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1、500型万用表设计原理,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、
2、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。,6、使用万用表注意事项？（1）测量前应注意什么？（2）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？（4）测量电阻时应注意什么？（5）测量结束后应注意什么？,表头指针是否零位；选好测量项目、量程。,将红黑表笔插入对应的“”、“”端。,要注意电表表笔在电路中的串、并联。,断开电路、欧姆调零；每次换挡，要重新调零。,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,微安表的量程Ie=40uA，内阻Rg=2.5K。因表头还与R7、R8串联，顾实际内阻Rg=Rg+R7+
3、R8其中，R7=1K，R8是供调整用的具有两个独立滑臂的可变电阻。若按R8=0.25 K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。500-F型的直流电流测量电路如图，R1R4为分流量程电阻。五个电流档量程Im1Im5分别为500mA，100mA，10mA，1mA和50uA。,实际上将R5R6分成R5和R6两个电阻，并取R5=2.25k，R6=12k。这样做的目的是为设计2500V交流档提供方便。分流电阻R1R6与Rg并联，还可构成50uA电流档。,因为表头的满度压降为：,所以分流电阻的总阻值,在微安表上串联分压电阻（亦称作倍压电阻），可以扩展其电压量程，见下图。六
4、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,直流电压测量电路,直流电压测量电路,3.交流电压档的设计,交流电压测量电路,交流电压测量电路,交流电压测量电路,注意： 前面提到可变电阻R8具有两个滑臂，在设计直流电路和交流电路中曾两次谈到调整R8的问题，实际指各调一个滑臂位置，二者互不干扰，这就给校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
5、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.电阻档的设计,电阻测量电路,前四档由一节1.5V的电池供电，R*10k档由9V叠层电池供电。 通常认为，1.5V干电池在正常放电过程中的平均内阻r=0.6，所以在R*1档取R23=9.4，使得R23+r=10，恰为该档欧姆中心值。 考虑到新电池的电压可达1.56V，而使用过程愈久，电池电压愈降低。为保证降低到1.5V时R*1档也能调到零点（满度），需加欧姆调零电位器R21，其阻值为1.9k，因R*1档调零时电流最大，1.5V/10=150mA，故只要该档能调至零点，其余电阻档（不包括R*10k档）肯定能够调零。,电阻测
6、量电路,下面以RX1k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,R*1K档电路,R*1K档电路,5.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
7、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600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：,输入电平的修正值为：,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=1K1000k时的修正
8、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+15.7dB。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,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,解：用欧姆定律求各分压电阻为：,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。3、测量电压、电流时应注意要注意串、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；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置。,谢谢！,
