《电工仪表与测量(第五版)第三章教案

第一节,第二节,第三节,3-1模拟式万用表的组成,掌握模拟式万用表的组成及各组成部分的作用。,.,万用表的组成,万用表,测量线路,测量机构,转换开关,.,一、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（V）来表示。,.,二、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。,.,三、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,.,3-2模拟式万用表的工作原理,1.熟悉模拟式万用表直流电流测量电路的工作原理。2.熟悉模拟式万用表直流电压测量电路、交流电压测量电路的工作原理。3.熟悉模拟式万用表电阻测量电路的工作原理。4.熟悉模拟式万用表常用保护电路的原理。,.,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：.温度补偿；.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：的极限灵敏度等于；的极限灵敏度等于。,.,.,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50A直流电流挡。2500V挡专用一只10M分压电阻。,.,500型万用表直流电压测量电路,.,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,.,万用表交流电压测量电路是在直流电流50A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2.25k的隔离电阻，并且用一只3.9k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,.,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挡要专用一条标度尺,使用时不能与其他标度尺混用。,.,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。,.,欧姆量程的扩大,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,.,五、万用表常用保护措施,万用表是电工最常用的仪表之一，但在使用过程中若稍有不慎，就有损坏万用表的可能。实际中为保证万用表的安全使用，必须采用相应的保护措施。MF47型万用表中就采用了过压保护、过流自熔断保护、表头过载限幅保护以及压敏电阻保护等多种措施。,.,1、过压保护在MF47型万用表接线端“+”和接线端“*”之间，并联正、反向硅二极管VD5和VD6，起到过压保护作用。,.,2、过流自熔断保护使用过程中，由于操作者粗心大意，往往在测量交、直流电压时却误将转换开关错拨在电流或欧姆挡，这会造成万用表在瞬间被烧毁。为防止发生这种事故，MF47型万用表在表内输入端串联一只0.5A的快速熔断器。当测量交、直流电压而转换开关错拨在电流或欧姆挡时，熔丝迅速熔断，从而起到保护万用表的作用。实际中若发现万用表不通时，应检查原因，更换熔丝后再用。,.,3、表头过载限幅保护由于表头(测量机构)是万用表的核心，为防止表头的烧毁，MF47型万用表的表头两端并联有正、反向硅二极管VD3和VD4，保护表头不致因电流过载而损坏。4、压敏电阻保护MF47型万用表还采用了压敏电阻作为欧姆挡的过电压保护。一旦由于使用者操作失误导致高电压进入电阻测量电路，压敏电阻的阻值迅速降低而将电流予以分流，防止表头受到过大的瞬时电压而损坏。,.,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,3-3模拟式万用表的使用与维修,1.掌握模拟式万用表的使用方法。2.掌握模拟式万用表常见故障及排除方法。,.,一、模拟式万用表的使用,1、使用之前要调零；2、要正确接线；3、要正确选择测量挡位；4、要正确读数；5、要注意操作安全。,.,1、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。,.,2、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。,.,3、要正确选择测量档位,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,4、要正确读数,.,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。,.,5、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、模拟式万用表电路图识读及故障排除,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。,.,直流电流挡分流电阻是万用表中极易损坏的元件之一,且大多数故障是烧断。此时只需打开万用表后盖,寻找有明显烧坏痕迹的线绕电阻,就能迅速判断其故障所在。,.,电压挡的故障及排除,.,电阻挡的故障及排除,正常情况下，将转换开关置于R1k挡两表笔短路，转动欧姆调零器，