萬(wàn)用表的結(jié)構(gòu)和工作原理演示幻燈片

1、1,萬(wàn)用表的結(jié)構(gòu)及其工作原理,一、萬(wàn)用表的結(jié)構(gòu) 萬(wàn)用表主要由磁電系表頭、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)和測(cè)量線路組成。 1 表頭 表頭是萬(wàn)用表的關(guān)鍵部件，萬(wàn)用表的許多性能都是由表頭決定的，表頭的作用用以指示被測(cè)量的數(shù)值。萬(wàn)用表的表頭都是采用高靈敏度的磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)，表頭的滿偏電流常為幾十微安，滿偏電流越小，靈敏度越高，測(cè)量電壓時(shí)儀表的內(nèi)阻就越大。一般的萬(wàn)用表，直流電壓檔內(nèi)阻（即萬(wàn)用表測(cè)量每伏電壓所具有的內(nèi)阻）可達(dá)20K100K/V，交流電壓檔內(nèi)阻一般要低一些。,2,2 轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān) 萬(wàn)用表中的 轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)是重要部件，它的作用是選擇測(cè)量線路、改變測(cè)量范圍。 3 測(cè)量線路 測(cè)量線路作用是用來(lái)把各種被測(cè)量轉(zhuǎn)換到適合表頭測(cè)量的直

2、流的微小電流。 測(cè)量線路中使用的電阻元件主要是線繞電阻和金屬膜（早期的萬(wàn)用表用碳膜，如本次修的MF30）電阻。低阻值電阻用錳銅材料制成線繞電阻，較高阻值用金屬膜電阻。線路中的可調(diào)電阻一般都采用線繞電位器。,3,由于萬(wàn)用表的測(cè)量對(duì)象多，測(cè)量量程范圍寬，所以要比普通儀表的測(cè)量線路復(fù)雜，但其測(cè)量原理與普通儀表仍是一致的。例如：測(cè)量電流依靠分流電阻擴(kuò)大量程；測(cè)量電壓采用分壓電阻擴(kuò)大量程等。,4,二、萬(wàn)用表的工作原理,2.1表頭 2.1.1表頭參數(shù)的測(cè)定 萬(wàn)用表表頭滿偏時(shí)允許通過(guò)的電流，用Ig表示，表頭內(nèi)阻用Rg表示，其等效電路如圖1所示。,圖1 表頭等效電路圖 2測(cè)表頭滿偏電流和內(nèi)阻,5,（一）測(cè)Ig

3、 1）將直流恒流源置于2mA檔，并將輸出細(xì)調(diào)調(diào)到最小，然后按圖2所示接好電路圖，R為十進(jìn)制可調(diào)電阻箱，注意極性！ 2）開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，慢慢調(diào)節(jié)輸出細(xì)調(diào)旋鈕，觀察表頭指針偏轉(zhuǎn)，直到滿偏，記下恒流源的輸出電流，即為Ig（約46） （二）測(cè)Rg：采用半偏法 在圖2中，保持電流源輸出電流不變，閉合開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值，使表頭的指針指在1/2滿偏位置,6,2.2表頭擴(kuò)程為基本表,做法:先將原表頭的靈敏度擴(kuò)展成最接近的簡(jiǎn)單的整數(shù),7,2.3指針式萬(wàn)用表最基本的的工作原理,指針式萬(wàn)用表最基本的的工作原理如圖所示,8,2.3.1直流電流測(cè)量線路設(shè)計(jì)計(jì)算,開(kāi)路個(gè)別轉(zhuǎn)換式分流電路 閉路抽頭轉(zhuǎn)換式分流電阻,9,在

4、工藝上，為了便于調(diào)整，修理和成批生產(chǎn)，大多采用整K值，表頭上再串聯(lián)一只可變線繞電阻，這樣一來(lái)，當(dāng)表頭參數(shù)有所變動(dòng)時(shí)，可得到補(bǔ)償。,10,11,12,13,2.3.2直流電壓測(cè)量線路設(shè)計(jì),用串聯(lián)電阻擴(kuò)大電壓量限的基本原理 直流電壓靈敏度 :電壓表測(cè)每伏直流電壓所需要的阻值，叫做“直流電壓靈敏度”，它在數(shù)值上等于該表電流靈敏度的倒數(shù)，即 直流電壓靈敏度1/ 例如電流表的靈敏度為100A，用它構(gòu)成電壓表，其直流電壓靈敏 直流電壓靈敏度越高，流徑表的電流越小，測(cè)量結(jié)果越準(zhǔn)。,14,15,2.3.3交流電壓測(cè)量線路設(shè)計(jì),整流電路,16,17,2.3.4歐姆檔測(cè)量線路的設(shè)計(jì),一般設(shè)計(jì)原理圖 歐姆中心值概念

5、 歐姆調(diào)零,18,19,20,二、萬(wàn)用表的工作原理,總電路圖,21,1 .MF30直流電壓、電流測(cè)量電路,22,測(cè)量直流電流原理電路圖,可以簡(jiǎn)化為右圖所示,總靈敏度調(diào)節(jié),23,計(jì)算各檔分流阻值,其中 為I=50A時(shí)閉路分流電阻的總和，即,則,同理,根據(jù)MF30所給參數(shù)，,可算出I=50mA時(shí),所以對(duì)應(yīng)I1=500mA時(shí)的分流電阻,I2=50 mA時(shí)的分流電阻,I3=5 mA時(shí)的分流電阻,I4=0.5 mA時(shí)的分流電阻,所以,根據(jù)KCL及并聯(lián)特點(diǎn)可得式,24,測(cè)量直流電壓原理電路,分壓電阻計(jì)算,25,2.歐姆表,26,流過(guò)被測(cè)電阻的電流,當(dāng) =0時(shí)，電流表偏轉(zhuǎn)最大，為使不同檔的 電阻在短路時(shí)都能

6、滿偏，RW3調(diào)零電位器，稱為歐姆調(diào)零,當(dāng) =R時(shí)，電流表偏轉(zhuǎn)為滿偏時(shí)的一半，此時(shí)R值稱為歐姆中心值。,歐姆電路圖及工作原理,27,由歐姆表的刻度特性可知，歐姆標(biāo)尺的有效使用范圍一般只在,范圍內(nèi)，超出這個(gè)范圍就會(huì)引起很大的誤差。所以，一個(gè)量程并不能滿足所有范圍電阻測(cè)量的需要。,為了測(cè)量不同大小的電阻，并且又能夠共用一條標(biāo)尺，萬(wàn)用表的測(cè)量線路都是做成多量程的，根據(jù)歐姆中心值可以按十進(jìn)制擴(kuò)大其量限。例如 R1的歐姆中心值為24，那么其他各檔的歐姆中心值就取240，2400，從而構(gòu)成R1（標(biāo)準(zhǔn)檔）、10、100、1K、10K等多倍率檔的歐姆表。在測(cè)量時(shí)，只需將歐姆表的讀數(shù)乘以所選用的倍率就可得到被測(cè)量

7、電阻值。,10倍歐姆中心值的刻度,歐姆表量程的擴(kuò)大程,擴(kuò)大方法,改變分流電阻值：,提高電池電壓：,保持電池電壓不變，通過(guò)量程轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S的切換，改變與表頭并聯(lián)的分流阻，即低阻檔用小的分流電阻，高阻檔必用大的分流電阻，這樣，當(dāng)開(kāi)關(guān)位于高阻檔時(shí)，雖然被測(cè)量電阻增大，整個(gè)電路電流減少，但通過(guò)表頭的電流依然大，保證了表頭應(yīng)有的靈敏度。同時(shí)，相同的指針數(shù)所表示的被測(cè)電阻值也擴(kuò)大了，因?yàn)闅W姆表的中心阻值等于它的總內(nèi)阻各檔的串聯(lián)電阻應(yīng)選擇得使儀表在各檔時(shí)的總內(nèi)阻相應(yīng)各檔的歐姆中心值相等。電位器RP作歐姆調(diào)零用，一般萬(wàn)用表的電阻檔都采用這種辦法來(lái)擴(kuò)大量程。,提高電池電壓可以提高表頭的電流，從而使電阻量程得到擴(kuò)大

8、為了得到較高的 電壓，萬(wàn)用表中通常采用積層電池。,28,萬(wàn)用表歐姆檔的正確使用,使用萬(wàn)用表的歐姆檔時(shí)要注意： 注意量項(xiàng)：萬(wàn)用表的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)全都放置在測(cè)量電阻的位置上。 嚴(yán)禁帶電測(cè)量：不能測(cè)量帶電情形下的電阻，要在被測(cè)電阻與其他器件隔離開(kāi)時(shí)進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量時(shí)注意不要用兩只手同時(shí)接觸萬(wàn)用表的測(cè)試棒導(dǎo)體部分，否則儀表指示值反映的是人體電阻與被測(cè)阻并聯(lián)等效電阻。 歐姆調(diào)零：每更換量限都要先進(jìn)行零歐姆調(diào)整，將兩根測(cè)試棒短接，調(diào)整零歐姆調(diào)整器使指針指向零歐姆處，然后再開(kāi)始測(cè)量。 選擇量程：適當(dāng)選擇歐姆檔的量限，使指示值接近歐姆表標(biāo)尺的中間即歐姆中心值附近，大約0.1R10R范圍較準(zhǔn)確。（R為歐姆中心值） 此外

9、，應(yīng)用歐姆表測(cè)晶體管參數(shù)時(shí)應(yīng)避免電流過(guò)大或電壓過(guò)高而損壞被測(cè)晶體管，常用“R100”或“R1K”檔。 注意表筆與表內(nèi)電池所接的極性：在利用萬(wàn)用表歐姆檔測(cè)晶體二極管正反向電阻時(shí)，應(yīng)記住“+”插孔接的是表內(nèi)電池的負(fù)極 注意讀數(shù)：萬(wàn)用表常有“R1”、“R10”、“R100”、“R1K”、等各檔并共用一條標(biāo)尺，測(cè)量時(shí)，儀表指針?biāo)笜?biāo)尺處的數(shù)值乘以這些倍數(shù)便可得到被測(cè)電阻值。,29,3.測(cè)量交流電壓原理電路,交流電壓靈敏度5000/V,交流調(diào)整電位器,30,4 萬(wàn)用表的保護(hù)原理,1.二極管（并在表頭）：如圖所示,D1、D2為兩只硅二極管，分別與表頭并聯(lián)，但管子極性相反。從硅二極客的伏安特性上可以看出，當(dāng)

10、正向電壓在00.15V時(shí)，正反向電流都幾乎截止，僅當(dāng)正向電壓超過(guò)導(dǎo)通電壓（約0.60.7V）時(shí)才導(dǎo)通。若正向電流繼續(xù)增大，硅二極管的壓降基本穩(wěn)定在正向?qū)妷荷?。圖中D1起保護(hù)表頭的作用，即使誤撥電流檔去測(cè)電壓，也不至于燒壞表頭（但可能燒壞分流電阻）。 D2的作用是，當(dāng)兩支表筆位置插反而又發(fā)生過(guò)載時(shí)，起到保護(hù)表頭的作用。二極管分流保護(hù)時(shí)間為4S。,2保險(xiǎn)絲：0.5A加在電路的入口，主要起保護(hù)電路作用，也可起保護(hù)表頭。,特別注意：即使加了保護(hù)電路，仍有燒表或燒元件的危險(xiǎn)。 操作時(shí)務(wù)必謹(jǐn)慎細(xì)心，避免發(fā)生過(guò)載！,返回,31,三、如何正確使用萬(wàn)用表,使用萬(wàn)用表時(shí)，必須注意下幾點(diǎn)： 1 要正確選擇被測(cè)量

11、對(duì)象及其量限的檔位 萬(wàn)用表的測(cè)量對(duì)象多、量限多，使用時(shí)一定要注意調(diào)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的測(cè)量檔位，否則會(huì)損壞儀表。如果不知道被測(cè)量是交流還是直流，可先用交流檔試測(cè)。如果不知道被電壓和電流的大小范圍，應(yīng)從大量限試起，然后逐漸減小量限。使用萬(wàn)用表測(cè)量電壓、電流時(shí)，應(yīng)盡可能選擇量限使儀表的指示值超過(guò)所用儀表標(biāo)尺的一半。測(cè)量電阻時(shí)，應(yīng)使被測(cè)量電阻盡量接近標(biāo)尺的中心。 測(cè)量完畢后，應(yīng)將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)置 于交流電壓最高檔或空檔上，這樣，可以防止在下次測(cè)量時(shí)由于粗心而發(fā)生事故。 2 接線要正確 測(cè)量電流時(shí)，儀表應(yīng)和被測(cè)支路串聯(lián)，使被測(cè)電流流過(guò)萬(wàn)用表；測(cè)電壓時(shí)，儀表應(yīng)和被 測(cè)電路并聯(lián)，使電壓加在儀表兩端。并要注意極性。 3

12、操作要正確 使用萬(wàn)用表要膽大心細(xì)，使用前做到心中有數(shù)，并且注意： 在測(cè)量高電壓或大電流時(shí)不能在通電情況下切換轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。 嚴(yán)禁在被測(cè)電阻帶電的情況下，進(jìn)行電阻的測(cè)量。否則，由于被測(cè)電阻上電壓的串入，不僅會(huì)嚴(yán)重歪曲測(cè)量結(jié)果，甚至可能燒毀表頭。萬(wàn)用表的歐姆檔如何正確使用，見(jiàn)前說(shuō)明。 測(cè)量直流高壓時(shí)要有足夠的絕緣及相應(yīng)的技術(shù)措施（例如操作人員應(yīng)穿絕緣靴并站在絕緣墊上）。 4 讀數(shù)要正確 萬(wàn)用表的標(biāo)尺有好幾條刻度線見(jiàn)圖MF-30型萬(wàn)用表的面板圖。一定要認(rèn)清該讀的刻度線，不能交直流串用，更不能看錯(cuò)讀錯(cuò)。 一般萬(wàn)用表的準(zhǔn)確度為2.5級(jí)或5.0級(jí)?？筛鶕?jù)準(zhǔn)確度以及測(cè)量所選取的量限儀表的指示值該記錄幾位有效數(shù)字

13、。,32,四、怎樣檢查和調(diào)修萬(wàn)用表的故障？,工具：好萬(wàn)用表一塊、好電阻箱一個(gè),基礎(chǔ)：熟悉萬(wàn)用表原理、結(jié)構(gòu)、了解萬(wàn)用表經(jīng)常容易損壞元件及故障點(diǎn)。,2 初步鑒定 外部鑒定，觀看檢查萬(wàn)用表外部的表殼、端鈕、旋鈕及其它附件等有無(wú)損傷，表頭有無(wú)故障現(xiàn) 象，旋鈕是否旋轉(zhuǎn)靈活自由等。 內(nèi)部檢查，打開(kāi)表殼，檢查儀表內(nèi)部機(jī)械零件、電氣元件、電路接線、開(kāi)關(guān)觸頭等有無(wú)燒損、 脫焊和斷裂接觸不良等形象，若明顯有機(jī)械零件或電氣元件損傷脫焊，則應(yīng)及時(shí)進(jìn)行焊接更換。 特別要檢查保險(xiǎn)是否良好，電池是否夠電。 檢查保險(xiǎn)：用R1檔，MF30阻值應(yīng)低于0。8，大于0。8不能用。 檢查電池：用直流電壓檔2.5V測(cè)量，新電池應(yīng)大于1.

14、5V，舊電池小于1.5V（可并30 的電阻， 若低于1.4V不適用于萬(wàn)用表，低于1.3V不能用。,3 表頭檢查： R1檔，指針不能回0，繼續(xù)用R10、 R100都無(wú)反映，故障存在 500mA：用待檢修的萬(wàn)用表測(cè)量低于1.5V的舊電池，基本應(yīng)滿偏，否則用50mA，若無(wú)反映，表頭可能有問(wèn)題。 表頭：紅線斷開(kāi)，用好萬(wàn)用表R 1K（內(nèi)阻最大，電流最小，電壓1.5V）測(cè)表頭：黑表筆接紅線，紅表筆接黑線，如果表頭好，則指針滿偏，否則故障。不偏時(shí)，將保護(hù)二極管斷開(kāi)，再重復(fù)，若不偏，表頭壞。,1 做好充分的準(zhǔn)備工作： 清潔工作臺(tái)，并備齊所用工具，材料及待修萬(wàn)用表的使用說(shuō)明書(shū)、工作原理圖等。 精讀待調(diào)修萬(wàn)用表的

15、使用說(shuō)明書(shū)及工作原理圖。掌握待調(diào)修萬(wàn)用表的結(jié)構(gòu)、功能以及主要技術(shù)參數(shù)等，并對(duì)原理圖進(jìn)行全面的分析，掌握電路的工作原理。在全面了解待調(diào)修萬(wàn)用表工作原理的基礎(chǔ)上對(duì)萬(wàn)用表的基礎(chǔ)電路直流電流測(cè)量電路進(jìn)行精細(xì)地分析，弄清工作原理及其與整體電路的連接關(guān)系等。,33,4 測(cè)量線路的調(diào)修,直流電流檔調(diào)修,直流電流檔所出現(xiàn)的故障多是由于使用者誤操作，在測(cè)量直流電流的檔位上測(cè)量較大的電壓，引起分流電阻值的嚴(yán)重變化，甚至燒毀而造成的。打開(kāi)表殼之后，按照轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)檔位，可以很容易地找到損壞的電阻。有技術(shù)圖紙資料，可以按原阻值更新之后，稍做調(diào)整。如果不了解原阻值，可以按下述方法推導(dǎo)。,所以只要知道各量程的電流值，即可通過(guò)

16、測(cè)量各量程的分流電阻值，按上式求得欲知的電阻。例如，經(jīng)檢查閉路電阻 燒壞，由該式得,只要測(cè)得 的電阻值，就可以方便地確定 的理論值, 如直流電流檔完好，則用直流2.5V檔測(cè)舊電池的電壓，若指示正確則無(wú)故障，否則有故障。,34,直流電流檔常見(jiàn)故障及調(diào)修,電阻檔調(diào)修,在萬(wàn)用表中，電阻檔是最易發(fā)生故障的部分。操作者在測(cè)量電阻時(shí)，帶電操作或是將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)置于電阻檔時(shí)誤測(cè)電壓和電流，都可能引起電阻檔線路損壞；內(nèi)附干電池的接觸情況、端電壓是否在有效電壓范圍內(nèi)等，都會(huì)影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。,35,電阻檔常見(jiàn)故障及調(diào)修,36,直流電壓檔調(diào)修,造成電壓檔示值誤差大或無(wú)指示的主要原因是由于操作者誤操作。在低電壓檔測(cè)量高

17、電壓，損壞了串聯(lián)附加電阻。這種情況在打開(kāi)表殼之后，可以很容易地發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)。利用電壓靈敏度，按照電壓量程計(jì)算，將已損壞的電阻更新，稍做調(diào)整就可以排除故障。調(diào)修順序是從小量程檔開(kāi)始。,直流電壓檔故障現(xiàn)象及調(diào)修,37, 交流電壓檔調(diào)修,交流電壓檔常見(jiàn)故障及調(diào)修,38,易損元件的調(diào)修,所有的機(jī)械元件都有可能成為易損點(diǎn),插座：是否接觸良好,電位器：是否存在脫焊,轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)：動(dòng)、靜觸片是否接觸良好，有否油污,萬(wàn)用表的校驗(yàn),直流電壓、電流檔校驗(yàn)分別用500mA、直流2.5V檔測(cè)舊電池，應(yīng)為正常偏轉(zhuǎn)。電阻檔的校驗(yàn)分別用電阻檔R1、 R10 、 R100、 R1K去測(cè)標(biāo)準(zhǔn)電阻10、100 、1000 9000的電

18、阻，基本符合則為正常。,問(wèn)題：,1萬(wàn)用表測(cè)量直流電流時(shí)，表針不偏轉(zhuǎn)無(wú)指示，試分析其故障原因。,此類故障的原因有兩個(gè)方面：其一是，萬(wàn)用表表頭已損壞無(wú)法指示，其二是，測(cè)量電路不通。具體原因有：萬(wàn)用表表頭被短路或表頭的線圈脫焊或斷路。表頭串聯(lián)電阻損壞或脫焊轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)接觸不良斷路,39,2用萬(wàn)用表電阻測(cè)量檔測(cè)量電阻時(shí)，無(wú)論被測(cè)阻值大小表針均無(wú)指示，試分析此萬(wàn)用表的故障原因。,故障現(xiàn)象說(shuō)明，萬(wàn)用表的測(cè)量電路不通有斷點(diǎn)，萬(wàn)用表歐姆檔電路通的故障原因有： 轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)公共觸點(diǎn)引線斷開(kāi)或脫焊。調(diào)零電位器中的焊點(diǎn)引線斷開(kāi)或脫焊。電池?zé)o電或電池引線斷線或脫焊等。,3測(cè)量前萬(wàn)用表歐姆檔調(diào)零時(shí)，無(wú)論調(diào)零器怎樣調(diào)整，萬(wàn)用表表針均調(diào)不到零位（過(guò)零或不到零），試說(shuō)明此故障的原因。,萬(wàn)用表電阻檔指針調(diào)不到零位，說(shuō)明供給表頭的電流較大或較小的原因所至。而供給表頭電流大的原因有各檔分流電阻斷路（燒壞）。轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)靜動(dòng)觸頭接觸不好。直流電流檔分流電阻燒壞。供給表頭電流小的原因有電池消耗較大容量不足。 轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)靜動(dòng)觸頭接觸不良，接觸電阻增大。 測(cè)量電路中的串聯(lián)電阻增大，壓降過(guò)大