常州工程学院物理实验课件04多用电表的使用

实验四多用电表的使用多用电表的量程广，体积小，具有多种用途，使用方便，是电子测量中最常用的工具之一。一般用于电阻、电压、电流的测量，也可以测量晶体管的主要参数及电容器的电容量等。因此，多用电表的使用是一项基本的技能。本实验主要通过研读多用表说明书等相关资料，引导学生了解多用表的功能；通过对常用元件的识别，帮助学生掌握多用表的使用方法。【实验目的】1、掌握多用表的基本使用方法。2、熟识常用基本元件----电阻、电容、晶体管、电感器）。【实验原理】常见的多用表有指针式多用表和数字式多用表。指针式多用表是一表头为核心部件的多功能测量仪表，测量值由表头指针指示读取。数字式多用表的测量值由液晶显示屏直接以数字的形式显示，读取方便，有些还带有语音提示功能。多用电表是公用一个表头，集电压表、电流表和欧姆表于一体的仪表。多用电表的直流电流档是多量程的直流电压表，表头并联闭路式分压电阻即可扩大其电压量程。多用电表的直流电压档是多量程的直流电压表，表头串联分压电阻即可扩大其电压量程，分压电阻不同，相应的量程也不同。多用电表的表头为磁电测量机构，它只能通过直流电，利用二极管将交流变为直流，从而实现对交流电的测量。【实验仪器】多用电表电容器、电感器、晶体管暗箱（电学元件的判断）【实验内容】1、多用表功能、操作等的研读要求：通过阅读说明书了解所用多用表的结构、工作原理、功能，以及使用注意事项。2、电阻、电容、二极管等常用元件的识别要求：能用多用表正确判断电学暗箱中的元件名称，并测量其基本参数。【多用电表的结构】一块普通的多用电表通常是由表头、测量电路、转换开关、插孔等结构组成，测量线路的主要作用就是要将所有被测的电量转换成为适合于表头指标的电量，主要是由分压电阻、分流电阻、整流器等元件构成的，我们这里介绍的就是多用电表的主要构成部分。1、多用表的表头多用电表的表头是由磁电式的微安表构成，它是多用电表进行测量时的公用部分，也是一个很精密的机构，内部由一块永久性磁铁一个可动的线圈构成，这个可动的线圈称为动圈，动圈的电阻称之为表头的内阻用Rg表示，当有电流流动通过线圈时，动圈与永久性磁铁相互作用产生一个磁场力，这个力使线圈发生偏转，这时固定在线圈上的指针与线圈一起发生偏转来显示偏转的角度，偏转的角度与动圈中所通过的电流成比例关系，根据这个关系在标度盘上标出各电量的数值，从而达到测量的目的。【多用电表的结构】图1多用电表的表头实际上是一块动圈式的直流电流表，所以可以用来测量极小的直流电流，用在国产多用电表上的大都是50uA级的表头，倘若被测电流大于表头所能允许测量的最大电流时，就需要在表头加一个与表头并联的分流电阻。在一定的分流电阻Rs下，通过表头的电流Ig与被测电流I成正比例关系，所以只要按指针偏转的角度直接读出刻度盘上所标出的数值，就是被测电流的值。实际上多用电表中的直流电流的测量线路就是将多个分流电阻串接起来。组成一个多量程的直流电流表，如图1所示2、直流电流表【多用电表的结构】多用电表的表头是一块直流电流表，但是由于表头具有一定的内阻，电流通过表头就会产生一定的压降，而这个压降的大小与通过的电流成正比，所以直接用表头也可以测量很低的电压值，但是为了扩展表头测量直流电压的范围，就需要加一个与表头串联的分压电阻，如图2A、B所示，测量时将电压表并接在被测电压的两端。这时通过表头的电流Is=V/（Rg+RD），由于表头内阻Rg与分压电阻RD的阻值是不变的，因此被测电压与通过表头的电流成正比例关系，所以在刻度盘上，根据指针偏转的角度就能读出被测电压的数值。3、电压表ABC图2【多用电表的结构】多用电表用作测量电阻时，实际上是测量流过被测电阻Rx的电流，如图2中C所示。4、欧姆表【多用电表测试技术】万用电表虽然型号很多，但是除精度，测量范围以及灵敏度等有所区别外，在用途及使用方法上都是相同的。现以MF-74型多用电表面板为例介绍其面板及使用方法。1、面板装置S1为测量项目和量程选择开关，分为直流电压档、交流电压档、直流电流档和欧姆档。S2为机械零点校正器，是一只校正表头机械零点的螺丝，当电表水平放置，若指针静止时不指在“0”点上，应调整这个螺丝，使指针指在“0”点上。（A）（B）（C）（D）为测试表笔插口，（D）为一公共插口，测量时插入黑色表笔、（C）口测量时插入红色表笔，（A）口为测量大于1000V电压时插入红色表笔，（B）口为测量大于500MA电流时插入红色表笔。S3为欧姆档零点调整电位器，是多用电表测量电阻时，在“+”“-”插口短路的情况下，依靠欧姆调整电位器进行满度（即零欧姆）校正。（E）是用来测试晶体管hFE的管座。【多用电表测试技术】2、表头刻度与符号表头有6条刻度线，第一条为电阻刻度线、第二条为测量直流电压、直流电流、交流电流之用，第三条为测量晶体管放大倍数之用，第四条供测电容之用，第五条测电感用，第六条为测量电平用。A-V-Ω：表示该多用电表是可测量电流、电压和电阻的三用表20KΩ/V表示该多用电表的直流电压灵敏度为20KΩ／V，这是一个衡量多用电表性能的重要参数。Ω／v表示这只电压表测量每伏直流电压需要多少欧姆内阻，实际上他是电流表灵敏度的倒数。Ω/V愈大表示电表满度时需要的电流愈小，即表头灵敏度愈高，直流电压灵敏度愈高，测量结果越准确。3、使用方法使用前首先检查指针是否指在机械零位上，如不指在零位时，可旋转S2调零螺丝使指针指在零位上。将红、黑表笔分别插入“+”“-”插座中。【多用电表测试技术】3.1测量直流电流将量程及项目选择开关拨至直流电流档，根据被测量的大约数值选择适当的量程，而后将表笔串人被测电路中，由表头读出被测量的数值。3.2交直流电压的测量测量交流或直流电压时，同样首先将量程及项目开关旋至相应位置，根据被测量的大约数值选择适当量程，而后将两表笔分别接于被测电路两端。再从表头刻度线上读出被测量值。3.3直流电阻的测量转动项目及量程旋钮至相应位置上，将两表笔短接调整S3零欧姆调整电位器使指针指在欧姆零点上，然后分开表笔进行测量。测量电路中的电阻时，应先切断电源，如电路中有电容应先放电。【多用电表测试技术】4、多用电表欧姆档检查元件质量判断元件极性4.1多用电表检查电容器的质量由于多用电表的欧姆档具有电源，电路中的电阻元件可以看成一个等效电阻Ro当测量电容器时，被测电容与欧姆档电路一起构成了一个一阶RC网络，如图4所示。测量时当两表刚与电容器两端接触时，E要对C充电，电路中有电流通过表头，指针将向零欧姆方向偏转并达到某一数值。随着充电过程的慢慢结束，指针便逐渐返回，如果电容器中间绝缘介质的电阻为无穷大，充电过程结束后，回路中将不再有电流流动，指针也将返回起始点；若绝缘介质的电阻不是无穷大，指针最后将停留在某一较大的电阻刻度上。从指针偏转的大小，及指针最后停留的位置，可判断电容器电容量的大小及质量的好坏。图4同一个量程档上，若指针偏转越大，说明电容器的容量越大。若偏转比正常的同样的电容器小，则说明该电容器的容量已减小。指针最后停留处的阻值越大，说明电容器的漏电越小（指针所指的阻值就是漏电阻，一般电容器的漏电阻很大约为几十～几百兆欧），若最后停留在∞处，说明此电容器不漏电。若指针偏转后不返回，则说明电容器内部已短路，绝缘介质被击穿。若指针不偏转，则说明电容器内部已开路或电容器的容量非常小。当被测电容很小时（几PF～几百PF），电容器充电时间极短，回路中的电流也很小，即便是用x10K档，也不易看到表针的摆动，这时只要表针仍处于∞位置，则可认为电容器是好的。若表针偏离了∞位置，则说明此电容漏电。因此对于小容量的电容器，用多用电表只能检查其短路故障，而对开路故障一般不易查出）。【多用电表测试技术】【多用电表测试技术】用欧姆档检查电感器时，只能判别它是否有开路故障，以及测量其电阻值的大小。对电感器内部是否有短路故障一般不易查出。测量时，若测出电感器的阻值为无穷大，则说明电感器的内部已经开路，是不能再使用了，若测出的阻值较大，说明该电感器的Q值较低，不易在Q值要求较高的情况下使用。4.2多用电表检查电感器的质量4.3用多用电表判断二极管的极性4.4用多用电表判断三极管的极性附：电学元件的判断、合元件的判断（暗箱）