電工儀表與電氣測量 第四章 指針式萬用表

1、 常用的萬用表有指針式萬用表和數(shù)字式萬用表。 指針式萬用表指針式萬用表又稱為模擬式萬用表模擬式萬用表，它能把被測的各種電量都轉換成儀表指針的偏轉角。 數(shù)字式萬用表數(shù)字式萬用表則是把被測的各種電量先轉換成數(shù)字量，最終以數(shù)字形式顯示出測量結果。指針式萬用表及其內(nèi)部結構指針式萬用表及其內(nèi)部結構4-1指針式萬用表的基本組成指針式萬用表的基本組成4-2指針式萬用表的工作原理指針式萬用表的工作原理4-3指針式萬用表的使用指針式萬用表的使用返 回 目 錄返 回 目 錄 萬用表萬用表是一種可以測量多種電量，具有多種量程的便攜式儀表。 一般情況下，萬用表主要用來測量直流電流、交直流電壓和電阻。有的萬用表還能測量

2、交流電流、電感、電容、晶體三極管的hFE值等。 4-1 指針式萬用表的基本組成指針式萬用表的基本組成1掌握指針式萬用表的組成結構。2掌握指針式萬用表各部分的作用。指指針針式式萬萬用用表表測量機構測量機構轉換開關轉換開關測量線路測量線路一、測量機構（俗稱一、測量機構（俗稱“表頭表頭”） 作用：把過渡電量轉換為儀表指針的機械偏轉角。 萬用表的測量機構通常采用磁電系直流微安表，其滿刻度電流為幾微安到幾百微安。 萬用表的靈敏度通常用電壓靈敏度（V）來表示。 二、測量線路二、測量線路 作用：是把各種不同的被測電量（如電流、電壓、電阻等）轉換為磁電系測量機構所能測量的微小直流電流（即過渡電量）。 元器件：

3、主要包括分流電阻、分壓電阻、整流二極管、電容器等。 三、轉換開關三、轉換開關 作用：是把測量線路轉換為所需要的測量種類和量程。 一般都采用多層多刀多擲開關。刀刀擲擲刀刀萬用表轉換開關萬用表轉換開關 本節(jié)小結本節(jié)小結 1指針式萬用表又稱為模擬式萬用表，它能把被測的各種電量都轉換成儀表指針的偏轉角。 2指針式萬用表一般都由測量機構、測量線路和轉換開關三部分組成。 3萬用表的測量機構通常采用磁電系直流微安表。萬用表的靈敏度通常用電壓靈敏度來表示。 4測量線路的作用是把各種不同的被測電量轉換為磁電系測量機構所能測量的微小直流電流。轉換開關的作用是把測量線路轉換為所需要的測量種類和量程。返 回 目 錄返

4、 回 目 錄4-2 指針式萬用表的工作原理指針式萬用表的工作原理1掌握指針式萬用表測量直流電流的基本原理。2掌握指針式萬用表測量直流電壓的基本原理。3掌握指針式萬用表測量交流電壓的基本原理。4掌握指針式萬用表測量電阻的基本原理。指針式萬用表原理圖指針式萬用表原理圖 指針式式萬用表的工作原理是建立在歐姆定律和電阻歐姆定律和電阻串并聯(lián)串并聯(lián)的基礎之上的。一、直流電流測量電路一、直流電流測量電路 實質(zhì)上是一個多量程直流電流表。 通常采用閉路式分流電路。測量直流電流的原理圖測量直流電流的原理圖閉路式分流電路的優(yōu)缺點 優(yōu)點：轉換開關接觸不良不會影響準確度，保證不會燒壞測量機構。 缺點：各個量程之間相互影

5、響，計算分流電阻較復雜。直流電流測量電路是基礎擋直流電流測量電路是基礎擋直流電流測量電路直流電流測量電路直直流流電電壓壓測測量量電電路路交交流流電電壓壓測測量量電電路路電電阻阻測測量量電電路路二、直流電壓測量電路二、直流電壓測量電路 實質(zhì)上是一只多量程直流電壓表。 萬用表的直流電壓測量電路實際上是在直流電流測量電路的基礎上擴展而成。測量直流電壓的原理圖測量直流電壓的原理圖三、交流電壓的測量原理三、交流電壓的測量原理 交流電壓擋也是在直流電流擋的基礎上擴展而成的。 測量交流電壓的原理電路測量交流電壓的原理電路 由磁電系測量機構和整流裝置組成的儀表稱為整整流系儀表流系儀表。萬用表的交流電壓測量電路

6、就是在整流系儀表的基礎上串聯(lián)分壓電阻而成的。 二極管VD1叫做整流二極管整流二極管，作用是將交流電整流后變成直流電流后再送到測量機構進行測量。 二極管VD2則叫做保護二極管保護二極管，作用是當交流電負半周到來時，VD2將導通，導通后的二極管兩端電壓保持在0.7V（硅管），從而保護整流二極管VD1不被反向擊穿。 萬用表交流電壓的刻度都是直接以交流電有效以交流電有效值進行標度值進行標度的。 量程的改變，可通過轉動轉換開關，分別用不同的分壓電阻來實現(xiàn)。四、電阻測量原理四、電阻測量原理1測量電阻基本原理測量電阻基本原理,10()XPXZEEIRRRRRR 上式中，RX為被測電阻，R0為表頭等效電阻，R

7、P為歐姆調(diào)零電阻，E為電池電動勢，RZ為歐姆表內(nèi)總電阻。 電阻測量電路的原理電阻測量電路的原理 可見，萬用表測電阻的實質(zhì)是測電流。 由于表頭電流與被測電阻之間成反比關系，因此它的標尺刻度是不均勻的，而且是與電流表的刻度反向的。萬用表的歐姆刻度尺萬用表的歐姆刻度尺2歐姆量程的擴大歐姆量程的擴大 理論上講，上述歐姆表可以測量0之間任意阻值的電阻。但實際上由于歐姆刻度很不均勻，所以它的有效使用范圍一般只在0.110倍歐姆中心值的刻度范圍內(nèi)，超出該范圍測量將會引起很大的誤差。 為了使歐姆表能在較大范圍內(nèi)對被測電阻進行較準確的測量，萬用表歐姆擋都做成多量程的。同時為了能共用一條標度尺，以便于讀數(shù)，一般都

8、以Rl擋為基礎，按10的倍數(shù)來擴大量程。這樣，各量程的歐姆中心值就應是10的倍數(shù)。 擴大歐姆表量程的常用措施： （1）保持電池電壓不變，改變分流電阻值。）保持電池電壓不變，改變分流電阻值。 一般萬用表中R1R1k擋都采用這種方 法擴大量程。 （2）提高電池電壓。）提高電池電壓。 通常萬用表中R10k擋都采用這種方法來擴大量程。 改變分流電阻值改變分流電阻值 提高電池電壓提高電池電壓 擴大歐姆表量程的措施擴大歐姆表量程的措施五、萬用表常用保護措施五、萬用表常用保護措施 1. 為防止表頭的燒毀，有的萬用表的表頭兩端并聯(lián)有正、反向硅二極管，保護表頭不致因電流過載而損壞。 2. 為防止萬用表在瞬間被燒

9、毀，有的萬用表在表內(nèi)輸入端串聯(lián)一只0.5A的熔斷器。 萬用表電路中共有6個擋位，你能看出圖中的哪個擋是測量直流電流的？哪個擋是測量直流電壓的？哪個擋是測量電阻的？萬用表基本電路萬用表基本電路本節(jié)小結本節(jié)小結 1指針式萬用表的工作原理是建立在電阻串并聯(lián)和歐姆定律的基礎之上的。 2萬用表測量直流電流的電路實際上就是一個多量程的直流電流表，基本上都采用閉路式分流電路。 3萬用表的直流電壓測量電路實際上是一個多量程直流電壓表，基本上采用共用式分壓電路。 4萬用表測量電阻的實質(zhì)是測量電流。 5理論上講，歐姆表可以測量0之間任意阻值的電阻。實際上它的有效使用范圍一般只在0.110倍歐姆中心值的刻度范圍內(nèi)，

10、超出該范圍測量將會引起很大的誤差。 6歐姆表量程的擴大實際上是通過改變歐姆中心值來實現(xiàn)的，具體措施有：（1）保持電池電壓不變，改變分流電阻值；（2）提高電池電壓。返 回 目 錄返 回 目 錄4-3 指針式萬用表的使用指針式萬用表的使用 1掌握指針式萬用表的使用方法。 2初步掌握用指針式萬用表測量各種電量的方法。 3初步掌握用指針式萬用表檢測常用電子元器件好壞的方法。一、一、MF47型指針式萬用表簡介型指針式萬用表簡介 MF47型萬用表具有多功能、多用途、多重保護等優(yōu)點。針對各類用戶的特點，對功能進行了優(yōu)化組合，方便了用戶使用，降低了用戶的使用成本，提高了性價比。 二、指針式萬用表的使用方法二、

11、指針式萬用表的使用方法1使用之前要調(diào)零。使用之前要調(diào)零。 2正確接線。正確接線。3正確選擇測量擋位。正確選擇測量擋位。4正確讀數(shù)。正確讀數(shù)。5注意操作安全。注意操作安全。 嚴禁在被測電阻帶電的情況下用歐姆擋去測量電阻。否則，外加電壓極易造成萬用表的損壞。用指針式萬用表測量各種電量用指針式萬用表測量各種電量 1用萬用表測量直流電流用萬用表測量直流電流 先將萬用表量程轉換開關撥到直流電流適當?shù)牧砍蹋t表筆插入“”插孔，黑表筆插入“”插孔。然后將兩表筆串聯(lián)接入被測電路，同時使紅表筆接高電位端，黑表筆接低電位端，保證電流從紅表筆流入，從黑表筆流出。 用萬用表測量直流電流用萬用表測量直流電流 所謂的合適

12、電流量程合適電流量程是指萬用表指針指在刻度盤的靠右一側。因為這時測量的準確度較高。 如果事先不知道被測電流的大概數(shù)值，可以先用最大電流量程試測一下，然后根據(jù)指針的偏轉情況，逐步減小電流量程。 上述情況同樣適用于電壓測量中選擇萬用表合適的電壓量程，但不適用于萬用表測量電阻時選擇電阻量程。2用萬用表測量直流電壓用萬用表測量直流電壓 將萬用表量程轉換開關撥到直流電壓適當?shù)牧砍?，紅表筆插入“”插孔，黑表筆插入“”插孔。然后將兩表筆并聯(lián)接入被測電路兩端，注意使紅表筆接高電位端，黑表筆接低電位端。 用萬用表測量電池電壓用萬用表測量電池電壓 3用萬用表測量交流電壓用萬用表測量交流電壓 先將萬用表量程轉換開關

13、撥到交流電壓適當?shù)牧砍?，紅表筆插入“”插孔，黑表筆插入“”插孔。然后將兩表筆并聯(lián)接入被測電路兩端，就能測量出被測電路兩端的電壓。 注意：注意：測交流電壓時，可不必考慮兩表筆是接火線還是接零線。 用萬用表測量交流電壓用萬用表測量交流電壓 4用萬用表測量電阻用萬用表測量電阻 檢測前，首先要選擇合適的電阻擋位。選用合適的擋位就是要使萬用表的指針指在儀表的中央位置附近。 選定測量擋位后，還要對萬用表進行歐姆調(diào)零：將兩表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕使指針指向歐姆零刻度。 然后將萬用表兩表筆分別與被測電阻兩端連接，表針就指示出被測阻值。 萬用表歐姆調(diào)零萬用表歐姆調(diào)零 進行歐姆調(diào)零時，如果出現(xiàn)兩表筆短路后，無論

14、怎樣調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，指針都指不到歐姆零位，很有可能是表內(nèi)電池電壓下降過多造成的，只需要更換新的電池即可。測量電阻時的注意事項：測量電阻時的注意事項： （1）每轉換一次測量擋位，都要進行一次歐姆調(diào)零，否則將出現(xiàn)較大的測量誤差。 （2）測量電阻時不得用兩手同時接觸被測電阻兩端，以免帶來測量誤差。 （3）嚴禁在被測電阻帶電的情況下用歐姆擋測量電阻。否則，外加電壓極易造成萬用表的損壞。錯誤的測電阻姿勢錯誤的測電阻姿勢 萬用表測電阻萬用表測電阻 萬用表使用完畢，一定要將萬用表轉換開關置于交流電壓最高擋。 長期不使用的萬用表，一定要將表內(nèi)電池取出，否則，電池滲出液會腐蝕表內(nèi)印刷電路板，造成萬用表損壞。

15、萬用表用完應放在交流電壓最高擋萬用表用完應放在交流電壓最高擋 常用電子元器件的檢測常用電子元器件的檢測 1電容的測量電容的測量（1）測量原理）測量原理 利用電容器充電的動態(tài)過程，用萬用表電阻擋可以大致測量電容器的容量，并判斷其質(zhì)量好壞。 （2）檢測方法）檢測方法 測量時將萬用表置于電阻擋，通常選“R1k”或“R10k”擋。 1）對于容量大于5100pF的電容器，用萬用表的歐姆擋接觸電容器的兩引線，應能觀察到萬用表指針先向右擺動，再慢慢返回零位。 指針擺動越大，說明電容器容量越大，否則反之。 假如萬用表的表針停在距較遠的位置，表明電容器漏電嚴重，不能使用。 2）對于容量小于5100pF的電容器，

16、萬用表測量時，指針一般不動。這時可利用三極管的放大作用，進行測量。用萬用表測量小容量電容用萬用表測量小容量電容 測量電解電容器時，應該注意它的極性。測量時將萬用表黑表筆與電容器的正極相接，紅表筆與電容器負極相接，稱為電容器的正接。 每次測量前，應注意將電容器兩端短路放電完畢再進行測量。2電感的測量電感的測量 （1）測量原理）測量原理 利用電感器通直流的原理，用萬用表電阻擋可以大致測量電感線圈的好壞（通斷）。（2）檢測方法）檢測方法 將萬用表選在R1擋或R10擋，表筆接被測電感器的引出線。若表針指示電阻值為無窮大，則說明電感器斷路；若電阻值接近于零，則說明電感器正常。如果電阻值為零，一般說明電感

17、線圈已經(jīng)短路。萬用表測電感器萬用表測電感器3晶體二極管的測量晶體二極管的測量晶體二極管晶體二極管 符號及極性符號及極性 （1）測量原理）測量原理 晶體二極管的內(nèi)部主要是一個PN結，當外加正向電壓時，二極管導通呈低電阻；當外加電壓為反向時，二極管呈高電阻。因此可用萬用表的電阻擋判別二極管的極性及其質(zhì)量的好壞。（2）測量方法）測量方法 1）識別晶體二極管正負極 將萬用表置于“R1k”擋，兩表筆分別接到二極管的兩端。 如果測得的電阻值較小，則為二極管的正向電阻，這時與黑表筆（即表內(nèi)電池正極）相連接的是二極管正極，與紅表筆（即表內(nèi)電池負極）相連接的是二極管負極。檢測晶體二極管檢測晶體二極管 如果測得的

18、電阻值很大，則為二極管的反向電阻，這時與黑表筆相接的是二極管負極，與紅表筆相接的是二極管正極。檢測晶體二極管檢測晶體二極管 2）判斷二極管好壞 正常的二極管，其正、反向電阻的阻值應該相差很大，且反向電阻接近于無窮大。如果某二極管正、反向電阻值均為無窮大，說明該二極管內(nèi)部斷路損壞；如果正、反向電阻值均為0，說明該二極管已被擊穿短路；如果正、反向電阻值相差不大，說明二極管的質(zhì)量很差，也不宜使用。3）區(qū)別二極管是鍺管還是硅管 由于鍺二極管和硅二極管的正向管壓降不同，因此可以用萬用表測量二極管正向電阻的方法來區(qū)分鍺、硅二極管。 如果正向電阻阻值小于1k，則為鍺二極管。區(qū)別二極管材料區(qū)別二極管材料 區(qū)別二極管材料區(qū)別二極管材料 如果正向電阻阻值為15k，則為硅二極管。4晶體三極管的測量晶體三極管的測量 按所用半導體材料的不同，可分為鍺管和硅管。 按導電極性不同，可分為NPN型和PNP型。 常見晶體三極管常見晶體三極管 （1）測量原理）測量原理 晶體三極管的內(nèi)部有兩個PN結。 與二極管相似，三極管內(nèi)部的PN結同樣具有單向導電性，因此可以用萬用表電阻擋判別出三極管的基