电工仪表及电路实验技术

1、电工仪表与测量综合电路实验电工仪表与测量综合电路实验MF47型万用表线路设计及安装效验型万用表线路设计及安装效验指导老师：陈炜峰，胡凯指导老师：陈炜峰，胡凯联系电话：联系电话：58731481箱：邮箱：万用表原理与安装实习的目的与意义万用表原理与安装实习的目的与意义 现代生活离不开电，我们电类和非电类专业的许多学生都有必现代生活离不开电，我们电类和非电类专业的许多学生都有必要掌握一定的用电知识及电工操作技能。通过实习要求学生学会使要掌握一定的用电知识及电工操作技能。通过实习要求学生学会使用一些常用的电工工具及仪表，比如尖嘴钳、剥线钳、万用表，并用一些常用的电工工具及仪

2、表，比如尖嘴钳、剥线钳、万用表，并且要求学生掌握一些常用开关电器的使用方法及工作原理。通过本且要求学生掌握一些常用开关电器的使用方法及工作原理。通过本次电工实习学生要接触到一定的电学知识，实现理论联系实际，认次电工实习学生要接触到一定的电学知识，实现理论联系实际，认识一些常用电工器具的外形及结构特点，为后续课程的学习打下一识一些常用电工器具的外形及结构特点，为后续课程的学习打下一定的基础。定的基础。 万用表是最常用的电工仪表之一，通过这次实习，学生应该在万用表是最常用的电工仪表之一，通过这次实习，学生应该在了解其基本工作原理的基础上学会安装、调试、使用，并学会排除了解其基本工作原理的基础上学会

3、安装、调试、使用，并学会排除一些万用表的常见故障。锡焊技术是电工的基本操作技能之一，通一些万用表的常见故障。锡焊技术是电工的基本操作技能之一，通过实习要求大家在初步掌握这一技术的同时，注意培养自己在工作过实习要求大家在初步掌握这一技术的同时，注意培养自己在工作中耐心细致，一丝不苟的工作作风。中耐心细致，一丝不苟的工作作风。 万用表的种类万用表的种类 万用表分为指针式、数字式两种（见图万用表分为指针式、数字式两种（见图1）。随着技术的发展，）。随着技术的发展，人们研制出微机控制的虚拟式万用表（见图人们研制出微机控制的虚拟式万用表（见图2），被测物体的物），被测物体的物理量通过非电量理量通过非电量

4、/电量，将温度等非电量转换成电量，再通过电量，将温度等非电量转换成电量，再通过A/D转换，由微机显示或输送给控制中心，控制中心通过信号转换，由微机显示或输送给控制中心，控制中心通过信号比较做出判断，发出控制信号或者通过比较做出判断，发出控制信号或者通过D/A转换来控制被测物体。转换来控制被测物体。白线向上与电刷旋钮方向一致10000图1指针式万用表与数字式万用表被测物体电量与非电量数模/模数转换图2微机控制的虚拟式万用表 我们的实习项目是指针式万用表的原理与安装，我们的实习项目是指针式万用表的原理与安装， 我们因此着我们因此着重了解指针式万用表的结构、工作原理及使用方法。重了解指针式万用表的结

5、构、工作原理及使用方法。该实践环节需完成的实习内容包括以下六个部分：该实践环节需完成的实习内容包括以下六个部分： 1. 了解万用表的工作原理；了解万用表的工作原理； 2. 元器件的认识和识别元器件的认识和识别; 3. 焊接方法、技巧的学习及焊接训练；焊接方法、技巧的学习及焊接训练； 4. 电子产品装配的相关知识的学习；电子产品装配的相关知识的学习； 5. 装配和调试一个合格的电子产品；装配和调试一个合格的电子产品； 6. 完成实践报告。完成实践报告。内容和要求内容和要求(电路分析基础课程设计报告电路分析基础课程设计报告)目录目录:一、实习的目的和任务一、实习的目的和任务二、万用表二、万用表(

6、(一一) )万用表的概述万用表的概述( (二二) )万用表的技术指标万用表的技术指标( (三三) )万用表的工作原理万用表的工作原理1 1、直流电流测量电路、直流电流测量电路2 2、直流电压测量电路、直流电压测量电路3 3、交流电压测量电路、交流电压测量电路4 4、直流电阻测量电路、直流电阻测量电路( (四四) )万用表的安装步骤万用表的安装步骤( (五五) )万用表的校验万用表的校验( (五五) )万用表的校验万用表的校验1 1、校验方法、校验方法2 2、校验结果、校验结果3 3、误差分析、误差分析( (六六) )调试中出现的故障调试中出现的故障( (七七) )万用表使用方法及注意事项万用表

7、使用方法及注意事项三、实习总结三、实习总结指针式万用表的结构、组成与特征指针式万用表的结构、组成与特征万用表的结构特征万用表的结构特征 MF47型万用表采用高灵敏度的磁电系整流式表头，造型大方，型万用表采用高灵敏度的磁电系整流式表头，造型大方，设计紧凑，结构牢固，携带方便，零部件均选用优良材料及工艺设计紧凑，结构牢固，携带方便，零部件均选用优良材料及工艺处理，具有良好的电气性能和机械强度。其特点为：处理，具有良好的电气性能和机械强度。其特点为： 测量机构采用高灵敏度表头，性能稳定；测量机构采用高灵敏度表头，性能稳定； 线路部分保证可靠、耐磨、维修方便；线路部分保证可靠、耐磨、维修方便； 测量机

8、构采用硅二极管保护，保证过载时不损坏表头，并且线路测量机构采用硅二极管保护，保证过载时不损坏表头，并且线路设有设有0.5A保险丝以防止误用时烧坏电路；保险丝以防止误用时烧坏电路； 设计上考虑了湿度和频率补偿；设计上考虑了湿度和频率补偿； 低电阻档选用低电阻档选用2干电池，容量大、寿命长；干电池，容量大、寿命长； 配合高压按着，可测量电视机内配合高压按着，可测量电视机内25kV以下高压；以下高压； 配有晶体管静态直流放大系数检测装置；配有晶体管静态直流放大系数检测装置； 表盘标度尺刻度线与档位开关旋钮指示盘均为红、绿、黑三色，表盘标度尺刻度线与档位开关旋钮指示盘均为红、绿、黑三色，分别按交流红色

9、，晶体管绿色，其余黑色对应制成，共有七条专用分别按交流红色，晶体管绿色，其余黑色对应制成，共有七条专用刻度线，刻度分开，便于读数；配有反光铝膜，消除视差，提高了刻度线，刻度分开，便于读数；配有反光铝膜，消除视差，提高了读数精度。读数精度。指针式万用表的结构、组成与特征指针式万用表的结构、组成与特征万用表的结构特征万用表的结构特征 装有提把，不仅便于携带，而且可在必要时作倾斜支撑，便于读数。装有提把，不仅便于携带，而且可在必要时作倾斜支撑，便于读数。 除交直流除交直流2500V和直流和直流5A分别有单独的插座外，其余只须转动分别有单独的插座外，其余只须转动一个选择开关，使用方便；一个选择开关，使

10、用方便；一、万用表简介一、万用表简介 万用表是一种多功能、多量程的便携式电子电工仪表，一般的万用表是一种多功能、多量程的便携式电子电工仪表，一般的万用表可以测量直流电流、直流电压、交流电压和电阻等。有些万万用表可以测量直流电流、直流电压、交流电压和电阻等。有些万用表还可测量电容、电感、功率、晶体管共射极直流放大系数用表还可测量电容、电感、功率、晶体管共射极直流放大系数hFEhFE等。所以万用表是我们电子电工专业的必备的仪表之一。等。所以万用表是我们电子电工专业的必备的仪表之一。 万用表一般可分为指针式万用表和数字式万用表两种。万用表一般可分为指针式万用表和数字式万用表两种。 我们现在常用的主要

11、是我们现在常用的主要是MF47MF47型指针式万用表，本章节也将以型指针式万用表，本章节也将以MF47MF47型万用表为例简介万用表的有关结构组成、使用方法及注意型万用表为例简介万用表的有关结构组成、使用方法及注意事项。事项。（一）指针式万用表的结构组成：（一）指针式万用表的结构组成：一、万用表简介一、万用表简介1 1、指针式万用表的结构、指针式万用表的结构 指针式万用表的型式很多，但基本结构是指针式万用表的型式很多，但基本结构是类似的。指针式万用表的结构主要由类似的。指针式万用表的结构主要由表头表头、转换开关转换开关( (又称选择开关又称选择开关) )、测量线路测量线路等三等三部分组成。部分

12、组成。 （一）指针式万用表的结构组成：（一）指针式万用表的结构组成：一、万用表简介一、万用表简介1 1、指针式万用表的结构、指针式万用表的结构 表头采用高灵敏度的磁电式机构，是测量表头采用高灵敏度的磁电式机构，是测量的显示装置；万用表的表头实际上是一个的显示装置；万用表的表头实际上是一个灵敏电流计。表头上的表盘印有多种符号，灵敏电流计。表头上的表盘印有多种符号，刻度线和数值。符号刻度线和数值。符号A A一一V V一一表示这只电表示这只电表是可以测量电流、电压和电阻的多用表。表是可以测量电流、电压和电阻的多用表。 表头表头 表盘上印有多条刻度线，其中右端标有表盘上印有多条刻度线，其中右端标有“”

13、的是电阻刻度线，的是电阻刻度线，其右端为零，左端为其右端为零，左端为，刻度值分布是不均匀的。符号，刻度值分布是不均匀的。符号“”或或“DCDC”表示直流，表示直流，“”或或“ACAC”表示交流，表示交流，“”表示交流和直流共用表示交流和直流共用的刻度的刻度线。刻度线下的几行数字是与选择开关的不同档位相对应的刻度线。刻度线下的几行数字是与选择开关的不同档位相对应的刻度值。另外表盘上还有一些表示表头参数的符号：如值。另外表盘上还有一些表示表头参数的符号：如DC 20K/VDC 20K/V、ACAC 9K/V 9K/V等。表头上还设有机械零位调整旋钮（螺钉），用以校正等。表头上还设有机械零位调整旋钮

14、（螺钉），用以校正指针在左端指零位。指针在左端指零位。（一）指针式万用表的结构组成：（一）指针式万用表的结构组成：一、万用表简介一、万用表简介1 1、指针式万用表的结构、指针式万用表的结构 转换开关转换开关 转换开关用来选择被测电量的种类和量程转换开关用来选择被测电量的种类和量程（或倍率）：万用表的选择开关是一个多档位（或倍率）：万用表的选择开关是一个多档位的旋转开关。用来选择测量项目和量程（或倍的旋转开关。用来选择测量项目和量程（或倍率）。一般的万用表测量项目包括：率）。一般的万用表测量项目包括：“mAmA”：直：直流电流、流电流、“V V”：直流电压、：直流电压、“V V ”：交流电压、：

15、交流电压、“”：电阻。每个测量项目又划分为几个不同：电阻。每个测量项目又划分为几个不同的量程（或倍率）以供选择。的量程（或倍率）以供选择。 （一）指针式万用表的结构组成：（一）指针式万用表的结构组成：一、万用表简介一、万用表简介1 1、指针式万用表的结构、指针式万用表的结构 测量线路测量线路 测量线路将不同性质和大小的被测电量转测量线路将不同性质和大小的被测电量转换为表头所能接受的直流电流。该万用表可换为表头所能接受的直流电流。该万用表可以测量直流电流、直流电压、交流电压和电以测量直流电流、直流电压、交流电压和电阻等多种电量。当转换开关拨到阻等多种电量。当转换开关拨到直流电流档直流电流档，可分

16、别与可分别与5 5个接触点接通，用于个接触点接通，用于500mA500mA、50mA50mA、5mA 5mA 、0.5mA0.5mA和和50A50A量程的直流电流测量。量程的直流电流测量。同样，当转换开关拨到同样，当转换开关拨到欧姆档欧姆档，可用，可用1 1、1010、100100、1K1K、10K10K倍率分别测量电阻；当转换开关拨到倍率分别测量电阻；当转换开关拨到直流电压档直流电压档，可用，可用于于0.25V0.25V、1V1V、2.5V2.5V、10V10V、50V50V、250V250V、500V500V和和1000V1000V量程的直流量程的直流电压测量；当转换开关拨到电压测量；当转

17、换开关拨到交流电压档交流电压档，可用于，可用于10V10V、50V50V、250V250V、500V500V、1000V1000V量程的交流电压测量。量程的交流电压测量。（一）指针式万用表的结构组成：（一）指针式万用表的结构组成：一、万用表简介一、万用表简介2 2、表笔和表笔插孔、表笔和表笔插孔 表笔分为红、黑二只。使用时应将红色表表笔分为红、黑二只。使用时应将红色表笔插入标有笔插入标有“”号的插孔中，黑色表笔插入号的插孔中，黑色表笔插入标有标有“”号的插孔中。另外号的插孔中。另外MF47MF47型万用表还型万用表还提供提供2500V2500V交直流电压扩大插孔以及交直流电压扩大插孔以及5A5

18、A的直流的直流电流扩大插孔。电流扩大插孔。一、万用表简介一、万用表简介 万用表的测量线路万用表的测量线路 MFMF4747型万用表技术指标型万用表技术指标万用表的测量原理万用表的测量原理VDVR0R2R3R1RPSAVm A+-+- 它由表头、电阻测量档、电流测量档、直流电压测量档和它由表头、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，图中交流电压测量档几个部分组成，图中“”为黑表棒插孔，为黑表棒插孔，“”为红表棒插孔为红表棒插孔 万用表的测量原理万用表的测量原理VDVR0R2R3R1RPSAVm A+-+-测电压和电流时，外部有电流通入表头，因此不须内接电池。测电压和

19、电流时，外部有电流通入表头，因此不须内接电池。R0SAm A+-+-MF47MF47万用表万用表直流电流直流电流档档测量测量原理原理技术指标技术指标MF47MF47万用表万用表直流电流直流电流档测量原理档测量原理 VDVR0R2R3V+-+-MF47MF47万用表万用表直流电压直流电压档测量原理档测量原理 当我们把档位开关旋钮当我们把档位开关旋钮SA打到交流电压档时，通过二极管打到交流电压档时，通过二极管VD整整流，电阻流，电阻R3限流，由表头显示出来；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，表头限流，表头即可显示；

20、即可显示；MF47MF47万用表万用表直流电压直流电压档测量原理档测量原理k2021RMF47MF47万用表万用表直流电压直流电压档测量原理档测量原理测测0.25V0.25V档：档：k2021R A102 .466 A10506 V25. 0A8 . 3102 .46105066 流过与表头并联支路电阻的电流为流过与表头并联支路电阻的电流为: :两端电压为两端电压为:0.1155V:0.1155V则与表头并联支路的电阻为则与表头并联支路的电阻为: :)K(30100038. 01155. 01WHR321 gR)1WHR(21 K308. 25 .3275305 . 2305 . 2 K569

21、. 2308. 2 K5V/2000025. 0 满足技术指标要求满足技术指标要求技术指标技术指标测测0.25V0.25V档：档：MF47MF47万用表万用表直流电压直流电压档测量原理档测量原理测测1V1V档：档：V75. 025. 01 k15mA05. 0V75. 0R5 R R5 5两端的电压为：两端的电压为：流过流过R R5 5的电流为：的电流为：0.05mA0.05mAk2021R或：根据测或：根据测1V直流电压档技术指标为直流电压档技术指标为20000/V，应串接，应串接15K电阻。电阻。MF47MF47万用表直流电压档测量原理万用表直流电压档测量原理k2021R 测电阻时将转换开

22、关测电阻时将转换开关SA拨到拨到“”档，这时外部没有电流通入，档，这时外部没有电流通入，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，表内的总电阻为的总电阻为R，形成的电流为，形成的电流为I，由，由Rx、电池、电池E、可调电位器、可调电位器RP、固定电阻固定电阻R1和表头部分组成闭合电路，形成的电流和表头部分组成闭合电路，形成的电流I使表头的指使表头的指针偏转。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及固定电阻及固定电阻R1相连，经过表头接到黑表棒与被测电阻相连，经过表

23、头接到黑表棒与被测电阻Rx形成回路形成回路产生电流使表头显示。回路中的电流为：产生电流使表头显示。回路中的电流为： I ERx+R 从上式可知：从上式可知：I和被测电阻和被测电阻Rx不成线性关系，所以表盘上电阻不成线性关系，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。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当万用表红黑两表棒直接连接时，相当于外接电阻最小Rx=0，那么：，那么：I E ERx+RR 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，显示阻值为度处，向右偏转最大，显示阻值为0。 反之，当万用表红黑两表棒开路时反之，当万用表红黑两表棒开路时Rx，R可以忽略不计，那么：可以忽略不计，那么：I EE0Rx+RRx此时通过表头的电流最小，因此指针指向此