直流电流测量原理： R5=0.75V/250uA-（0.3+ 2.7+ 27+270）= 2.7KΩ 电阻档电池最高电压为12V(9V、1.5V串联) 故电流最大值为I=12V/100K(10K档中心值)=120uA R6=0.75V/120uA-（0.3+ 2.7+ 27+270+2.7）= 3.3KΩ 电阻档电池最低电压为9V(9V、1.5V串联) 故电流最大值为I=9V/100K(10K档中心值)=90uA R7=0.75V/90uA-（0.3+ 2.7+ 27+270+2.7+3.3）= 2KΩ
直流电压
Fra Baidu bibliotek
第二条标度尺 第三条标度尺 第二条标度尺 第一条标度尺
交流电压 电阻 hFE Li Lv dB C L
PNP型管第四条标度尺 NPN型管第五条标度尺 第六条标度尺 第七条 第八条
0~145 mA（Ω ×1） 0~14.5 mA（Ω ×10） 0~1.45 mA（Ω ×100） 0~145 u（Ω ×1K） 1.5~0V（Ω ×1 Ω ×10 Ω ×100 Ω ×1K） -10~+22~+36~+50~+62 dB 0~0.03~0.1~0.5uF 2~200~2000H
Rs Rm
Rs
Rd E Rx
Rd E
四、单元电路设计
故：
1、欧姆表为不等分的倒标度。 2、 当被测电阻等于欧姆表综合内阻时（ RX= RZ ），指针指在表盘的中 心位置，此时，RZ的数值称为中心阻值。欧姆表某档的中心阻值就是它 的综合内阻值。MF-50D型万用表的表盘中心标度为10 Ω ，即是R×1档 的中心阻值， 其余各档的中心阻值=表盘中心标度值×该档的倍率
欧姆表的表盘中心标度值是一个重要的参数，其大小不仅与电流表的灵 敏度有关，还与所用电池有关，计算时以1.4V为标准，一节电池内阻平均 以0.6欧计算。
四、单元电路设计
直流电阻档电路计算举例（MF-50D型）
1、串联电阻R23 设电位器R7的中心抽头位置，左边 取1.5KΩ ，右边取0.5KΩ ，表头等效 电阻为： （6.3KΩ+ 1.5KΩ）//（ 0.5KΩ+ 2.344KΩ// 18.75KΩ ）= 1.95KΩ 由直流电流测量原理得接入点电流为： 0.75V/（ 6.3KΩ+ 1.5KΩ ）=96uA 设电源电压为1.4V，则有 （R23+ 1.95KΩ ）×96uA= 1.4V 解之得R23= 12.6KΩ 2、其它档的计算
D2 B A
-
+
D1
~
~
交流电压各档设计方法如下： ①计算整流电路效率 ②计算交流电压灵敏度=直流 电压灵敏度× K0 ③计算各档串联电阻
四、单元电路设计
3、交流电压档电路计算举例（MF-50D型）
交流电压灵敏度=10KΩ/V×0.45=4KΩ/V 交流电流灵敏度=1/ 4KΩ =250uA K0= 0.5 ×98% × 0.9= 0.45 整流后的直流电流= 250uA × 0.45 =112.5uA 接入点电流为112.5uA时的分流电阻： 由82uA（R9+R10+ 1.83KΩ ）=30.5uA×R8 即82uA（ 1.87KΩ + 1.9KΩ + 1.83KΩ ） = 30.5uA×R8 得R8=15KΩ 表头等效电阻： RAC= R8//（R9+R10+ 1.83KΩ ）= 4.08KΩ 二极管正向电阻取2.1KΩ
Rm Rs B R4 R3 R2 100uA/3K A
250
50 V
10
2．5
R1
-
+
R1（2.5V）= 2.5V ×10K Ω/V - 3KΩ =22KΩ R2（10V）= 10V ×10K Ω/V - （22+3）=75KΩ R3（50V）= 50V ×10K Ω/V - （22+3+75） =400KΩ R4（250V）= 250V ×10K Ω/V - （22+3+75+400）=2MΩ
1 2 3
B
RS
RS
RS
RS
4
RS
5
A
2.5
+100uA
四、单元电路设计
2、直流电压档电路（MF-50D型）
一只灵敏度为I，内阻为R的电流表，本身就是一只量程为U的 电压表。通过串接电阻可以扩大量程。 直流电压灵敏度：电压表测量每伏直流电压需要的内阻。（电 流表灵敏度的倒数） 直流电压灵敏度越高，测量直流电压分去的电流（接入点电流） 越少，测量结果越准确。
2.344K
18.75K
6.3K
R7
1.95K/96uA R23
E
四、单元电路设计
R ×1档 （ 12.5KΩ+ 1.95KΩ ）//R18-r =10 Ω R18=9 Ω R ×10档 （ 12.5KΩ+ 1.95KΩ ）//R19=100Ω R19=100 Ω R ×100档 （ 12.5KΩ+ 1.95KΩ ）//R20=1KΩ R20=1.07KΩ R ×1K档 （ 12.5KΩ+ 1.95KΩ ）//R21=10KΩ R21=32.5KΩ R ×10K档 （ 12.5KΩ+ 1.95KΩ ）//R22=100KΩ R22=88.5KΩ
R8
R9
2.344k
82uA/1..83k
82uA R10
112.5uA
四、单元电路设计
2.344k
R1（10V） =10V×4KΩ/V - RAC- RD =40KΩ- 4.08KΩ- 2.1KΩ = 33.8KΩ R2（50V） =50V×4KΩ/V - 40KΩ =160KΩ R3（250V） =250V×4KΩ/V - 40KΩ -160KΩ =800KΩ R4（1000V） =1000V×4KΩ/V - 40KΩ -160KΩ-800KΩ=3000KΩ=3M
四、单元电路设计
1、直流电流档电路
一只表头只能测量小于其灵敏度的电流，为了扩大被测电流的量限，应使用分 流电阻。考虑到兼顾直流电压档和电阻档的灵敏度，设计方法如下： ①首先根据极限灵敏度电流计算出分流总电阻 RS= Im×Rm/ I–Im ②计算直流电流的电压降 Im×（Rm+Rs） ③计算各量限的分流电阻 Rn=直流电流电压降/In
四、单元电路设计
3、交流电压档电路
万用表交流电压档多采用半波串联式整 流电路，正半周电流通过表头，负半周电 流不通过表头。 整流后的电流是平均值，而电表的尺度 是有效值，因此计算交流电路时应考虑电 路的工作效率。 K0=P ×η ×K P： 整流系数，全波为1，半波为0.5 Η：整流效率，一般为96%~98% K：正弦交流电平均值与有效值之比为0.9 对于半波整流电路： K0=P ×η ×K= 0.5 × 98% × 0.9= 0.45
三、整机结构
Rm
万用表是电工及电气 工作者经常使用的多用途 便携式仪表。可用来测量 直流电流、直流电压、交 流电压、电阻、电容、电 感、音频电平、晶体管放 大倍数等参数。 万用表主要由：表头、 转换开关、测量电路、表 壳、表笔及电池等构成。 本次实习重点介绍
mA Ω V
Rs
V ~ + ¯
表头部分、直流电流档、直流电压档、交流电压档、电阻档
1、直流电流档电路计算举例(MF-50型)
RS= RAB =Im×Rm/ I–Im =83.3uA×1503.6 Ω /100uA - 83.3uA =7500Ω 直流电流的电压降=Im×（Rm+Rs）= 83.3uA ×（83.3 1503.1503.6 6 Ω + 7500Ω ） uA =0. 75V
三、整机结构
表头电路万用表表头为磁电式电流表。其结构见图1所示。根据设
计MF50型万用表表头灵敏度电流为83.3uA，表头回路压降为0.75V MF50D型万用表表头灵敏度电流为64uA，表头回路压降为0.15V 表头灵敏度是指满标 度（满量程）时所通过的 电流，电流越小、灵敏度 越高，测量方法见图2所示。 图中A1为待测表头，A2为 标准表，标准表的精度不 低于1.5级。
1、若接入点为100uA处 2、直流电压灵敏度=1/I极限=1/100uA =10KΩ/V 3、各档串联电阻 表头与第一支路并联电阻 RS =8.3KΩ//2.344KΩ=1.83KΩ 电压档表头等效电阻 RS’ =（R8+R9）//（R10+1.83） = 16.87KΩ //2.73KΩ=3KΩ
1.95K/96uA
R23
hFE
R×1 ×10
×100
×1k
×10k
四、单元电路设计
5、晶体管hFE测试电路
2.344K
1、取并联电阻R17=51 Ω ，测量电路、等 效电路见图所示，最终等效为一只电流3.7mA， 内阻为51 Ω的电流表头。 2、根据近似理论计算以及晶体管特性，实 际测试取： R25= 43.2K Ω R27= 20.5K Ω
《电路》课程设计
山东理工大学 电工电子教研室
课程设计目的
了解并熟悉万用电表的基本原理及一般设计方法；
掌握电子电路的焊接装配工艺及调试方法；
学会正确使用万用电表。
一、课题名称
《MF50D型万用电表》
二、主要技术指标
功能 直流电流 量程 0~100uA~2.5~25~250mA 0~2.5A 0~2.5~10~50~250V 0~1000V 0~10V 0~50~250~1000V Ω ×1 Ω ×10 Ω ×100 Ω ×1K Ω ×10K 0~200 准确度 ±2.5% ±5.0% ±2.5% ±2.5% ±5.0% ±5.0% ±2.5% （弧长） 10KΩ /V 4KΩ /V 4KΩ /V 10Ω 灵敏度 或中心值 标度尺 第二条标度尺
A 1 E RP A 2 R
三、整机结构
转换开关
转换开关是用来选择 测量项目及量限的，主要 有一只分线式转换开关或 二只分线式转换开关。 MF-50D型万用表转换开 关如图3所示。 选用转换开关要求： 触点接触紧密、“刀”为 正确，旋动时轻松且具弹 力，定位时能听到“嗒” 声，旋转时不会停在二档 之间。
各档计算如下： R1（2.5A）= 0.75V/2.5A =0.3Ω 25 250 R2（250mA）= 0.75V/250mA-（0.3） =2.7Ω mA R3（25mA）= 0.75V/25mA-（0.3+ 2.7） + * +2.5 =27Ω A R4（2.5mA）= 0.75V/2.5mA-（0.3+ 2.7+ 27） =270 Ω RS（100uA）= 0.75V/0.1mA-（0.3+ 2.7+ 27+270）= 7200Ω
I ×Rs = Im×(Rm+Rs) (I1-Im)×Rs1 = Im×(Rm+Rs-Rs1) I1×Rs1 = Im×(Rm+Rs) = C
IM Rm RS IS I RM
Im：灵敏度电流
Rm：表头内阻 Rs：分流电阻 I ：欲扩量程
-
I1 - Im B
Rs1
Rs – Rs1
Im
A
_
+
I1 +
四、单元电路设计
2.344k
直流电压各档设计方法如下： ①首先决定接入点 ②计算直流电压灵敏度=1/I极限 ③计算各档串联电阻
图中： （R8+R9）/（1.83+R10+R8+R9）100=82uA
8.3K
82uA/1..83k
R8
R9
82uA
R10
100uA
四、单元电路设计
2、直流电压档电路计算举例（MF-50D型）
1K 250 V ~ 50 112.5uA R8 R9 R10
82uA/1..83k
82uA
R4
R3
R2
10 R1 +
四、单元电路设计
4、直流电阻档电路
在电压不变的情况下，若回路电阻增加一倍，则电流减为一半。根据此原理 可制作欧姆表。
Rm
若将欧姆表输入端短路，调节限流电阻使表针满标 度，则满标电流为：I=E/RZ RZ=r+Rd+Rm×RS/（ Rm+RS ） 若去掉短路线，在输入断接上被测电阻RX，则电流 下降为I‘，此时，I’=E/（RZ+RX） 当RX=0时，I‘=I（短路调零） RX= RZ时，I‘=（1/2）I （中心位置） RX= 2RZ时，I‘=（1/3）I RX= ∞时，I‘=0 （开路状态）
为了兼顾交流电压测量电路，直流1000V测量电路与交流电压档共用， 因此忽略表头等效电阻时，
R5（1000V）：接入点电流为 I=1（）000V/4MΩ=250uA （4MΩ电阻为交流电压档分压电阻） 根据直流电流测量原理： R5=0.75V/250uA-（0.3+ 2.7+ 27+270）= 2.7KΩ 电阻档电池最高电压为12V(9V、1.5V串联) 故电流最大值为I=12V/100K(10K档中心值)=120uA R6=0.75V/120uA-（0.3+ 2.7+ 27+270+2.7）= 3.3KΩ 电阻档电池最低电压为9V(9V、1.5V串联) 故电流最大值为I=9V/100K(10K档中心值)=90uA R7=0.75V/90uA-（0.3+ 2.7+ 27+270+2.7+3.3）= 2KΩ
直流电压
Fra Baidu bibliotek
第二条标度尺 第三条标度尺 第二条标度尺 第一条标度尺
交流电压 电阻 hFE Li Lv dB C L
PNP型管第四条标度尺 NPN型管第五条标度尺 第六条标度尺 第七条 第八条
0~145 mA（Ω ×1） 0~14.5 mA（Ω ×10） 0~1.45 mA（Ω ×100） 0~145 u（Ω ×1K） 1.5~0V（Ω ×1 Ω ×10 Ω ×100 Ω ×1K） -10~+22~+36~+50~+62 dB 0~0.03~0.1~0.5uF 2~200~2000H
Rs Rm
Rs
Rd E Rx
Rd E
四、单元电路设计
故：
1、欧姆表为不等分的倒标度。 2、 当被测电阻等于欧姆表综合内阻时（ RX= RZ ），指针指在表盘的中 心位置，此时，RZ的数值称为中心阻值。欧姆表某档的中心阻值就是它 的综合内阻值。MF-50D型万用表的表盘中心标度为10 Ω ，即是R×1档 的中心阻值， 其余各档的中心阻值=表盘中心标度值×该档的倍率
欧姆表的表盘中心标度值是一个重要的参数，其大小不仅与电流表的灵 敏度有关，还与所用电池有关，计算时以1.4V为标准，一节电池内阻平均 以0.6欧计算。
四、单元电路设计
直流电阻档电路计算举例（MF-50D型）
1、串联电阻R23 设电位器R7的中心抽头位置，左边 取1.5KΩ ，右边取0.5KΩ ，表头等效 电阻为： （6.3KΩ+ 1.5KΩ）//（ 0.5KΩ+ 2.344KΩ// 18.75KΩ ）= 1.95KΩ 由直流电流测量原理得接入点电流为： 0.75V/（ 6.3KΩ+ 1.5KΩ ）=96uA 设电源电压为1.4V，则有 （R23+ 1.95KΩ ）×96uA= 1.4V 解之得R23= 12.6KΩ 2、其它档的计算
D2 B A
-
+
D1
~
~
交流电压各档设计方法如下： ①计算整流电路效率 ②计算交流电压灵敏度=直流 电压灵敏度× K0 ③计算各档串联电阻
四、单元电路设计
3、交流电压档电路计算举例（MF-50D型）
交流电压灵敏度=10KΩ/V×0.45=4KΩ/V 交流电流灵敏度=1/ 4KΩ =250uA K0= 0.5 ×98% × 0.9= 0.45 整流后的直流电流= 250uA × 0.45 =112.5uA 接入点电流为112.5uA时的分流电阻： 由82uA（R9+R10+ 1.83KΩ ）=30.5uA×R8 即82uA（ 1.87KΩ + 1.9KΩ + 1.83KΩ ） = 30.5uA×R8 得R8=15KΩ 表头等效电阻： RAC= R8//（R9+R10+ 1.83KΩ ）= 4.08KΩ 二极管正向电阻取2.1KΩ
Rm Rs B R4 R3 R2 100uA/3K A
250
50 V
10
2．5
R1
-
+
R1（2.5V）= 2.5V ×10K Ω/V - 3KΩ =22KΩ R2（10V）= 10V ×10K Ω/V - （22+3）=75KΩ R3（50V）= 50V ×10K Ω/V - （22+3+75） =400KΩ R4（250V）= 250V ×10K Ω/V - （22+3+75+400）=2MΩ
1 2 3
B
RS
RS
RS
RS
4
RS
5
A
2.5
+100uA
四、单元电路设计
2、直流电压档电路（MF-50D型）
一只灵敏度为I，内阻为R的电流表，本身就是一只量程为U的 电压表。通过串接电阻可以扩大量程。 直流电压灵敏度：电压表测量每伏直流电压需要的内阻。（电 流表灵敏度的倒数） 直流电压灵敏度越高，测量直流电压分去的电流（接入点电流） 越少，测量结果越准确。
2.344K
18.75K
6.3K
R7
1.95K/96uA R23
E
四、单元电路设计
R ×1档 （ 12.5KΩ+ 1.95KΩ ）//R18-r =10 Ω R18=9 Ω R ×10档 （ 12.5KΩ+ 1.95KΩ ）//R19=100Ω R19=100 Ω R ×100档 （ 12.5KΩ+ 1.95KΩ ）//R20=1KΩ R20=1.07KΩ R ×1K档 （ 12.5KΩ+ 1.95KΩ ）//R21=10KΩ R21=32.5KΩ R ×10K档 （ 12.5KΩ+ 1.95KΩ ）//R22=100KΩ R22=88.5KΩ
R8
R9
2.344k
82uA/1..83k
82uA R10
112.5uA
四、单元电路设计
2.344k
R1（10V） =10V×4KΩ/V - RAC- RD =40KΩ- 4.08KΩ- 2.1KΩ = 33.8KΩ R2（50V） =50V×4KΩ/V - 40KΩ =160KΩ R3（250V） =250V×4KΩ/V - 40KΩ -160KΩ =800KΩ R4（1000V） =1000V×4KΩ/V - 40KΩ -160KΩ-800KΩ=3000KΩ=3M
四、单元电路设计
1、直流电流档电路
一只表头只能测量小于其灵敏度的电流，为了扩大被测电流的量限，应使用分 流电阻。考虑到兼顾直流电压档和电阻档的灵敏度，设计方法如下： ①首先根据极限灵敏度电流计算出分流总电阻 RS= Im×Rm/ I–Im ②计算直流电流的电压降 Im×（Rm+Rs） ③计算各量限的分流电阻 Rn=直流电流电压降/In
四、单元电路设计
3、交流电压档电路
万用表交流电压档多采用半波串联式整 流电路，正半周电流通过表头，负半周电 流不通过表头。 整流后的电流是平均值，而电表的尺度 是有效值，因此计算交流电路时应考虑电 路的工作效率。 K0=P ×η ×K P： 整流系数，全波为1，半波为0.5 Η：整流效率，一般为96%~98% K：正弦交流电平均值与有效值之比为0.9 对于半波整流电路： K0=P ×η ×K= 0.5 × 98% × 0.9= 0.45
三、整机结构
Rm
万用表是电工及电气 工作者经常使用的多用途 便携式仪表。可用来测量 直流电流、直流电压、交 流电压、电阻、电容、电 感、音频电平、晶体管放 大倍数等参数。 万用表主要由：表头、 转换开关、测量电路、表 壳、表笔及电池等构成。 本次实习重点介绍
mA Ω V
Rs
V ~ + ¯
表头部分、直流电流档、直流电压档、交流电压档、电阻档
1、直流电流档电路计算举例(MF-50型)
RS= RAB =Im×Rm/ I–Im =83.3uA×1503.6 Ω /100uA - 83.3uA =7500Ω 直流电流的电压降=Im×（Rm+Rs）= 83.3uA ×（83.3 1503.1503.6 6 Ω + 7500Ω ） uA =0. 75V
三、整机结构
表头电路万用表表头为磁电式电流表。其结构见图1所示。根据设
计MF50型万用表表头灵敏度电流为83.3uA，表头回路压降为0.75V MF50D型万用表表头灵敏度电流为64uA，表头回路压降为0.15V 表头灵敏度是指满标 度（满量程）时所通过的 电流，电流越小、灵敏度 越高，测量方法见图2所示。 图中A1为待测表头，A2为 标准表，标准表的精度不 低于1.5级。
1、若接入点为100uA处 2、直流电压灵敏度=1/I极限=1/100uA =10KΩ/V 3、各档串联电阻 表头与第一支路并联电阻 RS =8.3KΩ//2.344KΩ=1.83KΩ 电压档表头等效电阻 RS’ =（R8+R9）//（R10+1.83） = 16.87KΩ //2.73KΩ=3KΩ
1.95K/96uA
R23
hFE
R×1 ×10
×100
×1k
×10k
四、单元电路设计
5、晶体管hFE测试电路
2.344K
1、取并联电阻R17=51 Ω ，测量电路、等 效电路见图所示，最终等效为一只电流3.7mA， 内阻为51 Ω的电流表头。 2、根据近似理论计算以及晶体管特性，实 际测试取： R25= 43.2K Ω R27= 20.5K Ω
《电路》课程设计
山东理工大学 电工电子教研室
课程设计目的
了解并熟悉万用电表的基本原理及一般设计方法；
掌握电子电路的焊接装配工艺及调试方法；
学会正确使用万用电表。
一、课题名称
《MF50D型万用电表》
二、主要技术指标
功能 直流电流 量程 0~100uA~2.5~25~250mA 0~2.5A 0~2.5~10~50~250V 0~1000V 0~10V 0~50~250~1000V Ω ×1 Ω ×10 Ω ×100 Ω ×1K Ω ×10K 0~200 准确度 ±2.5% ±5.0% ±2.5% ±2.5% ±5.0% ±5.0% ±2.5% （弧长） 10KΩ /V 4KΩ /V 4KΩ /V 10Ω 灵敏度 或中心值 标度尺 第二条标度尺
A 1 E RP A 2 R
三、整机结构
转换开关
转换开关是用来选择 测量项目及量限的，主要 有一只分线式转换开关或 二只分线式转换开关。 MF-50D型万用表转换开 关如图3所示。 选用转换开关要求： 触点接触紧密、“刀”为 正确，旋动时轻松且具弹 力，定位时能听到“嗒” 声，旋转时不会停在二档 之间。