【正文】 被測電流的范圍，就要根據(jù)所測電流在表頭上并聯(lián)合適的分流電阻，使流過表頭的電流為被測電流的一部分，被測電流愈大，分流電阻愈小。萬用表的直流電流擋是多量程的，由轉換開關的位置改變量程。通常采用閉環(huán)抽頭轉換式分流電路，如圖11－1所示。因考慮各測量電路共用一個表頭，在表頭支路中串聯(lián)可變電阻W1(300Ω)用作校準時使用，另外串聯(lián)電位器W2(850Ω)作為歐姆擋調零時使用。這時表頭支路電阻，表頭靈敏度仍然不變。如圖11－1所示分流電阻值計算如下： 設： 當在最小量程擋，最小量程擋電流為時，由分流關系 （） 得： （） 因此，如圖11－1, 已知Rg、I1 、I2 、I3 、I4,可以先算出R R R R4再求出分流電阻rrr r4從而完成直流電流測試電路的參數(shù)計算。 圖13－1 多量程電流表這種測量直流電流電路的優(yōu)點是，當轉換開關接觸不良時，被測電流不會流人表頭，對表頭來說是安全的，因而獲得廣泛應用。缺點是分流電阻值計算較繁瑣。舉例說明： 電流表量程I1=1mA。 I2=10mA。 I3=100mA。 I4=500mA設微安表的量程Ig=150uA, 內阻Rg=。W1=300Ω，W2=850Ω, Rg’=3 KΩ。Ug’=150*103*3= =441Ω R2=44Ω R3= R4= R3= 3．直流電壓測量電路的計算根據(jù)歐姆定律U=IR，一只靈敏度為I0、內阻為r0的表頭本身就是一只量限為U0＝Ioro的電壓表，但可測量的范圍很小。若要測量較高的電壓，并且要有多個量程，應采用圖11－2所示并串式分壓電路，它是常用的直流電壓測量電路，實際上是在直流電流測量電路的基礎上，串聯(lián)適當?shù)碾娮瓒M成的。圖中保留了電流擋的分流電阻R1，為了提高電壓表內阻，還串聯(lián)了電阻，可根據(jù)已知電壓靈敏度m求出。 圖13－2 直流電壓測量電路 （1）串聯(lián)電阻的計算 測量每伏電壓所需的內阻值，即為電壓靈敏度，用下式表示 所以有 ()式中，mk為電壓靈敏度，R0k為k擋內阻，Uk為k擋量程。 Ul量程擋的內阻為 而 其中令 故串聯(lián)電阻 () 選擇電阻元件時用了兩個電阻串聯(lián)，即，為固定值，在校準直流電壓擋時使用。 （2）各擋內阻值與各擋串聯(lián)電阻值的計算 設量程UUUUU5的內阻分別為只R0R0R0R0R05，由式()可分別求出各擋內阻值，即，而直流電壓測量電路中各擋的內阻R0k與各擋串聯(lián)電阻值Rj的關系為 () 用式（）和式（），結合圖11－2就可計算出各擋串聯(lián)的電阻值RRRR 4．交流電壓測量電路的計算現(xiàn)有的萬用表表頭幾乎全部使用磁電系的。磁電系表頭不能直接測量交流電，必須先將交流電壓經(jīng)整流電路變換成直流電壓，使表頭指針偏轉，再根據(jù)整流后的直流電壓與被測正弦交流電壓有效值之間的關系，確定被測正弦交流電壓的有效值。這種由磁電系表頭與整流電路構成的測量交流電壓的電表，稱為整流系儀表。圖133是串并式半波整流交流電壓測量電路。 其中DD2是整流二極管；為了提高內阻，串聯(lián)了電阻；R8是直流電壓擋的分壓電阻，在這里可與直流擋共用。 （1）串聯(lián)電阻的計算 ，Ul量程擋的內阻 ()式中，RD1為二極管正向工作電阻(可查手冊得到其值，一般半導體二極管的正向電阻為幾百歐左右)；Rab,為考慮半波整流波形影響，ab兩端的等效電阻。 半波整流時，波形因數(shù)k為 （）式中，Ieff為正弦電流有效值，Iav為半波整流后的電流平均值。因此 ()由式()又可得U1量程擋內阻 R01電壓靈敏度n量程Ul則 () 電位器W1的右邊滑動觸頭是用來在校準時調節(jié)表頭支路電流的，以提高電壓表的準確度。 （2）各量程內阻和各擋串聯(lián)電阻值的計算 Uk量程擋內阻R0k：電壓靈敏度n量程Uk () 根據(jù)計算出的各量程內阻值Rok,，計算各擋串聯(lián)電阻值RRR11。 注意，此電路各擋串聯(lián)電阻值的計算結果分別與直流電壓各擋串聯(lián)電阻值相等，所以兩種測量電路可以共用電阻。 5．電阻測量電路的計算 用萬用表測量電流和電壓時，由于被測電路本身已有電流和電壓，所以不必另加電源。但是在測量電阻時，由于被測電阻上沒有電流和電壓，就需要另加電源，使表頭指針能夠隨著被測電阻的大小做不同程度的偏轉。 。圖中U1為9V層疊電池。 （1）中心電阻只Rn 設歐姆表直流電源電壓為US，當a、b兩端短路時，調節(jié)RS使表頭指針達到滿偏。由歐姆定律得圖114（a）所示電路中電流I為 且 ()式中，R為歐姆表內阻。當被測電阻Rx接于 a、b兩端，且有Rx=R時，則電路中的電流I將相應減少為(1/2)I0。 表頭指針偏轉到表盤的中心位置，稱此時R值為歐姆表的中心電阻Rn。一般設計計算歐姆表電阻是先求出最大量程擋時的中心電阻值，如圖114（b）中先計算出“l(fā)k”擋的，其它各擋中心電阻用并聯(lián)電阻的方法依次降低10倍。根據(jù)已給定的“1”擋中心電阻，則“10”擋中心電阻為10Rn1，“100”擋中心電阻為100Rl，“l(fā)k”擋為1 000Rn1，并由此可計算串聯(lián)電阻R1R17及各擋并聯(lián)電阻。 中心電阻對歐姆表是十分重要的一個參數(shù)，它確定后，歐姆表的標尺刻度就可確定。歐姆表量程的設計都以中心位置刻度為準，然后分別求出相當于各個被測電阻Rx的刻度值。 由上述可知，各擋中心電阻等于該擋內阻值。將轉換開關置“l(fā)k”擋位置時，歐姆表內阻Rlk為 其中 所以 ()此時，表頭滿偏轉電流值(兩表筆短路時)為 ()將轉換開關置“100”擋位置，并使?jié)M偏電流保持不變，則 串聯(lián)電阻 () (2)各擋并聯(lián)電阻的計算 轉換開關置“100”擋時，有 ()由該式可求出并聯(lián)電阻凡：。 同理，置“10”擋時，并聯(lián)電阻R15可由下式求出 () 置“1”擋時，并聯(lián)電阻R16可由下式求出 () (3)零歐姆調節(jié)器W2的計算 歐姆表層疊電池和干電池使用長久后，內阻增大，電壓下降，使通過表頭支路的電流降低，從而當兩表筆短路時，指針到不了指示零歐姆的位置(即達不到滿偏電流值)。為了使電池電壓降低到一定程度仍能保持正常測量，即延長電池使用壽命，在表頭支路串接一電位器W2作為零歐姆調節(jié)器，使無論新電池或使用一段時間后的舊電池都能保證兩表筆短路時指針指示零歐姆位置。按此原則計算W2。 設新?lián)Q上的電池電壓較高，，此時，歐姆表短路電流將超過表頭滿偏電流值且較大，應調節(jié)電位器W2，使它在表頭支路中電阻值最大，這樣表頭支路電流就不會超過滿偏電流值，而略小于(或等于)滿偏電流值?！發(fā)k”擋時應有以下關系式（） ()“100”、“10”、“1”擋時，應有 () 當電池使用時間長久后，電壓下降，兩表筆短路時電流變小，指針偏轉不到零歐姆位置，此時，應將電位器W2的電阻值調至在表頭支路中最小(或等于零)，使表頭中電流略大于(或等于)靈敏度電流I0，、。表頭支路電流應有以下關系： “l(fā)k”擋時 () “100”、“10”、“1”擋時，應有 () 當滿足式()～式()時，～、～，通過調節(jié)零歐姆調節(jié)器，可使表筆短路時指針能偏轉到零歐姆位置，從而保證測量的準確度。（二）方案二的設計過程1．用直流表頭（滿偏電流1mA）測量電壓,表頭電阻為150Ω，如圖124所示。按圖接線并測量所示電路的電壓測試范圍。調節(jié)參數(shù)，測量電流的放大范圍，自行設計數(shù)據(jù)表格。若需把直流電壓量程擴大到100v, 調整R1,RP1，電壓測試范圍（RP1＝33 kΩ）輸入電壓（V）10305070100輸出電壓（V）表頭讀數(shù)（滿刻度為10）135710　　　　　　　　　　 圖134 直流表頭測量電壓3. 用直流表頭測量電流（一級放大），如圖115所示，調節(jié)參數(shù)，測量電流的放大范圍，自行設計數(shù)據(jù)表格。需把直流電流程擴大到1A,則電路電流測試范圍（ RP1＝ kΩ）輸入電流（A）1輸出電壓（V）表頭讀數(shù)（滿刻度為10）135710　　　　　　　　　 　圖135 直流表頭測量電流 四 萬用表的焊接組裝 將選好的元件阻值用電橋進行測量，二極管極性用萬用表歐姆“l(fā)k”擋判別。根據(jù)裝配圖焊接元件，弄清開關結構及其對應位置，要求元件布放整齊，焊點美觀，焊接牢固(不得有虛焊)。焊好后用萬用表歐姆擋檢查電路是否連接有誤或是否存在虛焊(假焊)，將焊好的電路板及其它部件組裝到一個外殼中。上傳：張曦元 日期： 50