500型万用表设计原理一本通课件.ppt

1、机电实践班 2010本章节基本问题：1、万用表的公共部分？2、多量程电压表的结构？3、多量程电流表的结构？4、交流电压测量原理？5、电阻测量原理及等效简易结构？6、使用万用表注意事项？1、万用表的公共部分？2、多量程电压表的结构？3、多量程电流表的结构？公用部分：电流表头。内阻为Rg、满偏电流为Ig；指针的偏转角度与流过的电流大小成正比。表头与多个电阻串联而成。表头与多个电阻串联的支路并联而成。（表头与电阻并联）4、交流电压测量原理？5、电阻测量原理及等效的简易结构？利用有单向导电性的二极管，对交流电进行单向测量电压值。表头与表内的电池及调零电阻、被测电阻RX构成一个闭合电路的方法，利用RX不

2、同电路中的电流不同实现测量。6、使用万用表注意、使用万用表注意事项？事项？（1）测量前应注意什么？）测量前应注意什么？（2）如何防止测量中表的指针反向偏转？）如何防止测量中表的指针反向偏转？（3）测量电压、电流时应注意什么？）测量电压、电流时应注意什么？（4）测量电阻时应注意什么？）测量电阻时应注意什么？（5）测量结束后应注意什么？）测量结束后应注意什么？表头指针是否零位；选好测量表头指针是否零位；选好测量项目、量程。项目、量程。将红黑表笔插入对应的将红黑表笔插入对应的“”、“”端。端。要注意电表表笔在电路中的要注意电表表笔在电路中的串、并联。串、并联。断开电路、欧姆调零；每次换挡，断开电路、

3、欧姆调零；每次换挡，要重新调零。要重新调零。将转换开关拨到最高交流电压挡或关的位置。将转换开关拨到最高交流电压挡或关的位置。500型万用表电路图1.直流电流表档的设计直流电流表档的设计 微安表的量程微安表的量程Ie=40uA，内阻，内阻Rg=2.5K。因表头还与。因表头还与R7、R8串联，顾实际内阻串联，顾实际内阻Rg=Rg+R7+R8其中，其中，R7=1K，R8是供调是供调整用的具有两个独立滑臂的整用的具有两个独立滑臂的可变电阻。若按可变电阻。若按R8=0.25 K计算，则计算，则Rg=3.75 K。在微安表上并联分流电阻，可以扩展电流量程。在微安表上并联分流电阻，可以扩展电流量程。500-

4、F型的直流电流测量电型的直流电流测量电路如图，路如图，R1R4为分流量程电阻。五个电流档量程为分流量程电阻。五个电流档量程Im1Im5分别为分别为500mA，100mA，10mA，1mA和和50uA。实际上将实际上将R5R6分成分成R5和和R6两个电阻，并取两个电阻，并取R5=2.25k，R6=12k。这样做的目。这样做的目的是为设计的是为设计2500V交流档提供方便。交流档提供方便。分流电阻分流电阻R1R6与与Rg并联，还可构成并联，还可构成50uA电流档。电流档。因为表头的满度压降为因为表头的满度压降为：VRIUggg1 . 0105 . 2104036VRIUggg15. 01075.

5、3104036而所以分流电阻的总阻值kIIsURgg1510)4050(15. 0661IkIRIkRkIIRggg/75.18)75. 315()(VRRIgg75. 010)1575. 3(1040)(3661由5 . 15 . 0/75. 0/75. 011MIR得到,5 . 71 . 0/75. 0/75. 0221MIR61212RRR,7501. 0/75. 0/75. 0331MIR5 .6721313RRR,750001. 0/75. 0/75. 0441MIR67531414RRRkRRR25.14416165kkkkRRRgg31575.31575.3/61 在微安表上串联

6、分压电阻（亦称作倍压电阻），可以扩展其电压量程，见下图。六个电压档量程分别是2.5V、10V、50V、250V、500V和2500V.各电压档均是在50uA直流电流档的基础上设计的。因此，得到的新表头内阻为:2.直流电压档的设计直流电压档的设计直流电压测量电路直流电压测量电路电压灵敏度为满度压降其量程,15. 0,50VVVAIgggVkIRIRURSggggggv/201050116并且两个电阻该档的分压电阻亦分成档在,10, 915 . 2RR，VUM档在VUM101kIUURgMM15010505 . 21061211档在VUM503kIUURgMM8001050105062312kIU

7、URRggM47105015. 05 . 26 1109kRkR1 .109 .36109；实取直流电压测量电路直流电压测量电路MRRIURggM10102501075.151040250010250)(63666616档在VUM2504MIUURRgMM41050502501443413。VRMRMR档的降压电阻兼作实取500,3,1131413档在VUM50034515gMMIUURM510502505006。A，VUM见图此时电流表量程变成档在25025006电阻的阻值其目的是降低该档降压。，D。）CP（D，防止将表头反向击穿路它可为反向电压提供通保护作用并在输入端起另一只二极管作半波整

8、流体二极管测交流电压时是用半导由图可以看出12112./4(250Vk），A，电压灵敏度降为指交流电流的有效值表头改为在交流电压档。VM，RRV，VU。M档也是合适的对于取可以验证档公用电阻它与直流档在16165250010250025003.交流电压档的设计交流电压档的设计交流电压测量电路交流电压测量电路166151010250102500250RMAUUMM档在VUM5004AUURMM2503413610250250500M1档在150VUMAUURRMM250121110k1601025010506.150,1 .101110kRkR实取档在VUM2503AUURMM250231261

9、025050250K800交流电压测量电路交流电压测量电路档在110VUMkURM40102501010250661。A（kkR表头的内阻来共同分担有效值与向电阻阻值由整流二极管的正其余实取)2501 . 3,9 .369）R。（，A，）A来补偿略有偏差时可微调如图所示联分流电阻表头上再并只需在电流表有效值为得到350(250的有效值才能满度。要通过电流表，就意味着压时若使用效值电流。在测交流电的有电流，需要平均值一半。要使表头通过电流平均值的以后表头反映的是交流应当指出，经半波整流AAmA）mA1115022. 2(1交流电压测量电路交流电压测量电路,77. 0112krCP的正向电阻取，V

10、U，M档在前面己算出110,9 .36409kRkR。现选需要的降压电阻krRR33. 277. 09 .36409故,350 kRAg电表内阻，kR后串联25.218,.25. 5xRk还应再并上电阻变成.33.225.5/kkRx使,18.4kRx由此算出即可满足要求。调至因此将取和也分为两部分实际上kRkRRR28. 0,9 . 3,R817817x注意注意： 前面提到可变电阻前面提到可变电阻R8具有两个滑臂，在设计直具有两个滑臂，在设计直流电路和交流电路中曾两流电路和交流电路中曾两次谈到调整次谈到调整R8的问题，实的问题，实际指各调一个滑臂位置，际指各调一个滑臂位置，二者互不干扰，这就

11、给校二者互不干扰，这就给校正万用表带来不少方便。正万用表带来不少方便。各档欧姆中心值R o分别为：10， 100， 1k， 10k， 100k，测电阻共分五档：R*1，R*10，R*100，R*1k，R*10k档电阻档的设计较复杂，由图可见，它是在50 uA直流电流档的基础上改装而成。4.4.电阻档的设计电阻档的设计电阻测量电路电阻测量电路 前四档由一节前四档由一节1.5V的电池供电，的电池供电，R*10k档由档由9V叠层电池供电。叠层电池供电。 通常认为，通常认为，1.5V干电池在正常放电过干电池在正常放电过程中的平均内阻程中的平均内阻r=0.6，所以在，所以在R*1档取档取R23=9.4，

12、使得，使得R23+r=10，恰为该档，恰为该档欧姆中心值。欧姆中心值。 考虑到新电池的电压可达考虑到新电池的电压可达1.56V，而，而使用过程愈久，电池电压愈降低。为保使用过程愈久，电池电压愈降低。为保证降低到证降低到1.5V时时R*1档也能调到零点（满档也能调到零点（满度），需加欧姆调零电位器度），需加欧姆调零电位器R21，其阻值，其阻值为为1.9k，因，因R*1档调零时电流最大，档调零时电流最大，1.5V/10=150mA，故只要该档能调至，故只要该档能调至零点，其余电阻档（不包括零点，其余电阻档（不包括R*10k档）肯档）肯定能够调零。定能够调零。电阻测量电路电阻测量电路 下面以RX1k

13、档为例，检验其设计是否符合要求，单元电路见图。该档欧姆中心值Ro=10k,可忽略1.5V电池内阻。从A，B端看进去，设与R26相并联的等效电阻为R，则有：Ro=R26/R=33k/R=10k.k.从中解得,R314R*1K档电路档电路：，bdkRbc就有两点向里看进去那么再从,1 ,9 . 0R两部分,R和R看作R把abbcab21k并设调零电位器kkkkkkRRRRRRabbcgdb70. 2)9 . 03 . 4/()16 . 13()/()(2220。kRR，Rdb符合设计要求显然,3 .1419 。V，kR。，1500910叠层电池的平均内阻取一般内阻档时就考虑叠层电池的但在设计同学可

14、自行推导其余电阻档的设计原理 .115101 k，VkR平均内阻可取叠层电池档采用有的万用表注：R*1K档电路档电路5.5.电平测量原理电平测量原理 一些万用表上专绘有电平刻度尺.因为我国通信线路采用特性阻抗为600的架空明线,并且通信终端设备及测量仪表的输入、输出阻抗均是按600设计的，所以万用表的电平刻度是利用10V档并按照600负载特性而绘制成的。零电平表示在600阻抗上产生1mW的电功率，它所对应的电压为0.775V。电平的测量与测交流电压的原理相同。 使用其它交流电压档测电平，可以扩展测量范围，但读数应按表2.1进行修正。需要注意的是，万用表只适宜测音频电平。万用表的电平刻度是按照6

15、00的负载而设计的，若被测电路负载Z600，则应根据式 实际分贝值=万用表dB读数+10lg600/Z对分贝读数加以修正。式中，10lg600/Z即为修正值。当Z600时，修正值为负。 输出电平的修正值为输出电平的修正值为：dBZ7 .1516600lg10600lg100输入电平的修正值为输入电平的修正值为：dBZI2 . 95000600lg10600lg10上述计算必须借助于对数表或计算器才能完成，使用很不方便。 利用分贝修正曲线，可以迅速准确地查明对应于不同负载时的修正值。图中被斜线划分成两个区域：左下区和右上区。左下区在Z=0600时修正值为正，600 1K为负。右上区则对应于Z=1

16、K1000k时的修正值，因Z均大于600，故修正值恒为负值。 举例说明：某放大器的输出阻抗Zo=16,输入阻抗Zi=5k,分别计算修正值如下： 对 上 述 例 子 中Z1=16的情况，先从左下区的横坐标上查到16，再往上引垂线与曲线相交，交点的纵坐标即修正值为+ 1 5 . 7 d B 。 对 于Z0=5k的例子，需查右上区，用同样的方法查的修正值为-9.2dB.练习练习例题图2-21表示一万用表的直流电压部分，它有五个量程，分别是U1=2.5V, U2=10V, U3=50V, U4=250V, U5=500V,表头参数Rg=3K，Ig=50A,求各分压电阻。返回返回解：用欧姆定律求各分压电

17、阻为：MIUURMIUURKIUURKIUURKIIRURggggggg5;4;800150;4745534423312211小结小结1、电阻测量原理及等效的简易结构？表头与表内的电池及调零电阻、被测电阻RX构成一个闭合电路的方法，利用RX不同电路中的电流不同实现测量。2、测量前应注意表头指针是否零位；选好测量项目、量程。表头指针是否零位；选好测量项目、量程。3、测量电压、电流时应注意要注意串、并联要注意串、并联；测量电阻时应注意断开电路、欧姆调零；每次换挡，要重新调零断开电路、欧姆调零；每次换挡，要重新调零；4、测量结束后应注意转换开关拨到最高交流电压挡或关的位转换开关拨到最高交流电压挡或关的位置置。谢谢！