實驗五萬用電表的使用

1、實驗五 萬用電表的使用實驗?zāi)康?了解萬用電表的結(jié)構(gòu)原理。2學(xué)會正確使用萬用電表測量電學(xué)量。3了解數(shù)字萬用電表的（正確）使用方法。實驗器材指針式萬用電表、數(shù)字式萬用電表、直流電源、實驗裝置板、導(dǎo)線。儀器描述1指針式萬用電表指針式萬用電表種類很多，面板布置不盡相同，但其面板上都有刻度盤、機(jī)械調(diào)零螺絲、轉(zhuǎn)換開關(guān)、歐姆表“調(diào)零”旋鈕和表筆插孔。圖1是MF47型萬用電表的面板圖。 轉(zhuǎn)換開關(guān)是用來選擇萬用電表所測量的項目和量程的。它標(biāo)有“”、“”（或“R”）、“mA”、“A”、“V”等符號，分別表示交流電壓檔、電阻檔、直流毫安檔、直流微安檔、直流電壓檔?！啊?、“mA”、“A”、“V”范圍內(nèi)的數(shù)值為量程，“

2、”（或“R”）范圍內(nèi)的數(shù)值為倍率。在測量交流電壓、直流電流和直流電壓時，應(yīng)在標(biāo)有相應(yīng)符號的標(biāo)度尺上讀數(shù)。例如，當(dāng)選擇旋鈕旋到區(qū)的“10”檔時，測得的電阻值等于指針在刻度線上的讀數(shù)10。測量前如發(fā)現(xiàn)指針偏離刻度線左端的零點時，可轉(zhuǎn)動機(jī)械調(diào)零螺絲進(jìn)行調(diào)整。2數(shù)字式萬用電表數(shù)字式萬用電表的種類也很多，其面板設(shè)置大致相同，都有顯示窗、電源開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)和表筆插孔（型號不同，插孔的作用有可能不同）。圖2是DT831型數(shù)字式萬用電表的面板圖。轉(zhuǎn)換開關(guān)周圍的“”、“DCA”、“ACA”、“ACV”、“DCV”符號分別表示電阻檔、直流電流檔、交流電流檔、交流電壓檔和直流電壓檔。其周圍的數(shù)值均為量程。各檔測量數(shù)

3、據(jù)均由顯示窗以數(shù)字顯示出來。測量時，應(yīng)將電源開關(guān)置于“ON”。測量直流電壓（或交流電壓）時，先將轉(zhuǎn)換開關(guān)旋至DCV（或ACV）區(qū)域的適當(dāng)量程。將黑表棒接入公共（COM）插孔，紅表棒連接于“V”插孔，從顯示窗直接讀數(shù)。在測量直流電流（或交流電流）時，若待測值小于“200mA”，則將紅表棒量及量程。有的萬用電表還可以測量交流電流、音頻功率、阻抗、電容、電感、半導(dǎo)體三極管接在“mA”插孔，黑表棒與公共插孔（COM）相連接，選擇旋鈕置于相應(yīng)量程處。若待測值超過“200mA”，則將紅表棒改接在“10A”插孔，轉(zhuǎn)換開關(guān)旋至“”位置。顯示窗上讀數(shù)即為測量值。測量電阻時，將黑表棒接入公共（COM）插孔，紅表棒

4、連接于“V”插孔。將轉(zhuǎn)換開關(guān)旋到“”區(qū)域的適當(dāng)量程，然后直接從顯示窗中讀出電阻值。值得注意的是在測量時，先要估計被測值，不要讓它超出測量范圍。若顯示“1”或“1”時，表明測量值超出測量范圍。標(biāo)有“！”提示處指明了最大(MAX)測量范圍，測量時應(yīng)特別小心!實驗原理萬用電表是最常見的儀表之一。它可以測量交流電壓、直流電壓、直流電流和電阻等電學(xué)量。雖然萬用電表的準(zhǔn)確度低，但使用方便。因此，在電學(xué)實驗、電工測量、電子測量等方面得到廣泛使用。萬用電表類型很多，但結(jié)構(gòu)上都由表頭、轉(zhuǎn)換開關(guān)、測量電路三部分組成。變動轉(zhuǎn)換開關(guān)，便可選擇不同的測量的穿透電流或直流放大倍數(shù)。1指針式萬用電表指針式萬用電表是由表頭、

5、表盤、表箱、表筆、轉(zhuǎn)換開關(guān)、電阻和整流器構(gòu)成。表頭一般為磁電式電流表。它允許通過的最大電流（滿偏電流）一般為幾微安到幾百微安。在它的表盤上，有多種標(biāo)度尺。轉(zhuǎn)換開關(guān)是由一些固定觸點和活動觸點組成，其作用是使被測對象與表內(nèi)不同測量線路相接。測量電路是由電阻、整流元件、干電池等組成的，其作用是使表頭適用于不同的測量項目和不同的測量范圍。對于不同的測量項目，測量線路的結(jié)構(gòu)是不同的。（1）直流電流檔其表頭本身就是一個測量范圍很小的直流電流表。根據(jù)分流原理，表頭與電阻并聯(lián)就可增大測量范圍。若表頭與不同阻值的電阻并聯(lián)，就可得到不同的量程（即最大測量范圍，也稱“檔”）。并聯(lián)電阻越小，量程也就越大。圖3是多量程

6、直流電流檔原理簡圖。（2）直流電壓檔 表頭本身也是一個量程很小的直流電壓表，其量程為（為表頭滿偏電流，為表頭內(nèi)阻）。根據(jù)分壓原理，表頭與不同的電阻串聯(lián)就能得到不同的量程。圖4是多量程電壓表原理簡圖。（3）交流電壓檔 磁電式表頭內(nèi)永久磁體的磁場方向恒定，當(dāng)通過交流電時，作用在可動部件上的力矩方向?qū)㈦S電流方向的變化而變化。由于表頭可動部分慣性較大，它在某一方向力矩作用下，還來不及轉(zhuǎn)動，力矩的方向又發(fā)生了變化，這樣，表頭的指針實際上不可能轉(zhuǎn)動。所以，必須把交流電轉(zhuǎn)換成直流電，才能測量。圖5是多量程交流電壓表原理圖，圖中、為整流元件。（4）電阻檔 圖6是歐姆表的原理圖，它由表頭、電池、電阻和調(diào)零電阻組

7、成。在、兩端即紅、黑兩表棒之間可接入待測電阻。測量前，先把兩表棒短路即。調(diào)節(jié)調(diào)零電阻使表頭指針指到刻度線右端的滿刻度，即歐姆表的零點。此時，電路中的電流 （1）式中稱為歐姆表的綜合電阻。這一步驟稱為歐姆表的調(diào)零。測量未知電阻時，將它接入兩表棒之間，則電路中的電流為： （2）從上式可見，當(dāng)和恒定時，僅隨而變。它們之間有一一對應(yīng)的關(guān)系。如果在刻度線上不同位置刻出相應(yīng)的電阻值，那末在測量未知電阻時就可以在刻度線上直接讀出被測電阻的數(shù)值。從公式（2）還可以看出，越大、越小，表頭指針偏轉(zhuǎn)的角度越小，刻度的間隔也越小。當(dāng)，即、間開路，指針在刻度線左端位置不動，所以刻度線左端的歐姆刻度為。當(dāng)時，指針將在刻度

8、線的中央，所以又稱為中值電阻。綜上所述，當(dāng)在之間變化時，指針將在刻度線右端到左端位置間變化，正好與電流表、電壓表的刻度相反。另外，標(biāo)尺的刻度是不均勻的，越大，刻度越密。讀數(shù)時必須注意。為了精細(xì)地讀數(shù)，萬用電表中歐姆檔都有多種檔次。不同檔次的中值電阻是不同的，不同檔次之間通常采用十進(jìn)制。具體線路較復(fù)雜，不在這里講述了。測量時，究竟應(yīng)選擇哪一檔次，這要看被測電阻的值而定。原則上應(yīng)盡量選用在該檔次的中值電阻附近。應(yīng)該指出，由于新舊電池內(nèi)阻的變化，或者在換檔使用時，由于電路參數(shù)的變化，式（1）的條件往往不能滿足。就是說，當(dāng)時，電路中的電流將不等于，表頭的指針并不指在刻度線右端的零歐姆處，產(chǎn)生了系統(tǒng)誤差

9、。因此測量前必須通過調(diào)零，以改變的阻值來滿足式（1）的要求，從而達(dá)到與的函數(shù)關(guān)系式（2）不變的目的。2數(shù)字式萬用電表數(shù)字式萬用表是根據(jù)模擬量與數(shù)字量之間的轉(zhuǎn)換來完成測量的，它能用數(shù)字把測量結(jié)果顯示出來。其原理方框圖如圖7 所示，主要包括直流電壓變換器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、計數(shù)器、顯示器和邏輯控制電路等部件。直流電壓變換器的作用是把被測量(如電流、電阻等)變換為電壓；模數(shù)轉(zhuǎn)換器則是把電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字量；計數(shù)器可對數(shù)字量進(jìn)行運算，再把結(jié)果經(jīng)過譯碼系統(tǒng)送往顯示器進(jìn)行數(shù)字顯示；邏輯控制電路主要對整機(jī)進(jìn)行控制及協(xié)調(diào)各部件的工作，并能使其自動重復(fù)進(jìn)行測量。實驗步驟1準(zhǔn)備（1）觀察萬用表。仔細(xì)觀察萬用表板面，認(rèn)清各標(biāo)

10、度尺的意義，并弄清“轉(zhuǎn)換開關(guān)”和歐姆“調(diào)零”旋鈕的使用。（2）注意指針是否指“0”。若不指“0”，調(diào)節(jié)“機(jī)械調(diào)零”旋鈕，使指針指“0”。（3）接好表筆（紅表筆應(yīng)插入標(biāo)有“+”號的孔）。（4）根據(jù)待測量的種類（交流或直流電壓、電流或電阻等）及大小，將“選擇開關(guān)”撥到合適的位置。若不知待測量的大小，應(yīng)選擇最大量程（或倍率）先行試測。若指針偏轉(zhuǎn)程度太小，可逐次選擇較小量程（或倍率）。2測量（1）測出實驗板所給的電阻、的阻值。（2）測出實驗板所給的半導(dǎo)體二極管、的正、反向電阻阻值。（黑表筆為正電壓端）。（3）觀察電解電容的漏電電流（用“”檔）。（4）把直流電源調(diào)至5V左右（不得超過6V），并把實驗板接

11、到電源上，注意正、負(fù)端（紅接正、黑接負(fù)），將開關(guān)合上（打在ON處），紅色燈泡即“亮”。將萬用電表轉(zhuǎn)換開關(guān)置于直流電壓檔（DC10V），測出此時燈泡兩端的電壓值。（5）將開關(guān)斷開（打在OFF處），燈泡熄滅，將萬用電表轉(zhuǎn)換開關(guān)置于直流電流檔（DC500mA），將紅表筆接“1”，黑表筆接“2”，燈泡變亮，測出此時的直流電流值。（6）重復(fù)（1）（5）步測出五組數(shù)據(jù)記錄表中。（7）用數(shù)字萬用電表重復(fù)上述實驗。數(shù)據(jù)記錄與處理表型次數(shù)電 阻二 極 管電解電容小 燈 泡指針式12345數(shù)字式12345注意事項1在測量電阻時，人的兩只手不要同時和測試棒一起搭在內(nèi)阻的兩端，以避免人體電阻的并入。2若使用“1”檔測

12、量電阻時，應(yīng)盡量縮短萬用電表使用時間，以減少萬用電表內(nèi)電池的電能消耗。 3測電阻時，每次換檔后都要調(diào)節(jié)零點，若不能調(diào)零，則必須更換新電池。切勿用力再旋“調(diào)零”旋鈕，以免損壞。此外，不要雙手同時接觸兩支表筆的金屬部分，測量高阻值電阻更要注意。4在電路中測量某一電阻的阻值時，應(yīng)切斷電源，并將電阻的一端斷開。更不能用萬用電表測電源內(nèi)阻。若電路中有電容，應(yīng)先放電。也不能測額定電流很小的電阻（如靈敏電流計的內(nèi)阻等）。5測直流電流或直流電壓時，紅表筆應(yīng)接入電路中高電位一端（或電流總是從紅表筆流入電表）。6測量電流時，萬用電表必須與待測對象串聯(lián)；測電壓時，它必須與待測對象并聯(lián)。7測電流或電壓時，手不要接觸表筆金屬部分，以免