万用表的工作原理-实验报告

1、万用表的工作原理、实验目的一.1理解万用表的工作原理；2熟悉并掌握万用表的主要功能和使用操作方法。二、实验内容1用万用表检测元器件一一电阻测量、电容测量、二 极管检测、三极管检测；2用万用表测量电压和电流一一直流电压及电流的测 量、交流电压及电流的测量。三、实验仪器及器材1表头1台2电源电动势1块3电阻若干4实验箱1台5滑动变阻器四、实验要求1要求学生自己查阅有关万用表的功能和相关工作原 理，了解万用表技术指标；2要求学生能适当了解一些科研过程，培养发现问题、 分析问题和解决问题的能力;3要求学生独立操作每一步骤4熟练掌握万用表的使用方法1个五实验思路它是一只高灵敏度的磁电式直流电流表，万用表

2、的主要性能指标基本上取决 于表头的性能。表头的灵敏度是指表头指针满刻度偏转时流过表头的直流电流 值，这个值越小，表头的灵敏度愈高。测电压时的内阻越大，其性能就越好。表 头上有四条刻度线，它们的功能如下：第一条（从上到下）标有 R或Q，指示 的是电阻值，转换开关在欧姆挡时，即读此条刻度线。第二条标有s和VA，指示的是交、直流电压和直流电流值，当转换开关在交、直流电压或直流电流挡， 量程在除交流10V以外的其它位置时，即读此条刻度线。第三条标有10V，指示的是10V的交流电压值，当转换开关在交、直流电压挡，量程在交流10V时,即读此条刻度线。第四条标有dB，指示的是音频电平。2.万用表的基本工作原

3、理万用表对被测电量进行测量的过程， 是由测量电路实现的。如果要设计一个型号 的万用表，则首先要明白其最基本的工作原理，然后再按照所设计的万用表功能 而进行电路的具体设计，这里先介绍一下万用表的基本工作原理见由表头、电阻测量档、电流测量档、直流电压测量档和交流电压测量档几个 部分组成，图中“”为黑表棒插孔，“ + ”为红表棒插孔。当我们把档位开关旋钮SA打到交流电压档时，通过二极管 VD整流，电阻 R3限流，由表头显示出来；当打到直流电压档时不须二极管整流，仅须电阻R2限流，表头即可显示；打到直流电流档时既不须二极管整流， 也不须电阻R2限流，表头即可显示；测电阻时将转换开关SA拨到Q档，这时外

4、部没有电流通入，因此必须使用 内部电池作为电源，设外接的被测电阻为Rx，表内的总电阻为R,形成的电流为I，由Rx、电池E、可调电位器RP、固定电阻R1和表头部分组成闭合电路， 形成的电流I使表头的指针偏转。红表棒与电池的负极相连，通过电池的正极与 电位器RP及固定电阻R1相连，经过表头接到黑表棒与被测电阻。Rx形成回路产生电流使表头显示。回路中的电流为：I E式（2.1）Rx R从上式可知：I和被测电阻Rx不成线性关系，所以表盘上电阻标度尺的刻度是不均匀的。 当电阻越小时，回路中的电流越大，指针的摆动越大，因此电阻档的标度尺刻度 是反向分度。当万用表红黑两表棒直接连接时，相当于外接电阻最小Rx

5、=0，那么：I 二 E 二 E式（2.2）Rx R R此时通过表头的电流最大，表头摆动最大，因此指针指向满刻度处，向右偏 转最大，显示阻值为0Q.请看电阻档的零位是在左边还是在右边，其余档的零位 与它一致吗？反之，当万用表红黑两表棒开路时 Rx,R可以忽略不计，那么:I：- 0式（2.3）Rx R Rx此时通过表头的电流最小，因此指针指向 0刻度处，显示阻值为六万用表原理1、电流表的扩程要将磁电式电表改装成量程为I的电流表，只需在电表表头两端并联一个分流电阻，如图1-1分流电R = Rg I g阻阻值按以下公式计算Rs-厂11 g并联不同的分流电阻可构成不同量程的电流表。如图所示电流表有四个不

6、同量程2、电压表的改装如果要将表头改装成量程为U的电压表，则表头需串联一分压电阻，分压电阻阻值按如下公式计算：串联不同的分压电阻，得到不同量程的电压表公式 Rx=Rg.3电阻的测量万用表的电阻测量电路，实质上是一个多量程的电阻表。电阻表的基本原理 见图。图2.5电阻测量电路其关系式:Rp hlgRg / Im - lg(2.15)(2.16)RZ1K = E / Im(2.17)R1 - RZ1K RZ1 / RZ1 K - RZ1(2.18)R2 =(RZ1KRZ10 y(RZ1K - RZ10 )式(2.19)式中，Im是将表头扩展成简单最小整数的电流值。Rz1表示电阻X 1的中心电阻值，

7、Rz10表示电阻X 10档的中心电阻值，其余类推。RP为电位器代号。E '是欧姆表内附电源的计算值。当表内电池电压E,表内电阻RC和调零电位器电阻RP 一定时，表头电流I与被测电阻RX之间存在一定的对应关系，即不同的被测电阻RX就会有不同 的表头电流I。如果表头的刻度线直接按电阻值刻度，就可以直接读出电阻值的 大小，所以测电阻值实际上仍是测电流值。七.万用表直流电流和电压测量电路工作原 理指针式万用表的主要元件是一只磁电系电流表，通常称为表头。但一只表头只能 测量小于它的灵敏度的电流。为了扩大被测电流的量程，就需要给它并上分流电 阻，使流过表头的电流为被测电流的一部分从而扩大量程。 为

8、了在测量大小不同 电流时得到一定的精确度，电流表都是设计成多档量程的。应用最多的是闭路抽头式分流电路，其电路如图 1所示。图中RR5统称为总分 流电阻R,实际产品中，为了便于调整和成批生产，总分流电阻 R大多采用较大 的整数千欧的阻值，表头上再串联一只可变线绕电阻 R,当表头参数有变化时仍 可以得到补偿并方便调整。Rm8Ri R2 83Ra6 I O 12 o I3 O I4500mA250mA iOniA 1mA 1od i com八、直流电压测量电路工作原理根据欧姆定律U=IR,则一只灵敏度为I、内阻为R的电流表，本身就是一只量程 为U的电压表，如一只100卩A的电流表，它的内阻为1.5K

9、 Q,能用来测量的电 压量程为0.15V,显然是不实用的，但是我们可以给它串接一只电阻，来扩大它的量程范围。如串接一只8.5 K Q的电阻，量程就可扩展为1V,这时该电压表 的内阻为10KQ。这就引出直流电压灵敏度这一概念了；针对该例，这只电压表 测量每伏直流电压时需要10KQ内阻，即：10KQ/V。有了电压灵敏度就个概念， 就可以很方便的将电压表各档的内阻计算出来。同时，直流电压灵敏度越高，测量直流电压时分去的电流越小，测量结果越准确。直流电压测量电路如图2所示。图中RS为直流电流档的分流电阻，R6Ro为各电 压测量档的降压电阻九万用表的使用方法及注意事项?在不知电阻阻值的情况下的步骤：? 一、旋转左侧转换开关置于 Q的位置，旋转右侧转换开 关置于x 1、X 1O、X 100、x 1K的任一档。?二.粗测电阻，确定挡位。将表笔并联在被测电阻或被 测电路的两侧，调整档位，（当指针指示阻值很大时说 明档位较小， 需要调大档位； 当指针指示阻值为零时说 明档位较大， 需要调小档位） 。使指针指示在 0、1-10 中心欧姆值的范围内。? 三、校零。短接万用表表笔，旋转电阻校零旋纽，使得 指针指示为零。? 四、将表笔再一次并联在被测电阻或被测电路的两侧， 测试电阻，读数（看第一条刻度标尺） 。?五、电阻阻值二读数X倍率