指针式万用表的原理与检修.pdf

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1、指针式万用表的原理与检修万用表是电子爱好者必备的工具，虽然现在有各种各样的数字式万用表，但指针式万用表以其特有的一些优点，如读数直观、形象等，在某些情况下的测量是优于数字式万用表的，所以仍然有很多人喜欢使用指针式万用表。关于指针式万用表的资料虽然不少，但比较详细透彻的介绍并不多，本文以初学者使用较多的MF47和MF50型指针式万用表为例，尝试较详细地介绍其电路部分的工作原理及一些检修事项。一、基本原理与结构1．基本原理指针式万用表（以下简称万用表）的核心是一只直流微安表，一般称为表头。万用表的很多重要性能，如灵敏度、准确度等级、阻尼

2、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。MF47型和MF50型万用表表头的灵敏度分别是46.2μA和83.3μA。由于表头只能通过几十微安的电流，所以要用于实际测量就必须加以扩展，加入测量电路，把被测的电量转化为适合于表头要求的满偏电流以内。测量电路一般包括并联分流电路、串联分压电路和整流电路，以及在串联分压和并联分流基础上再加入电源扩展为可测量电阻的电路等，如图1所示。（a）测量直流电流（

3、b）测量直流电压（c）测量电阻图1微安表扩展测量电流、电压和电阻的原理2．结构万用表主要由三部分组成：表头、测量电路和转换开关。表头如前所述是一只直流微安表，而测量电路的作用则是把被测的电量转换为适合于表头要求的满偏电流以内。对MF47型万用表来说，在通过测量电路之后，应该使通过表头的电流限定在直流46.2μA以内，而对于MF50型万用表来说，这个电流则是限定在83.3μA以内。转换开关是用来选择各种不同的测量电路，以实现不同种类和不同量程的测量要求。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

4、确、触点接触可靠等，这也是选购万用表时应重点检查的一个项目。二、工作原理1．最小量程及直流电流测量电路由于表头只能通过很小的电流且一般不是某个整数，而测量电路的各个量程一般是某个最小整数值的倍数，所以就要求有一个测量的最小量程，其它各个量程只需在最小量程的基础上加入不同的测量电路即可。MF47型万用表的最小量程是50μA（0.25V），其它的直流电流量程都是在此基础上再并联不同的分流电阻组成。如图2中的0.025Ω、0.47Ω、5Ω、50.5Ω、555Ω五个电阻即是并联的分流电阻，除去上述五个电阻就是MF47型万用表的最小量程电路。

5、当选择500mA量程时，电流主要流过0.47Ω和0.025Ω所形成的通路，最多只允许有50μA的电流流过最小量程电路，即不超过50μA的电流经过2.69kΩ电阻，再经串联的20kΩ和10kΩ电阻分流，最后只有不到46.2μA的电流流经直流微安表。MF50型万用表的最小量程是100μA，如图3所示。不同于MF47型万用表的是没有再并联单独的分1流电阻，而是直接用最小量程中串联的不同阻值的电阻作为分流电阻，即“一阻二用”，分流电阻本身除了为不同量程的电流分流外，还是最小量程电路的一部分。从图中可看出，当使用2.5A量程时，电流主要流过0

6、.3Ω电阻，只有不超过83.3μA的电流经2.7Ω、27Ω、270Ω……510Ω、1000Ω可调电阻等流过微安表头；当使用250mA量程时，电流主要流过串联的0.3Ω和2.7Ω两个电阻等。图2MF47型万用表的最小量程及直流电流测量电路图3MF50型万用表的最小量程及直流电流测量电路为了防止表笔反接及电流过大损坏表头，加入了如图2和图3中与直流微安表头相并联的两个二极管，其平时不起作用。并联的电容主要起阻尼作用，使指针摆动较为平顺，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。2．直流电压的测量在直

7、流电路中，电流、电阻、电压间的关系是符合欧姆定律的。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。MF47和MF50型万用表直流电压档的电原理图如图4和图5所示。由于MF47型万用表的灵敏度较高，最小量程只有50μA，是MF50型万用表100μA的一半，在高电压量程，所串联的电

8、阻阻值会很大，如500V量程就应串联将近10MΩ的电阻，这会造成测量精度下降等。为了解决这一问题，MF47型万用表在250V以上的量程除了串联电阻外，还并联了一个4.15kΩ的电阻分流，以减小串联电阻的阻值，如图4所示。2图4和图5中