电子测量技术 教学课件 作者 孟凤果 第4章.ppt

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1、4.1概述4.2模拟式万用电表4.3数字式万用电表第4章万用电表及其测试技术4.1概述万用电表简称万用表，万用表是电子测量技术领域中最早出现的测量仪表，它以测量电压、电流、电阻三大参量为主，所以也称为三用表，国家标准中称为复用表。万用表种类繁多，根据其测量原理及测量结果的显示方式进行分类，一般可分为模拟式万用表和数字式万用表两大类。4.2模拟式万用电表4.2.1模拟式万用电表的基本原理4.2.2MF500型万用电表4.2.3MF500型万用电表的使用4.2.4模拟式万用电表应用实例4.2.1模拟式万用电表的基本原理微安表头功能选择V~/I转换R

2、/I转换交流V/I转换量程选择图4-1模拟式万用电表结构框图模拟式万用电表的基本测量过程是通过一定的测量机构，将被测的模拟电量转换成电流信号，再由电流信号去驱动表头指针偏转，通过相应的刻度板读数即可指示出被测量的大小。如图4-2所示。电流信号被测量模拟量测量机构指针偏转测量电路图4-2模拟式万用表的测量原理框图万用表由表头、测量电路及转换开关组成。表头是一个高敏感度的直流电流表（微安表），用以指示被测量的值，是模拟式万用表的核心部件，它的性能是决定万用表主要技术指标的重要因素；测量电路将被测量转换为适合于表头指示的微小直流电流。万用表的测量电路

3、实质上就是多量程的直流电流表、多量程的直流电压表、多量程的交流电压表以及多量程的欧姆表等几种测量电路组合而成。转换开关用以选择不同的测量电路和量程档级，以适应各种测量功能和量程的要求。1．直流电流的测量万用电表的表头是一个动圈式直流电流表，可以直接测量微小的直流电流。常用万用表的表头是一个50μA的直流电流表。若要测量的电流大于表头的最大电流（50μA），就要在表头上并联分流电阻，构成一个多量程的直流电流表，其原理图如图4-3所示。电路中分流电阻R1、R2、R3采用串联接抽头方式，然后再与表头并联，形成分流电路。当转换开关S接到不同位置时，分流

4、电阻阻值不同，以达到变换电流量程的目的。图4-3直流电流表分流原理图万用电表表头是一直流电流表，但由于表头具有一定的内阻R0，电流流过表头就会产生一定的电压降，这个电压的大小与通过的电流成正比。直接用直流电流表头只能测量很低的直流电压值，为了扩展表头测量直流电压的范围，需要在表头串联分压电阻，构成一个多量程的直流电压表，其原理图如图4-4所示。1．直流电流的测量SR0R2R3R1-+（黑）（红）+---—图4-4直流电压表分压原理图电路中分压电阻R1、R2、R3采用串联方式，然后再与表头串联，形成分太电路。当转换开关S接到不同位置时，分压电阻阻

5、值不同，以达到变换电压量程的目的。使直流表头能测交流，必须增设整流电路，将被测的交流变成相应的直流，再作用于直流电流表。整流电路有半波整流和全波整流两种，实际万用表的交流电压测量电路多采用半波整流方式，如图4-5所示。3．交流电压的测量SR2R3R1（红）-+（黑）RR0+---—图4-5交流电压表分压原理图经整流后，流过表头的电流是单向脉动的。电表指针偏转角度正比于半波整流电流的平均值。即表头指针响应于正弦半波平均值。4．直流电阻的测量万用电表的电阻档是一个多量程的欧姆表。测量直流电阻的基本原理电路如图4-6所示。万用表测量电阻，实质是测量流

6、过被测电阻Rx的电流。-Rw+RxR0图4-6中的Rw是零欧姆调整电位器。当被测电阻Rx=∞(即a、b两点开路)时，电路中的电流I为零，表头指针不偏转，指针指向电阻刻度的起始位置（即∞Ω）处。当被测电阻Rx=0（即a、b两端短路）时，电路中的电流I为最大，I=E/（R0+RW），表头指针指向满刻度（即0Ω）处，此时可通过调节RW使之为0。当Rx=R0+RW时，电路中的电流I为满度的一半，表头指针指示在刻度的正中间（即中心电阻值处）。同理，当电路中接入某一确定的被测电阻Rx时，电路中就产生相应的直流电流，表头指针就会有一定的偏转角度。实际测量中，

7、电阻的测量是通过被测电阻中的电流转换现而来。当被测电阻Rx在0至∞之间变化时，表头指针就在满刻度与零电阻值之间变化，根据公式I=E/(R0+Rx+Rw)可得出，电路中的电流与被测电阻是非线性关系，所以，测量电阻的标度尺的分度是不均匀的。被测电阻值越大，电流越小，所以，电阻标度尺是反向刻度的。RRwSR2R3R1+-（红）（黑）R0+---—通常，万用电表测量直流电阻原理图（即欧姆表测量原理）如图4-7所示。图4-7欧姆表电路原理图5．音频电平的测量万用电表可以测量音频电平值。电平是用分贝（dB）单位表示电信号大小的物理量，电平高即电信号强，电平

8、低即电信号弱。从分贝（dB）单位的定义分析，电平是表示电功率变化的相对值，电路中某点电平的高低是以文书点功率与某指定功率的比值的常用对数表示的（即分贝