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1、1万用表原理与安装引言引言万用表是一种多功能、多量程的便携式电工仪表,一般的万用表可以测量直流电流、交直流电压和电阻，有些万用表还可测量电容、功率、晶体管共射极直流放大系数 hFE等。MF47 型万用表具有26 个基本量程和电平、电容、电感、晶体管直流参数等 7 个附加参考量程，是一种量限多、分档细、灵敏度高、体形轻巧、性能稳定、过载保护可靠、读数清晰、使用方便的新型万用表。万用表是电工必备的仪表之一，每个电气工作者都应该熟练掌握其工作原理及使用方法。通过本次万用表的原理与安装实习，要求学生了解万用表的工作原理，掌握锡焊技术的工艺要领及万用表的使用与调试方法。1 万用表原理与安装实习的目的与意
2、义万用表原理与安装实习的目的与意义现代生活离不开电，我们电类和非电类专业的许多学生都有必要掌握一定的用电知识及电工操作技能。通过实习要求学生学会使用一些常用的电工工具及仪表，比如尖嘴钳、剥线钳、万用表，并且要求学生掌握一些常用开关电器的使用方法及工作原理。通过本次电工实习学生要接触到一定的电学知识，实现理论联系实际，认识一些常用电工器具的外形及结构特点，为后续课程的学习打下一定的基础。万用表是最常用的电工仪表之一，通过这次实习，学生应该在了解其基本工作原理的基础上学会安装、调试、使用，并学会排除一些万用表的常见故障。锡焊技术是电工的基本操作技能之一，通过实习要求大家在初步掌握这一技术的同时，注
3、意培养自己在工作中耐心细致，一丝不苟的工作作风。2 思考题思考题为什么电阻用色环表示阻值？黑、棕、红、绿分别代表的阻值的数字是几？二极管、电解电容的极性如何判断？档位开关旋钮、电刷旋钮如何安装？元件焊接前要做什么准备工作，焊接的要求是什么？电位器的作用是什么？如何正确使用万用表？电位器的安装步骤是什么？2二极管的焊接要注意什么？如何调整、安装电池极板？万用表的种类有哪些？3 万用表的种类万用表的种类万用表分为指针式、数字式两种（见图 1） 。随着技术的发展，人们研制出微机控制的虚拟式万用表（见图 2） ，被测物体的物理量通过非电量/电量，将温度等非电量转换成电量，再通过 A/D 转换，由微机显
4、示或输送给控制中心，控制中心通过信号比较做出判断，发出控制信号或者通过 D/A 转换来控制被测物体。我们的实习项目是指针式万用表的原理与安装， 我们因此着重介绍指针式万用表的结构、工作原理及使用方法。10000图1 指针式万用表与数字式万用表被测物体电量与非电量数模/模数转换图2 微机控制的虚拟式万用表34指针式万用表的结构、组成与特征指针式万用表的结构、组成与特征4.1 万用表的结构特征MF47 型万用表采用高灵敏度的磁电系整流式表头，造型大方，设计紧凑，结构牢固，携带方便，零部件均选用优良材料及工艺处理，具有良好的电气性能和机械强度。其特点为：测量机构采用高灵敏度表头，性能稳定；线路部分保
5、证可靠、耐磨、维修方便；测量机构采用硅二极管保护，保证过载时不损坏表头，并且线路设有 0.5A 保险丝以防止误用时烧坏电路；设计上考虑了湿度和频率补偿；低电阻档选用 2干电池，容量大、寿命长；配合高压按着，可测量电视机内 25kV 以下高压；配有晶体管静态直流放大系数检测装置；表盘标度尺刻度线与档位开关旋钮指示盘均为红、绿、黑三色，分别按交流红色，晶体管绿色，其余黑色对应制成，共有七条专用刻度线，刻度分开，便于读数；配有反光铝膜，消除视差，提高了读数精度。除交直流 2500V 和直流 5A 分别有单独的插座外，其余只须转动一个选择开关，使用方便；装有提把，不仅便于携带，而且可在必要时作倾斜支撑
6、，便于读数。4.2 指针式万用表的组成指针式万用表的型式很多，但基本结构是类似的。指针式万用表的结构主要由表头、档位转换开关、测量线路板、面板等组成（见图 3） 。表头是万用表的测量显视装置，指针式万用表采用控制显示面板表头一体化结构；档位开关用来选择被测电量的种类和量程；测量线路板将不同性质和大小的被测电量转换为表头所能接受的直流1K面板表头档位开关旋钮 测量线路板正面 反面电刷旋钮图3 指针式万用表的组成4电流。万用表可以测量直流电流、直流电压、交流电压和电阻等多种电量。当转换开关拨到直流电流档，可分别与 5 个接触点接通，用于测量 500mA、50mA、5mA 和 500A、50A 量程
7、的直流电流。同样，当转换开关拨到欧姆档，可分别测量1、10、100、1k、10k 量程的电阻；当转换开关拨到直流电压档，可分别测量 0.25V、1V、2.5V、10V、50V、250V、500V、1000V 量程的直流电压；当转换开关拨到交流电压档，可分别测量 10V、50V、250V、500V、1000V 量程的交流电压。注意请学生对照幻灯片认识每一个部分，将万用表的盒子打开散件放在后盖中，电阻等元器件放在塑料袋中，不能丢失。对照幻灯片可以看到控制显示面板由上部的显示表头和下部的控制开关面板组成。注意表头不能跌坏或者拿在手里晃动。档位开关由安装在正面的档位开关旋钮和安装在反面的电刷旋钮组成。
8、测量线路板有黄绿两面，绿面用于焊接，黄面用于安装元件。4.3 万用表的结构万用表由机械部分、显示部分、与电器部分三大部分组成，机械部分包括：外壳、档位开关旋钮及电刷等部分组成，显示部分是表头，电器部分由测量线路板，电位器，电阻，二极管，电容等部分组成（见图 4） 。5指针式万用表的工作原理指针式万用表的工作原理5.1指针式万用表最基本的的工作原理指针式万用表最基本的的工作原理（见图 5） 。电气部分显示部分1K机械部分电刷档位开关图4 万用表的结构5它由表头、电阻测量档、电流测量档、直流电压测量档和交流电压测量档几个部分组成，图中“”为黑表棒插孔， “”为红表棒插孔。测电压和电流时，外部有电流
9、通入表头，因此不须内接电池。当我们把档位开关旋钮 SA 打到交流电压档时，通过二极管 VD 整流，电阻 R3限流，由表头显示出来；当打到直流电压档时不须二极管整流，仅须电阻 R2限流，表头即可显示；打到直流电档档时既不须二极管整流，也不须电阻 R2限流，表头即可显示；测电阻时将转换开关 SA 拨到“”档，这时外部没有电流通入，因此必须使用内部电池作为电源，设外接的被测电阻为 Rx，表内的总电阻为 R，形成的电流为 I，由 Rx、电池 E、可调电位器 RP、固定电阻 R1和表头部分组成闭合电路，形成的电流 I 使表头的指针偏转。红表棒与电池的负极相连，通过电池的正极与电位器 RP及固定电阻 R1
10、相连，经过表头接到黑表棒与被测电阻 Rx形成回路产生电流使表头显示。回路中的电流为：EIRx+R从上式可知：I 和被测电阻 Rx不成线性关系，所以表盘上电阻标度尺的刻度是不均匀的。当电阻越小时，回路中的电流越大，指针的摆动越大，因此电阻档的标度尺刻度是反向分度。当万用表红黑两表棒直接连接时，相当于外接电阻最小 Rx=0，那么：6EEIRx+RR此时通过表头的电流最大，表头摆动最大，因此指针指向满刻度处，向右偏转最大，显示阻值为0。请看电阻档的零位是在左边还是在右边，其余档的零位与它一致吗？反之，当万用表红黑两表棒开路时 Rx，R 可以忽略不计，那么：EEIRx+RRx0此时通过表头的电流最小，
11、因此指针指向 0 刻度处，显示阻值为。 5.2 MF47 型万用表的工作原理请看今天要安装的 MF47 型万用表的原理图（见图 6） ，测量线路板线路板（见图 7） 。它的显示表头是一个直流 A 表，WH2 是电位器用于调节表头回路中的电流大小，D3、D4 两个二极管反向并联并与电容并联，用于保护限制表头两端的电压起保护表头的作用，使表头不至电压、电流过大而烧坏。电阻档分为1、10、100、1k、10k、几个量程，当转换开关打到某一个量程时，与某一个电阻形成回路，使表头偏转，测出阻值的大小。7它由 5 个部分组成：公共显示部分；保护电路部分；直流电流部分；直流电压部分；交流电压部分和电阻部分。
12、线路板上每个档位的分布（见图 8） ，上面为交流电压档，左边为直流电压档，下面为直流 mA 档，右边是电阻档。5.3 MF47 万用表电阻档工作原理MF47 万用表电阻档工作原理（见图 9） ，电阻档分为1、10、100、1k、10k、5 个量程。例如将档位开关旋钮打到1 时，外接被测电阻通过“COM”端与公共显示部分相连；通过“”经过 0.5A 熔断器接到电池，再经过电刷旋钮与 R18 相连，WH1 为电阻档公用调零电位器，最后与公共显示部分形成回路，使表头偏转，测出阻值的大小。交流电压交流电压ACV直流电压直流电压DCV直流电流直流电流DCA电阻电阻47A专用电路专用电路表头公用表头公用8
13、6 MF47 型万用表安装步骤型万用表安装步骤6.1 清点材料6.2 二极管、电容、电阻的认识6.3 焊接前的准备工作6.4 元器件的焊接与安装6.5 机械部件的安装调整6.6 万用表故障的排除6.7 万用表的使用6.8 考核要求7 清点材料清点材料参考材料配套清单，并注意：9按材料清单一一对应，记清每个元件的名称与外形。打开时请小心，不要将塑料袋撕破，以免材料丢失。清点材料时请将表箱后盖当容器，将所有的东西都放在里面 。清点完后请将材料放回塑料袋备用。暂时不用的请放在塑料袋里。弹簧和钢珠一定不要丢失。7.1 电阻（见图 10） 。7.2 可调电阻（见图 11） 。轻轻拧动电位器的黑色旋钮，可
14、以调节电位器的阻值；用十字螺丝刀轻轻拧动可调电阻的橙色旋钮，也可调节可调电阻的阻值。7.3 二极管、保险丝夹（见图 12） 。7.4 电容（见图 13） 。可调电阻WH2 1个Potentiometer电位器WH1 1个图11 可调电阻2A103J涤沦电容1个Electrolytic condenser电解电容1个图13 电 容图12 二极管、保险丝夹fuse box保险丝夹2个Diode 二极管6个107.5 保险丝、连接线、短接线（见图 14） 。7.6 线路板（见图 15） 。7.7 面板表头、档位开关旋钮、电刷旋钮（见图 16）及电池盖板。面板+表头1个档位开关旋钮1个电刷旋钮1个正面
15、 反面图16 面板表头、档位开关旋钮、电刷旋钮fuse保险丝管1个连接线 Lines 4根短接线1根图14 保险丝、连接线、短接线MF47线路板printed circuit board 1 块图15 线路板117.8 电位器旋钮、晶体管插座、后盖（见图 18）7.10 螺钉、弹簧、钢珠（见图 19） 。螺钉 M36 表示螺钉的螺纹部分直径为 3mm，长度为 6mm。7.11 电池夹、铭牌、标志（见图 20） 。标志请贴贴好，防止东西掉进表头内部。电位器旋钮 1个The small knob 晶体管插座1个 the transistor socket（后盖+提把+电池盖板） 组合件 1 个图1
16、8 电位器旋钮、晶体管插座、后盖螺钉ScrewsM36 2个钢珠Steel ball 1个弹簧 springs 1个图19 螺钉、弹簧、钢珠1.5V负电池夹 1.5V正电池夹 9V正电池夹1只 1只 2只电池极片polar plate of the battery铭牌 1个图20 电池夹、铭牌127.12 V 形电刷、晶体管插片、输入插管（见图 21） 。7.13 表棒（见图 22） 。8 二极管、电容及电阻的认识二极管、电容及电阻的认识在安装前要求每个学生学会辨别二极管、电容及电阻的不同形状，并学会分辨元件的大小与极性。8.1 二极管极性的判断判断二极管极性时可用实习室提供的万用表，将红表棒插在“” ，黑表棒插在“” ，将二极管搭接在表棒两端（
