指针式万用表的设计与组装

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1、MF47指针式万用表的设计与组装1、目的(1)了解指针式万用表的结构和工作原理，(2)掌握常用电子元件的识别，以及判断其好环的方法；(3)学会指针式万用表的设计，会组装万用表。(4)2、要求（1）根据万用表的工作原理设计和计算万用表的参数；（2）组装一块万用表。（3）学会识别常用电子元件，以及用万用表判别其好坏。3、指针式万用表的结构与参数万用表的组成和工作原理：以MF47型万用表为例介绍其结构与参数4、指针式万用表的电路工作原理指针式万用表由磁电式表头、若干分流电阻和分压电阻、干电池、整流元件组成。下面将四种测量原理电路作简要介绍（1）直流电流：图示为测量

2、电流的原理图：Rg为微安表的内阻Rs为分流电阻，被测电流I自“+”端流入，分成两个支路即Ig和Is，最后回到“－”端，要测量不同的电流，可以通过改变Rs的阻值来达到。图1测量直流电流原理图（2）直流电压。图示为测量电压电路图。它与测量电流的电路相比仅差一个分压电阻Rv被测电压加在+、－两端，经过Rv的分压后进入电流回路，改变分压电阻的大小，就可以改变测量电压的量程。图2测直流电压原理图（3）交流电压。要测量交流，附有整流器。图示电路中D1将正弦交流电压转换为单向脉动电压，单向脉动电压的平均值与交流电压的有效值成正比。所以以微安表头的指示也与交流有效值成正比。

3、量程的选择与测量直流电压一样，可以改变分压电阻Rv的值改变被测电压的大小。图3测量交流电压原理图（4）电阻的测量。被测电阻也是连在“+”“－”两端，当电阻接入后，表头中就有电流I通过，如图所示：其值I=U/（Rx+Rr+Rg’）其中Rx是被测电阻，Rg’是从a,b两端看进去的等效电阻。由上式可见电流I与被测电阻Rx有关。表上即可按此关系将电流值换算为相当于Rx的电阻值刻度。被测电阻越小，即电流越大，因此指示越大。测量前因先将接线两端短路，看偏转是否最大，而指示在零，否则可以调节电阻Rg2进行校正。图4测量电阻原理图5、主要参数计算（1）直流电流电路参数计算。

4、一个电流表，满量程就是它的灵敏度。例如一个灵敏度为289μA，内阻为1040Ω的表头，这个表头就是一个289μA的电流表，在图1中，Ig=289μA，Rg=1040Ω。为了使头能够测量不同数量级的电流，我们可以用分流的方法来解决。例如：用Ig=289μA，Rg=1040Ω的表头测量电流为1mA的值，就必须并联一个分流电阻，其分流电阻的计算如下：（如图1所示）I=Is+IgRg*Ig=Rs*Is所以Rs=Rg*Ig/Is=Rg*Ig/（I－Ig），已知Ig=289μA，Rg=1040Ω，Ｉ＝１mＡ　代入则Rs=Rg*Ig/Is=Rg*Ig/（I－Ig）＝289

5、*10-6*1040/[1000-289*10-6]=423Ω如果需要数个电流量程，则可采用闭环式分流电路，如图5所示。例如图5直流电流电路参数计算Ig=289μA，Rg=1040Ω的表头，量程分别为1mA、50mA、100mA、250mA四个量程的电流，由上式计算可知，最小量程时分流最小，分流电阻最大，因此，设Rs=R1+R2+R3+R4=423Ω，则Rs=423Ω。量程为50mA时的分流可按下式计算：，由图5知：根据式：I=Is+IgRg*Ig=Rs*Is此时分流电阻为Rs=R1+R2+R3=423-R4，Is=50000-289Rg’=1040+R4代

6、入公式：(423-R4)*(50000-289)=289*(1040+R4)(R1+R2+R3)*(50000-289)=289*(1040+423-(R1+R2+R3))(R1+R2+R3)=289*(1040+423)/50000=8.46ΩR4=423-R1+R2+R3=423-8.46=415.54Ω其余类推。根据同样的方法有多个量程可以分别算出相应的分流电阻。请各位计算出其它的电阻。（2）直流电压电路的参数计算。在万用表中，直流电压档通常把电流档的分流电阻作为表的内阻，并且为不同量程的分压电阻Rs共用，以图6a为例，我们将测量电压的电流从1mA点引

7、入，而且将电路简化为图6b所示。此时，它实际上电压的灵敏度为I=1mA，表头电压降为1*（1040//423）=1*300=300mV的电压表。测量电压绝大多数都是采用降压的方式来限制通过仪表的电流，多档电压表的基本电路如图6b所示。图中Rg’=300Ω,Ig’=1mA。（例U1=10V，U2=50V）图6直流电压参数计算分压电阻值可按下列公式计算Ru1=U1/Is’－Rs’代入数据后，Ru1=U1/Is’－Rs’=10/1*10-3-300=9700ΩRu2=(U2-U1)/Is’－Rs’=40/1*10-3-300=40K在万用表中，常常用每伏特的电阻值

8、来表示电压灵敏度，即：Ω/V=1/Ig’=1/1*1