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1、万用电表原理一万用表的组成1.表头：1）用途：指示被测得数值2）测量机构：多采用高灵敏度的磁场系测量机构（注：灵敏度即万用表最小量程）3）满偏电流：数微安到数百微安，满偏电流越小，表头灵敏度越高。本表头满偏电流为83.3叱a,在一般指针式万用表中属中档灵敏度。4）选择原则：灵敏度越高越好原因：万用表在用于测量时，要从被测电路中获取能量，用以推动表针偏转，这一能量越小，对被测电路影响越小，测量结果越准确。2 .测量电路1）用途：通过测量线路的转换，把各种被测量（电压、电流或电平等）转换成表头偏转的直流微小电流，实现万用表的多功能测量，并且有多种量限（或称满量程）。2）组成：多用各种规格的电阻原件
2、组成（如绕线电阻、金属膜电阻、电位器等），在特殊测量中也会用到其它电子器件，如测量交流电压的整流原件，测量电阻的内置电池，测量交流电流的交流电流互感电感。3 .转换开关1）用途：是万用表选择不同测量功能和不同量限时的电路切换器件。2）工作原理:转换开关通常采用多刀，多掷波段开关或专用的转换开关，通过旋转开关可以使万用表测量线（俗称表笔）与表内不同的测量线路接通，以满足不同的测量要求。而此次安装的MF-50型万用表，是利用印刷版铜箔作为固定触点，而三头簧片作为旋转触点构成的专用旋转开关，共有18个档位，提供5种不同的测量功能。测量电路原理分析如上图所示为MF-50型万用表的电路原理由图可知：1）
3、 .表头灵敏度：83.3卜a2）内阻（偏转线圈铜阻）：约1200。左右3）满偏时表头两端电压：83.31200Q=100mV注：该电压并不能使并于表头二端的二极管产生电流，而电容在直流电压作用下相当于开路。（下面原理分析中，忽略此些器件的存在）1 .直流电流的测量线路（DCA）此图利用闭路分流法，以达到量程扩展。图中，表头与W2联组成一一满偏电流83.3N6,内阻为1500Q的基本表。测量电路采用环形分流式电路，显然为满足“A点”与“*”问流过100小时的表头满偏则并联电阻总值应为：R并=83.3仙a1500Q/（100-833a=7500Q其中：R并=R1+R2+.+R8此时，回路环阻总值为
4、9KQ,在此状态下我们可以求出每一测量档分流电阻的值。设：Rn为第n档分流电阻总值（单位为Q）IN为第n档电流测量满度值（单位为mA）则当第n电流测量档表头只是满度时应有下式：（9KQ-Rn）X83.3aIN=83.3cRn9KQX83.3-Rn83.3cnRnI-83.3NRRn=9KQX83.3na/I根据上式我们可以求得：第一档Ii为2.5A,可得Ri=0.3Q第二档I2为250mA,可得R2=3Q第三档I3为25mA,可得R3=30Q而具体的Rn则为RN与RN-1的差值，即：Rn=RN-RN-1于是我们可得：R=0.3Q,R2=2.7Q,Rs=27Q,余类推。同样，根据上述分析，我们可
5、以求出环型分流电路中任一点接入时的满偏电流值。即：In=9KQX83.3nn&/R式中：R并=Ri+R2+；.+R8. word.zl-IN为此接入端对应的满偏电流值。据此可求得：R5与R6中间“B点”接入时的满偏值为：250艮aR7与R8中间“C点”接入时的满偏值为：112科a2、直流电压的测量线路（DCV）图中：直流电压基本测量电路的表头分流接入端为A，此时的满偏电流为100a,只要快端用入相应的分压电阻，即可构成不同量程的电压表。根据前述，制成的电压表对被测电路的影响越小越好，对电压表而言，内阻越大，从电路分走的电流越小。本直流电压表的表头分流电路接入点电流满度为100a,因此串入的分压
6、电阻每分得1V电压所需的电阻值为：1V/100aK10,或称电压测量灵敏度为10KW此值是表示电压表性能好坏的重要指标，此值越大，电压表性能越好。如图：A端与“*”间的等效电阻值为7.5KQ/1.5KQ,而任一电压测量档的总电阻为：Rvn=Vn/100仙a式中：VN为该测量档表头满偏电压值。实际应串入的电阻值为：Rvn=Rvn-1.25KQ本表的最低直流电压测量档的满度为2.5V。所以R12=2.5V/100-1c25KQ=25KQ-1.25KQ=23.75KQ,由于不同量程的测量档其接入电阻是串联累加的，故相邻两测量档的串入电阻值应为：R=(Vn-Vn-1)/100a本表2.5V档的相邻档满
7、度电压值为10V,从上面分析可知：Rii=（10-2.5）V/100仙6K75依次可计算出：Ri0=400KQ,R9=2MQ必须指出，i000V直流电压档的表头分流接入端为B点，此时满偏电流为250因此，该档应用入的电阻总值为4MQ,本表借用了交流测量线路的分压电阻，它们的测量电阻和正好为4MQ0此时的电压测量灵敏度为4KQ/V。显然，如果在250V与1000V相邻档问串联R*,（如上图中虚线所示）同样可以获得满偏为i000V的测量范围，且测量灵敏度也高。但是（1） 此时计算出的R*应为7.5MQ,通常高值电阻的精度较低，印刷电路的基板绝缘对其影响较大。该电阻二端要降去750V电压，对普通小型
8、电阻器难以接受。而采用现在的电路，则可避免上述弊病。3、交流电压的测量线路（ACV）（交流定义：方向随时间有规则变化）从图中可见，线路中引入了Di和D2对正弦电压进行整流。当被测电压在正半周时，D2导通，产生的电流推动表头偏转；当被测电压在负半周D1导通，产生的电流流回“*”端。对表头电路而言，D2构成的仅是半波整流（半波整流后的直流电压平均值仅为实测电压有效值的0.45倍，流过表头电路的平均电流亦仅为实测电流有效值的0.45倍。又从前面直流1000V的测量线路借用交流测量分压电阻可知，交流测量时的电压灵敏度也为4KQ/V,即任一档满幅测量时的电流有效值应达250N,而流经表头电路的平均电流只
9、有（250X0.45）=112d,因此本测量电路的半波整流输出在表头分流电路的接入端改为C点，(即前面分析的R7与R8中间)，正好满足表头满偏112N的要求。4、电阻测量线路：注：电阻是无源器件，不可能为电表提供能量，为使测量时表头偏转，电表内必须内装电池。我们知道，万用表用于电阻测量时，表笔短接，表头满偏，表指针值为0；当接入被测电阻时，回路电流减小，表针偏转减小，指示值增加，被测电阻越大，回路电流越小，表针偏转越小，指示值越大。欧姆表中值电阻：MF-50型万用表表面Q刻度线中值为10;即档在X1档时指示此值为10Q;X10Q档时指示此值是100Q。余此类推。图中可见，在测量回路中串入了1.
10、5V电池，当测量端接入电阻，回路电流即可推动表头偏转。分析RX1KQ时的电路原理：图中开关所呈位置为RX1KQ状态，在“+”端间接入10K电阻，应使表针指示为中值，当短接此二端，应使表针满偏，显然此时测量线路的内阻与被测电阻相等，也为10K。由此可知，满偏时的电流值应为：1.5V/10K=150仙a在环形分流电阻中寻找合适的接入点，使其满足测量回路电流为150仙cBP可，在此接入状态下计算出表头电路等效内阻再串入R24，使其总电阻正好为10K即完成了RX1KQ档的设计。当In=150叱对，可求得RN=5KQ此时表头电路内阻为5KQ/(9KQ-5KQ)=2.23KQR24=10KQ-2.23KQ
11、=7.77KQ由下图可见，当转换开关置于RX100Q时，实际在X1K8量基础上再并联R22作为分流电阻而构成：据前分析，此时表的中心值电阻应为1KQ,相应测量表内阻也应为1KQ,短接测试时满偏电流值应为：1.5V/1K=1.5仙a根据分流原理，R22应分流掉1.35mA,则：R22=10KX150叱a/1350叱=似寸冰10Q与RX1Q档，计算方法类似。在RX10K档时，中值电阻应为100K,电阻测量线路内阻也为100K。为使表头达到满偏，原来的1.5V电压显然不够，本表采用15V电池（迭成电池）串入R23并利用XIK档的环型分流电阻接入端，可满足此档要求。遇到的问题1. 直流电流测量时如何改
12、变电流测量范围？在表头并联一个适当的电阻进行分流，扩展电流量程。改变分流电阻对的阻值，就能改变电流量程范围。2. 直流电压测量时如何改变电压测量范围？在表头上串联一个适当的电阻进行降压，扩展电压量程。改变倍增电阻的阻值，就能改变电压的测量范围。3交流电压测量时如何改变电压测量范围？因为表头是直流表，所以测量交流时，需加一个并、串式半波整流电路，将交流进行整流变成直流后再通过表头，这样就可以直流电流的大小来测量交流电压。扩X交流电压量程的方法与直流电压量程相似。. word.zl-4.测电阻时如何改变电阻值的测量范围?在表头上并联和串联适当的电阻，同时用接一节电池，使电流通过被测电阻，根据电流的
13、大小，就可测量出电阻值。改变分流电阻的阻值，就能改变电阻的量程。MF-50万用表装调与校验MF-50型万用表电原理图MF-50型万用表的印版土和元器件装配图及引线走向明细图1号(80mm),引线接至表壳“2.5A”测试接线桩；2号、3号(45mm),引线接至调零电位器W1两端；4号(50mm),引线接至表壳“100V测试接线桩；5号，此点不用引线，可直接由表头(+)极线接至此；6号(130mm),引线接至表壳测试公共端“*”接线桩，同时将表头()极接至“*”端，晶体管测试端的PNP(e),NPN(c)也接至“*”端；7号(150mm),引线接至表壳“+”测试接线桩，同时将1.5V电池座(一)极
14、也接至“+”端;8号(90mm),引线接至调零电位器W1中心端；9号(110mm),引线接至15V电池座(+)极；10号(90mm),引线接至1.5V电池座(+)极。三万用表的装配1、清点配套元器件数量并按序标识电阻(1)电阻(21个)：R0.3Q(已装)，R22.7Q,Rs27Q,R270Q,R52.7KQ,R61.1KQ,Ry500Q,R880OQ,R92MQ,400X0,R1175KQ,R1223.8KQ,R1343.2KQ(已装)，R436.5KQ,R15160KQ,R16800KQ,R73MQ,R1820.5KQ,R1986.6KQ,R209.1Q,R21100Q,R221.1KQ,
15、R2388KQ,R247.78K。(2)W2620Q(3厂极管IN40074只(4)电容1只(5)线路板1块(6)电刷1只(7次他零件导线若干，内齿垫圈1只(黑色)，M4螺母1只，M2.5螺钉2只，M3自攻螺丝3只2、表头电流灵敏度测试(1)测试原理：两电流表串联，其电流相等。(2)试方法：将校准仪功能开关置DCI,量程选择100小梢。用螺丝刀调整表头机械零点；用校准仪输出红鳄鱼夹接表头红线，黑鳄鱼夹接表头黑线。接通电源开关，“/外”控开关置外控，调节外控盒“粗、中、细”调电位器，使被测电表满度，此时，校准仪读数即为被测表头灵敏度，一般为83小液右，如过分偏离则表头不能用。(3)ffl试结果：万用表表头电流灵敏度为81即do(4注意事项：校准仪输出为恒流源，当外接开路时，会出现超载报警，应排除故障后，按“复位”继续调试。3. .印刷版的安装(1)照上页图，用三根合适长度的硬导线将印版上应连接的点连起来。
