电工仪表与测量(第四版)第三章

第一节第二节第三节模拟式万用表第三章第一节模拟式万用表的组成万用表的组成万用表测量线路测量机构转换开关测量机构•作用：是把过渡电量转换为仪表指针的机械偏转角。•万用表的测量机构通常采用磁电系直流微安表，其满刻度电流为几微安到几百微安。•万用表的灵敏度通常用电压灵敏度（Ω／V）来表示。测量线路•作用：是把各种不同的被测电量（如电流、电压、电阻等）转换为磁电系测量机构所能测量的微小直流电流（即过渡电量）。•使用元器件：主要包括分流电阻、分压电阻、整流元件、电容器等。转换开关•作用：是把测量线路转换为所需要的测量种类和量程。•一般都采用多层多刀多掷开关。500型万用表的面板上有两只转换开关的旋钮S1和S2。转换开关结构示意图500型万用表外形图机械调零转换开关S2转换开关S1欧姆调零500型万用表内部结构图转换开关S1转换开关S2思考与练习•模拟式万用表一般由哪几部分组成？各部分的作用是什么？•万用表通常采用哪种测量机构制成？如何判别测量机构的好坏？返回章目录第二节模拟式万用表的工作原理•模拟式万用表的工作原理是建立在欧姆定律和电阻串并联的基础之上的。一、直流电流测量电路•直流电流测量电路实质上是一个多量程直流电流表。•通常采用闭路式分流电路。500型万用表直流电流测量电路闭路式分流电路的优缺点•优点：转换开关接触不良不会影响准确度，保证不会烧坏测量机构。•缺点：各个量程之间相互影响，计算分流电阻较复杂。温度补偿电阻温度补偿电阻的作用有两个：１.温度补偿；２.扩展极限灵敏度。RC随温度变化RC随温度变化RFL不随温度变化RFL不随温度变化RB不随温度变化极限灵敏度即测量机构满刻度电流的最小整数倍。例如：４５μΑ的极限灵敏度等于５０μΑ；８４μΑ的极限灵敏度等于１００μΑ。直流电流测量电路直流电压测量电路交流电压测量电路电阻测量电路•直流电流挡所用的电阻必须采用电阻率较大，电阻温度系数很小的锰铜丝绕制而成。二、直流电压测量电路•实质上是一只多量程直流电压表。•采用共用式分压电路。•电路的接入点在50μA直流电流挡。•2500V挡专用一只10MΩ分压电阻。500型万用表直流电压测量电路直流电压测量电路50V挡原理三、交流电压测量电路•由磁电系测量机构和整流装置组成的仪表称为整流系仪表。万用表的交流电压测量电路就是在整流系仪表的基础上串联分压电阻而成的。•万用表交流电压测量电路中的整流电路有半波和全波两种形式。500型万用表采用半波整流电路。500型万用表交流电压测量电路防指针抖动交流电压测量电路10V挡原理•万用表交流电压测量电路是在直流电流50μA挡的基础上扩展而成的，也采用共用式分压电路。•与测量机构串联了一只2.25kΩ的隔离电阻，并且用一只3.9kΩ的电阻分流，使测量机构的灵敏度比直流电压挡的灵敏度低。•由于整流二极管非线性的影响，在交流10V挡标度尺的起始段，很明显分度是不均匀的。为了消除起始段的测量误差，交流10V挡要专用一根标度尺，不能与其他标度尺混用。500型万用表标度尺交流10V专用标度尺欧姆表测量电阻原理图四、电阻测量电路•上式说明，若欧姆表总内阻RZ和电池电动势E保持不变，则线路中的电流I将随被测电阻RX而改变，且I与RX成反比关系。可见，欧姆表测量电阻的实质是测量电流。ZXRREI扩大欧姆量程的措施保持电池电压不变,改变分流电阻值.提高电池电压500型万用表电阻测量电路×1挡工作原理×10k挡工作原理万用表电路图阅读方法•熟悉各元件的符号、作用及在实物中的位置，明确转换开关触点的位置。•由于直流电流挡是万用表的基础挡，所以，阅读万用表电路时一般先阅读直流电流测量电路，然后依次阅读直流电压测量电路、交流电压测量电路、电阻测量电路……。阅读电流、电压测量电路图时，应从正表笔出发，经测量电路到达负表笔.阅读电阻测量电路时，应从表内电池的正极出发，经测量电路、被测电阻Rx，最后回到电池的负极。思考与练习•万用表的工作原理是建立在什么基础之上的？•温度补偿电阻的作用有哪些？•为什么说直流电流挡是万用表的基础挡？•为什么交流10V挡要专用一根标度尺？•欧姆表测电阻的实质是什么？返回章目录第三节万用表的使用与维修一、万用表的使用•使用之前要调零；•要正确接线；•要正确选择测量挡位；•要正确读数；•要注意操作安全。使用之前要调零•在使用万用表之前要先进行机械调零。在测量电阻之前，还要进行欧姆调零。要正确接线•测量直流量时，要注意正、负极性，以免指针反转。•测量电流时，万用表应串联在被测电路中；测量电压时，万用表要并联在被测电路两端。•在用万用表测量晶体管时，应牢记万用表的红表笔与表内部电池的负极相接，黑表笔与表内部电池的正极相接。正确选择合适量程选择电流电压量程时,最好使指针指在满刻度的三分之二以上位置.选择电阻量程时,最好使指针指在标度尺的中央位置正确选择合适量程•测量时，当不能确定被测电流、电压的数值范围时，应先将转换开关转至对应的最大量程，然后根据指针的偏转程度逐步减小至合适量程。要注意操作安全•在进行高电压测量或测量点附近有高电压时，一定要注意人身和仪表的安全。•在做高电压及大电流测量时，严禁带电切换量程开关，否则有可能损坏转换开关。•万用表用完之后，最好将转换开关置于空挡或交流电压最高挡，以防下次测量时由于疏忽而损坏万用表。二、万用表常见故障及排除•万用表使用广泛，故障的发生率很高。常见的故障主要包括测量机构的机械故障和电路故障。本节主要介绍万用表内部电路故障及排除方法。•熟练阅读电路图是维修万用表的前提。直流电流挡的故障及排除•找一只准确度较高的毫安表或无故障的万用表作标准表，与故障表串联后去测量一直流电流。若故障表读数比标准表大得多，则为分流电阻开路。•若无读数，可将故障表转换开关置于直流电压最低挡2.5V挡，直接去测量一节新干电池的电压，若仍无读数，则为表头线路开路；若有读数且指示值大于1.6V，则为分流电阻开路。排除方法：若为表头线路开路，应找出其开路的原因。若为分流电阻开路，则需打开仪表后盖，逐一检查各分流电阻，并将损坏的分流电阻换掉。电压挡的故障及排除故障现象原因排除方法直流电压挡各挡读数都偏大。万用表受潮，使分压电阻阻值变小。烘干万用表。各挡读数都偏小，量程越高，偏小越严重。分压电阻变值。调换新的分压电阻。低量程正常、高量程时指针不动。高量程所用的分压电阻开路。换掉开路的分压电阻。交流电压挡各挡均无读数。一般为整流元件损坏或测量线路中有开路现象。调换损坏的二极管，查出线路中的开路部位并修复。各挡都有读数，但读数都减小一半。全波整流电路的一半失效，变成半波整流电路所致。调换损坏的整流元件。电阻挡的故障及排除正常情况下，将转换开关置于R×1k挡两表笔短路，转动欧姆调零器，指针应平稳移至零欧姆处。然后将开关依次旋至R×100、R×10、R×1各挡，指针应逐渐偏离零欧姆处，但最终都能调至零欧姆处。电阻挡故障现象原因排除方法调节欧姆调零器，指针始终调不到零处，在R×1挡更甚。说明电池电压已低于1.3V。更换新电池。欧姆调零器失调或调节过程中指针有跳动现象。欧姆调零电位器有故障而引起。更换或修理欧姆调零电位器。各别挡位读数不准。通常为该挡分流电阻变值所致。更换变值的分流电阻。各挡都不准确或都无读数。原因是电池线路开路、限流电阻开路或变值所引起。接通电池线路或更换限流电阻。某挡的测量值比实际值大了10倍、100倍或1000倍。该挡的分流电阻开路所引起。接通分流电阻。思考与练习•简述使用模拟式万用表的方法。•如何正确选择万用表的测量挡位？•维修万用表的前提是什么？•在R×1挡将两表笔短路，调节欧姆调零器，指针始终调不到零处，而在其它挡都能调节到零处，这说明什么问题？如何解决？返回章目录