常州工程学院物理实验教案04多用电表的使用

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1、实验四 多用电表的使用 【引言】【引言】 多用电表的量程广，体积小，具有多种用途，使用方便，是电子测量中最常用 的工具之一。一般用于电阻、电压、电流的测量，也可以测量晶体管的主要参数及 电容器的电容量等。因此，多用电表的使用是一项基本的技能。 本实验组，通过研读多用表说明书等相关资料，引导学生了解多用表的功能； 通过对常用元件的识别，帮助学生掌握多用表的使用方法。 【实验目的】【实验目的】 1、掌握多用表的基本使用方法。 2、熟识常用基本元件（电阻、电容、二极管、电感器） 。 【多用电表结构及其工作原理】【多用电表结构及其工作原理】 常见的多用表有指针式多用表和数字式多用表。 指针式多用表是一

2、表头为核心 部件的多功能测量仪表，测量值由表头指针指示读取。数字式多用表的测量值由液 晶显示屏直接以数字的形式显示，读取方便，有些还带有语音提示功能。多用电表 是公用一个表头，集电压表、电流表和欧姆表于一体的仪表。多用电表的直流电流 档是多量程的直流电压表，表头并联闭路式分压电阻即可扩大其电压量程。 多用电 表的直流电压档是多量程的直流电压表，表头串联分压电阻即可扩大其电压量程， 分压电阻不同，相应的量程也不同。多用电表的表头为磁电测量机构，它只能通过 直流电，利用二极管将交流变为直流，从而实现对交流电的测量。 一块普通的多用电表通常是由表头、测量电路、转换开关、插孔等结构组成， 测量线路的主

3、要作用就是要将所有被测的电量转换成为适合于表头指标的电量， 主 要是由分压电阻、分流电阻、整流器等元件构成的，我们这里介绍的就是多用电表 的主要构成部分。 1、表头部分 多用电表的表头是由磁电式的微安表构成，它是多用电表进行测量时的公用 部分，也是一个很精密的机构，内部由一块永久性磁铁一个可动的线圈构成，这个 可动的线圈称为动圈，动圈的电阻称之为表头的内阻用 Rg 表示，当有电流流动通 过线圈时，动圈与永久性磁铁相互作用产生一个磁场力，这个力使线圈发生偏转， 这时固定在线圈上的指针与线圈一起发生偏转来显示偏转的角度， 偏转的角度与动 圈中所通过的电流成比例关系，根据这个关系在标度盘上标出各电量

4、的数值，从而 达到测量的目的。 2、直流电流表 多用电表的表头实际上是一块动圈式的直流电流表，所以可以用来测量极小 的直流电流，用在国产多用电表上的大都是 50uA 级的表头，倘若被测电流大于表 头所能允许测量的最大电流时，就需要在表头加一个与表头并联的分流电阻。在一定的分流电阻 Rs 下， 通过表头的电流 Ig 与被测电流 I 成正比例关系，所以只要按 指针偏转的角度直接读出刻度盘上所标出的数值，就是被测电流的值。实际上多用 电表中的直流电流的测量线路就是将多个分流电阻串接起来。 组成一个多量程的直 流电流表，如图 1 所示 图 1 3、电压表 多用电表的表头是一块直流电流表，但是由于表头具

5、有一定的内阻，电流通 过表头就会产生一定的压降， 而这个压降的大小与通过的电流成正比，所以直接用 表头也可以测量很低的电压值，但是为了扩展表头测量直流电压的范围，就需要加 一个与表头串联的分压电阻，如图 3-2A、B 所示，测量时将电压表并接在被测电压 的两端。这时通过表头的电流 Is=V/（Rg+RD），由于表头内阻 Rg 与分压电阻 RD 的阻值是不变的， 因此被测电压与通过表头的电流成正比例关系， 所以在刻度盘上， 根据指针偏转的角度就能读出被测电压的数值。 A B C 图 2 4、欧姆表 多用电表用作测量电阻时，实际上是测量流过被测电阻 Rx 的电流，如图 2C 所示。 【多用电表测试

6、技术】【多用电表测试技术】 万用电表虽然型号很多，但是除精度，测量范围以及灵敏度等有所区别外，在 用途及使用方法上都是相同的。 现以 MF-74 型多用电表面板为例介绍其面板及使用 方法。图 3 1、面板装置 S1 为测量项目和量程选择开关，分为直流电压档、交流电压档、直流电流档 和欧姆档。 S2 为机械零点校正器，是一只校正表头机械零点的螺丝，当电表水平放置， 若指针静止时不指在“0”点上，应调整这个螺丝，使指针指在“0”点上。 （A）（B）（C）（D）为测试表笔插口，（D）为一公共插口，测量时插入黑 色表笔、（C）口测量时插入红色表笔，（A）口为测量大于 1000V 电压时插入红色 表笔，

7、（B）口为测量大于 500MA 电流时插入红色表笔。S3 为欧姆档零点调整电位 器，是多用电表测量电阻时，在“+”“-”插口短路的情况下，依靠欧姆调整电位 器进行满度（即零欧姆）校正。 （E）是用来测试晶体管 hFE 的管座。 2、表头刻度与符号 表头有 6 条刻度线， 第一条为电阻刻度线、 第二条为测量直流电压、 直流电流、 交流电流之用，第三条为测量晶体管放大倍数之用，第四条供测电容之用，第五条 测电感用，第六条为测量电平用。 A-V-：表示该多用电表是可测量电流、电压和电阻的三用表 20K/V 表示 该多用电表的直流电压灵敏度为 20KV，这是一个衡量多用电表性能的重要参 数。v 表示这

8、只电压表测量每伏直流电压需要多少欧姆内阻，实际上他是电流 表灵敏度的倒数。/V 愈大表示电表满度时需要的电流愈小，即表头灵敏度愈高， 直流电压灵敏度愈高，测量结果越准确。 4KV: 表示交流电压灵敏为每伏 4K。 :表示该多用电表能经受 50HZ，6KV 强度试验。:表示该多用电表属检波或指针仪表，上面的符号表示动圈或直流电表， 下面的符号表示检波元件。 :表示多用电表必须水平放置。 -2.5 :表示进行直流电流或电压测量时，仪表的准确度等级为 25 级。（即 各档的满度的相对误差为士 2.5） 5.0:表示进行交流电压测量时,仪表的准确度等级为 5 级 （即各档的满度的相 对误差为士 5）。

9、 3、使用方法 使用前首先检查指针是否指在机械零位上，如不指在零位时，可旋转 S2 调零 螺丝使指针指在零位上。将红、黑表笔分别插入“+”“-”插座中。 3.1 测量直流电流 将量程及项目选择开关拨至直流电流档，根据被测量的大约数值选择适当 的量程，而后将表笔串人被测电路中，由表头读出被测量的数值。 3.2 交直流电压的测量 测量交流或直流电压时，同样首先将量程及项目开关旋至相应位置，根据 被测量的大约数值选择适当量程，而后将两表笔分别接于被测电路两端。再从 表头刻度线上读出被测量值。 3.3 直流电阻的测量 转动项目及量程旋钮至相应位置上， 将两表笔短接调整 S3 零欧姆调整电位 器使指针指

10、在欧姆零点上，然后分开表笔进行测量。测量电路中的电阻时，应 先切断电源，如电路中有电容应先放电。 4、多用电表欧姆档检查元件质量判断元件极性 4.1 多用电表检查电容器的质量 由于多用电表的欧姆档具有电源，电路中的电阻元件可以看成一个等效电阻 Ro 当测量电容器时， 被测电容与欧姆档电路一起构成了 一个一阶 RC 网络， 如图 4 所示。 测量时当两表刚与电容 器两端接触时，E 要对 C 充电，电路中有电流通过表头， 指针将向零欧姆方向偏转并达到某一数值。随着充电过 程的慢慢结束，指针便逐渐返回，如果电容器中间绝缘 介质的电阻为无穷大，充电过程结束后，回路中将不再 有电流流动，指针也将返回起始

11、点；若绝缘介质的电阻 不是无穷大， 指针最后将停留在某一较大的电阻刻度上。 从指针偏转的大小，及指针最后停留的位置，可判断电容器电容量的大小及质量的 好坏。 同一个量程档上，若指针偏转越大，说明电容器的容量越大。若偏转比正常 的同样的电容器小，则说明该电容器的容量已减小。指针最后停留处的阻值越大， 图 4说明电容器的漏电越小（指针所指的阻值就是漏电阻，一般电容器的漏电阻很大约 为几十几百兆欧），若最后停留在处，说明此电容器不漏电。若指针偏转后不 返回，则说明电容器内部已短路，绝缘介质被击穿。若指针不偏转，则说明电容器 内部已开路或电容器的容量非常小。 当被测电容很小时（几 PF几百 PF），电

12、容器充电时间极短，回路中的电流 也很小，即便是用 x10K 档，也不易看到表针的摆动，这时只要表针仍处于位置， 则可认为电容器是好的。 若表针偏离了位置，则说明此电容漏电。因此对于小容量的电容器，用多 用电表只能检查其短路故障，而对开路故障一般不易查出）。 用多用电表检查大容量电容器是否有短路，开路及漏电现象是行之有效的， 尤其是 对电解电容器的检查。由于电解电容器是有极性的，因此检查时要注意用 多用电表的负表笔接电容器的正极，正表笔接电容器的负极。在用多用电表的欧姆 档检查电容器时，应根据电容器容量的大小选择适当的量程，这是因为改变了欧姆 档的量程，也就改变了给电容器 Cx 的充电时间.当

13、Cx 很大时，若选择较大的量程 档，充电过程要经过很长时间才能结束，例如，对一个 100F 的电容器选 X10K 档, 则要经过 100 秒后,充电过程才能基本结束。但若量程选的太小，对电容器的漏电 观察将受到限制。 4.2 多用电表检查电感器的质量 用欧姆档检查电感器时，只能判别它是否有开路故障，以及测量其电阻值的 大小。对电感器内部是否有短路故障一般不易查出。测量时，若测出电感器的阻值 为无穷大，则说明电感器的内部已经开路，是不能再使用了，若测出的阻值较大， 说明该电感器的 Q 值较低，不易在 Q 值要求较高的情况下使用。 4.3 用多用电表判断二极管的极性 一只理想的二极管元件，认为它的

14、正向导通电阻为零，反向截止电阻为无穷， 但实际上正反向电阻都应具有一定的数值。一般锗管的正向电阻比较小，在几百欧 姆以下，硅管的正向电阻较大，在 1K几 K 左右。一只二极管的正反向电阻相差 越大。说明二极管的质量越好。当二极管的正反向电阻值相差不多时，则说明二极 管的质量太差， 一般不能使用， 若二极管的正反向电阻值相同， 则说明二极管己坏， 不可使用。由于二极管是非线性元件，因此采用不同的欧姆档测出的正反向电阻值 是不一样的。 如果事先不知道二极管的正负极，则可用欧姆档来确定。在二极管的两端分 别接上多用电表的红、黑表笔比较所测的阻值。确定较小阻值时的接法，这时黑表 笔所接端为二极管的正极

15、，红表笔所接为二极管的负极。另外，对于耐压低、电流 小的二极管，只能用 RXl00 或 RX1K 档进行测量，如用 Rx1 档，流过管子的电流太 大，用 Rxl0K 档，表内电池电压较高，都可能损坏管子。 4.4 用多用电表判断三极管的极性 如果我们不知道某个三极管的型号和管脚排列，那么采用测极间电阻的方法 也能很快的找到答案。首先判断基极，无论是 PNP 型还是 NPN 型管，内部都包括两个 PN 结，即集电 结和发射结，而 PN 结是单向导电的。测试时可假定某一管脚为基极，将黑色表笔 接“基极”红表笔分别接另两极，如果测得均为低阻值。则黑表笔接触的就是基极 b，且为 NPN 型（若为高阻值

16、则为 PNP 型），如果测量时两次的阻值相差很大，可 另先一个管脚假定为基极，直到符合上述 条件为止。 第二步，判断集电极 c 与发射极 e 若确定管型为 NPN 和基极后，在剩下的两 个管脚中，先假定一个为集电极，另一个为发射极，用手将表笔搭接在 c、e 两端， 并记下此时欧姆表偏转的位置，然后将假设反过来，即 c，e 脚对换（电阻档位不 变），记下表针偏转的位置，两次测量中电阻小的那次黑表笔所接的即是管子的 c 脚，则另一端为 e 脚。 【实验内容与要求】【实验内容与要求】 5.1 多用表功能、操作等的研读 要求：通过阅读说明书了解所用多用表的结构、工作原理、功能，以及使用 注意事项。 5.2 电阻、电容、二极管等常用元件的识别 要求：能用多用表正确判断电学暗箱中的元件名称，并测量其基本参数。 附：1 1、电学元件的判断电学元件的判断 平常接触的电学元（器）件主要有电阻、电容、电感、开关、晶体二极管、电 池等。如果黑箱内只有其中一个元件，如何判断其种类？你可以根据手边的检测仪 器，例如多用电表，检测在它能检测范围内的元件。图 3-5 所示为判断电学元件必 须满足的程序要求。（1）首