万用表的结构原理及应用

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1、万用表的结构，原理及应用万用表是电子爱好者必备的工具，但介绍其原理和维修的资料不多，本文以初学者使用较多的MF50型指针式万用表为例，着重讲述其电路部分的原理与检修。一、结构万用表主要由三部分组成：表头、测量电路和转换装置。表头是一只直流微安表，它是万用表的核心，万用表的很多重要性能，如灵敏度、准确度等级、阻尼及指针回零等大都取决于表头的性能。表头的灵敏度是以满刻度时的测量电流来衡量的，此电流又称满偏电流，表头的满偏电流越小，灵敏度就越高。一般万用表表头的灵敏度大多在10～100μA范围内。MF50型万用表表头的灵敏度是83.3μA。测量电路的作用是把被测的

2、电量转化为适合于表头要求的满偏电流以内。对MF50型万用表来说，在通过测量电路转化之后，应该使通过表头的电流限定在83.3μA以内。测量电路一般包括分流电路、分压电路和整流电路等。分流电路的作用是把被测量的大电流通过分流电阻变成表头所需的微小电流；分压电路是将被测高电压通过分压电阻分压变换成表头所需的低压；整流电路将被测的交流通过二极管整流变成表头所需的直流。万用表的各种测量种类及量程的选择是靠转换装置来实现的，其主要部件是转换开关。转换开关的好坏直接影响万用表的使用效果，好的转换开关应转动灵活、手感好、旋转定位准确、触点接触可靠等，这也是选购万用表时应重点

3、检查的一个项目。二、工作原理1.直流电流的测量由于表头最大只能流过83.3μA的直流电流，为了能测量较大的电流，一般采用并联电阻分流法，使多余的电流从并联的电阻中流过，而通过表头的电流保持在83.3μA以内。并联的电阻越小，可测量的电流就越大。其多量程的测量，是通过转换开关及不同的插孔来改变分流电阻的大小而实现的。图1就是MF50型万用表直流电流挡的电原理图。从图中可看出，当使用2.5A量程时，电流主要流过0.3Ω电阻，只有不超过83.3μA的电流经2.7Ω、27Ω、270Ω……510Ω、1000Ω等流过微安表头；当使用250mA量程时，电流主要流过0.3Ω

4、、2.7Ω电阻等。图中和表头相并联的两个二极管为保护表头所装，平时不起作用。图中电容主要起阻尼作用，也起一定的保护作用，如将其增大，则指针转动会变慢。1000Ω可调电阻是用来校正读数偏差的，即校准用。图1所示电原理图是MF50型万用表的核心电路，也是MF50型万用表的等效表头。图中任何一个电阻或电位器有变值或短路、断路、接触不良等故障，将影响万用表所有量程的测量。误测烧表也多是烧坏的这一部分。故应弄清每个元件在表内的实际位置，以便损坏时检查维修，特别是2.7、27、270和2000这几个电阻与电位器。2.直流电压的测量我们知道在直流电路中，电流、电阻、电压是

5、密不可分的，既然表头可流过电流使指针偏转，而表头自身又有一定的电阻，所以万用表的表头实际上也是一只直流电压表（U=IR），只不过测量范围很小，一般只有零点几伏。实际电路中，万用表是通过串联电阻分压来达到扩大量程的目的的。所串联电阻越大，则可测量的电压就越高，电压档不同的量程就是通过转换开关获得不同的分压电阻来实现的。图2就是MF50型万用表直流电压档的电原理图。3.交流电压的测量由于表头只能流过直流电，因此测量交流时还需要一个整流电路。万用表中一般采用二极管半波整流的形式将交流变为直流。在图3MF50型万用表交流电压挡的电原理图中，当被测交流电处于正半周时，

6、电流经分压电阻（如50V时的36.1k＋160k）及整流二极管V2流经等效表头，表针偏转；而在被测交流电的负半周，电流直接从二极管V1流过分压电阻，而不经过表头。由图中可看出，调节650Ω电位器即可调节交流电压挡的读数偏差。4.电阻的测量万用表电阻的测量是依据欧姆定律进行的。利用通过被测电阻的电流及其两端的电压来反映被测电阻的大小，使电路中的电流大小取决于被测电阻的大小即流经表头的电流由被测电阻所决定，此电流反映在表盘上，通过欧姆标度尺即为被测电阻的阻值。图4是MF50型万用表测量电阻的电原理图。由图中可知，当用R×1、R×10、和R×100三个量程时万用表

7、的等效表头实际上是取9Ω、100Ω、1.1kΩ三个电阻两端的电压为测量对象的。以R×10量程为例，当被测电阻阻值较大时，电路中电流较小，则100Ω电阻两端的电压也较低，通过7.78kΩ电阻流过等效表头的电流也不大，指针偏转角度小；反之，当被测电阻较小时，电路中电流较大，如调零时的短接，此时1.5V电压全部加在100Ω电阻上，再通过7.78kΩ电阻也加在了等效表头两端，使表头中电流最大，指针停在了欧姆标度尺的零位。很明显，调节2000Ω电位器可改变流经表头的电流大小，此2000Ω电位器就是欧姆挡的调零电阻。当用R×1k和R×10k挡时流过被测电阻的电流也全部流

8、经等效表头，只不过R×10k挡用的是15V电源（有些