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萬用表的原理及結(jié)構(gòu)
[ 2013/10/28 15:27:19 ] [轉(zhuǎn)載請注明來源:就是要儀器網(wǎng)]
多用表(multimeter)又稱為萬用表、復(fù)用表、三用表、繁用表等,是電力電子等部門不可缺少的測量儀表,一般以測量電壓、電流和電阻為主要目的。多用表按顯示方式分為指針多用表和數(shù)字多用表。是一種多功能、多量程的測量儀表,一般多用表可測量直流電流、直流電壓、交流電流、交流電壓、電阻和音頻電平等,有的還可以測交流電流、電容量、電感量及半導(dǎo)體的一些參數(shù)(如β)等。
多用表不僅可以用來測量被測量物體的電阻,交、直流電壓還可以測 
多用表(圖1) 

  多用表(圖1)

量直流電壓。甚至有的多用表還可以測量晶體管的主要參數(shù)以及電容器的電容量等。充分熟練掌握萬用表的使用方法是電子技術(shù)的最基本技能之一。常見的多用表有指針式萬用表和數(shù)字式萬用表。指針式多用表是一表頭為核心部件的多功能測量儀表,測量值由表頭指針指示讀取。數(shù)字式多用表的測量值由液晶顯示屏直接以數(shù)字的形式顯示,讀取方便,有些還帶有語音提示功能。多用表是公用一個表頭,集電壓表、電流表和歐姆表于一體的儀表。
多用表的直流電流檔是多量程的直流電流表。表頭并聯(lián)閉路式分壓電阻即可擴大其電流量程。多用表的直流電壓檔是多量程的直流電壓表。表頭串聯(lián)分壓電阻即可擴大其電壓量程。分壓電阻不同,相應(yīng)的量程也不同。多用表的表頭為磁電系測量機構(gòu),它只能通過直流,利用二極管將交流變?yōu)橹绷?,從而實現(xiàn)交流電的測量。[1]
最上面(第一排刻度)是測量“電阻”的。(左邊是∞,右邊是0,刻度不均勻)
第二排,是測量“直流電壓、直流電流、交流電流”的。(左邊是0,右邊是250或50或10,刻度均勻)
第三排,是測量“交流電壓”的。(左邊是0,右邊是2.5,刻度不均勻)
精度,要看選擇的“檔位”,如“指針恰指在正中央”:
測電阻“R×100”檔,就表示“1500Ω”
測交直流電流“100”檔,就表示“50mA”
測直流電壓“250”檔,就表示“125V”
測交流電壓“250”檔,就表示約“162.5V”
測電阻時,與電路斷開。
測電流、電壓時,不要超過量程。
使用結(jié)束,置于“交流電壓最高檔”。
要結(jié)構(gòu)
萬用表由表頭、測量電路及轉(zhuǎn)換開關(guān)等三個主要部分組成。

表頭

它是一只高靈敏度的磁電式直流電流表,萬用表的主要性能指標(biāo)基本上取決于表頭的性能。表頭的靈敏度是指表頭指針滿刻度偏轉(zhuǎn)時流過表頭的直流電流值,這個值越小,表頭的靈敏度愈高。測電壓時的內(nèi)阻越大,其性能就越好。表頭上有四條刻度線,它們的功能如下:第一條(從上到下)標(biāo)有R或Ω,指示的是電阻值,轉(zhuǎn)換開關(guān)在歐姆擋時,即讀此條刻度線。第二條標(biāo)有∽和VA,指示的是交、直流電壓和直流電流值,當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)在交、直流電壓或直流電流擋,量程在除交流10V以外的其它位置時,即讀此條刻度線。第三條標(biāo)有10V,指示的是10V的交流電壓值,當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)在交、直流電壓擋,量程在交流10V時,即讀此條刻度線。第四條標(biāo)有dB,指示的是音頻電平。

測量線路

測量線路是用來把各種被測量轉(zhuǎn)換到適合表頭測量的微小直流電流的電路,它由電阻、半導(dǎo)體元件及電池組成
它能將各種不同的被測量(如電流、電壓、電阻等)、不同的量程,經(jīng)過一系列的處理(如整流、分流、分壓等)統(tǒng)一變成一定量限的微小直流電流送入表頭進行測量。

轉(zhuǎn)換開關(guān)

其作用是用來選擇各種不同的測量線路,以滿足不同種類和不同量程的測量要求。轉(zhuǎn)換開關(guān)一般有兩個,分別標(biāo)有不同的檔位和量程。

3工作原理

多用表的基本原理是利用一只靈敏的磁電式直流電流表(微安表)做表頭。當(dāng)微小電流通過表頭,就會有電流指示。但表頭不能通過大電流,所以,必須在表頭上并聯(lián)與串聯(lián)一些電阻進行分流或降壓,從而測出電路中的電流、電壓和電阻。

4符號含義

1、∽ 表示交直流;
2、V-2.5KV 4000Ω/V 表示對于交流電壓及2.5KV的直流電壓擋,其靈敏度為4000Ω/V;
3、A-V-Ω 表示可測量電流、電壓及電阻;
4、45-65-1000Hz 表示使用頻率范圍為1000 Hz以下,標(biāo)準(zhǔn)工頻范圍為45-65Hz;
5、2000Ω/V DC 表示直流擋的靈敏度為2000Ω/V;
鉗表和搖表盤上的符號與上述符號相似。
安全事項

使用注意

1、熟悉表盤上各符號的意義及各個旋鈕和選擇開關(guān)的主要作用。
2、進行機械調(diào)零。
3、根據(jù)被測量的種類及大小,選擇轉(zhuǎn)換開關(guān)的擋位及量程,找出對應(yīng)的刻度線。
4、選擇表筆插孔的位置。
5、測量電壓:測量電壓(或電流)時要選擇好量程,如果用小量程去測量大電壓,則會有燒表的危險;如果用大量程去測量小電壓,那么指針偏轉(zhuǎn)太小,無法讀數(shù)。量程的選擇應(yīng)盡量使指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的2/3左右。如果事先不清楚被測電壓的大小時,應(yīng)先選擇最高量程擋,然后逐漸減小到合適的量程。
交流電壓的測量:將萬用表的一個轉(zhuǎn)換開關(guān)置于交、直流電壓擋,另一個轉(zhuǎn)換開關(guān)置于交流電壓的合適量程上,萬用表兩表筆和被測電路或負載并聯(lián)即可。
直流電壓的測量:將萬用表的一個轉(zhuǎn)換開關(guān)置于交、直流電壓擋,另一個轉(zhuǎn)換開關(guān)置于直流電壓的合適量程上,且“+”表筆(紅表筆)接到高電位處,“-”表筆(黑表筆)接到低電位處,即讓電流從“+”表筆流入,從“-”表筆流出。若表筆接反,表頭指針會反方向偏轉(zhuǎn),容易撞彎指針。
6、測電流:測量直流電流時,將萬用表的一個轉(zhuǎn)換開關(guān)置于直流電流擋,另一個轉(zhuǎn)換開關(guān)置于50uA到500mA的合適量程上,電流的量程選擇和讀數(shù)方法與電壓一樣。測量時必須先斷開電路,然后按照電流從“+”到“-”的方向,將萬用表串聯(lián)到被測電路中,即電流從紅表筆流入,從黑表筆流出。如果誤將萬用表與負載并聯(lián),則因表頭的內(nèi)阻很小,會造成短路燒毀儀表。其讀數(shù)方法如下:
實際值=指示值×量程/滿偏
7、測電阻:用萬用表測量電阻時,應(yīng)按下列方法*作:
選擇合適的倍率擋。萬用表歐姆擋的刻度線是不均勻的,所以倍率擋的選擇應(yīng)使指針停留在刻度線較稀的部分為宜,且指針越接近刻度尺的中間,讀數(shù)越準(zhǔn)確。一般情況下,應(yīng)使指針指在刻度尺的1/3~2/3間。
歐姆調(diào)零。測量電阻之前,應(yīng)將2個表筆短接,同時調(diào)節(jié)“歐姆(電氣)調(diào)零旋鈕”,使指針剛好指在歐姆刻度線右邊的零位。如果指針不能調(diào)到零位,說明電池電壓不足或儀表內(nèi)部有問題。并且每換一次倍率擋,都要再次進行歐姆調(diào)零,以保證測量準(zhǔn)確。
讀數(shù):表頭的讀數(shù)乘以倍率,就是所測電阻的電阻值。
8、注意事項
1)在測電流、電壓時,不能帶電換量程
2)選擇量程時,要先選大的,后選小的,盡量使被測值接近于量程
3)測電阻時,不能帶電測量。因為測量電阻時,萬用表由內(nèi)部電池供電,如果帶電測量則相當(dāng)于接入一個額外的電源,可能損壞表頭。
4)用畢,應(yīng)使轉(zhuǎn)換開關(guān)在交流電壓最大擋位或空擋上。

注意事項

1、在使用多用表之前,應(yīng)先進行“機械調(diào)零”,即在沒有被測電量時,使萬用表指針指在零電壓或零電流的位置上。
2、在使用多用表過程中,不能用手去接觸表筆的金屬部分,這樣一方面可以保證測量的準(zhǔn)確,另一方面也可以保證人身安全。
3、在測量某一電量時,不能在測量的同時換檔,尤其是在測量高電壓或大電流時 ,更應(yīng)注意。否則,會使萬用表毀壞。如需換擋,應(yīng)先斷開表筆,換擋后再去測量。
4、多用表在使用時,必須水平放置,以免造成誤差。同時,還要注意到避免外界磁場對萬用表的影響。
5、多用表使用完畢,應(yīng)將轉(zhuǎn)換開關(guān)置于交流電壓的最大擋。如果長期不使用,還應(yīng)將萬用表內(nèi)部的電池取出來,以免電池腐蝕表內(nèi)其它器件。

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