摘 要: 為探索高等院校在電工電子實(shí)習(xí)教學(xué)中對(duì)萬(wàn)用表的安裝實(shí)習(xí)和原理分析，本人參考了有關(guān)萬(wàn)用表的設(shè)計(jì)原理書(shū)籍 ，在實(shí)習(xí)教學(xué)中以歐姆定律為基本原理深入淺出地分析了MF47-6型萬(wàn)用表的設(shè)計(jì)理念和電路特點(diǎn)。對(duì)表頭電路、直流電流、電壓、交流電壓、電阻電路進(jìn)行了逐個(gè)剖析，以便于學(xué)生更好地理解和掌握萬(wàn)用表的安裝實(shí)習(xí)與調(diào)試設(shè)計(jì)原理。本篇重點(diǎn)分析電阻測(cè)量電路。

關(guān)鍵詞: 萬(wàn)用表；安裝；調(diào)試；實(shí)習(xí)；原理分析

Abstract: In order to explore the multicenter installation practice and theory analysis for the higher institutions in the electrical and electronic practice teaching, as the multicenter design principle books reference, I analyze the design concepts and circuit features of the MF47-6 multicenter as the Ohm's law basic principle in the practice teaching. I analyze one by one the first circuit, DC current, voltage, AC voltage, resistance circuits, in order to facilitate students to better understand and master the multicenter installation practice and debug design principle. This article focuses on the analysis of the circuit and DC current meter.

Key words: multicenter; installation; commissioning; practice; principle analysis

中圖分類(lèi)號(hào)：TN108.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)：2095-2104（2012）

1.電阻測(cè)量部分，如圖6所示：

1.1WH1調(diào)在最右邊的時(shí)候，根據(jù)前面計(jì)算流過(guò)表頭的總電流為I表并右=46.2uA+3.85uA=50.05uA等效電阻為R表并右=2.31KΩ。

1.2 當(dāng)WH1調(diào)到最左邊的時(shí)候，表頭電阻變?yōu)?.5KΩ+WH1=12.5KΩ。它又和R21=20K并聯(lián)，等效電阻為：R表并左=12.5KΩ乘20KΩ/(12.5KΩ+20KΩ)=7.69KΩ

這時(shí)從R20分流的電流為：IR20=12.5KΩ乘 46.2uA/20KΩ=28.875uA。這時(shí)表頭等效的總電流為：I表并左28.875uA+46.2Ua=75.075uA。

1.3由我們可以知道當(dāng)WH1在校零時(shí)表頭的電流在50.05uA到75.075uA之間變化。

1.4下面我對(duì)電阻各擋位進(jìn)行分析：（設(shè)WH1調(diào)在最右邊的時(shí)候。下同）

當(dāng)量程開(kāi)關(guān)在Rx1檔時(shí)，我們看一下R14與表頭串聯(lián)，，其電阻為17.3K+2.31K=19.61K，且R18=15.34Ω并與19.61K并聯(lián)分流。其并聯(lián)等效電阻為（19.61K乘15.32Ω）/（19.61K+15.3Ω）=15.288Ω約等于15.3Ω。

由全電路歐姆定律可以知道，I=E/（R內(nèi)+R外），當(dāng)電阻檔在較零時(shí)把正負(fù)表筆短路后R外=0Ω，電流可調(diào)到最大值，Im=E/R內(nèi)=E/15.3Ω。當(dāng)兩表筆外接電阻15.3Ω時(shí)，R內(nèi)=R外總電阻為30.6歐姆，這時(shí)I=E/（R內(nèi)+R外）=15.3Ω乘2=Im/2，電流正好減少了一半，表針指在表面的正中間。這個(gè)中間的電流數(shù)值就定義為電阻的中心阻值（15.3Ω）。知道了這個(gè)電阻的中心阻值的道理，就知道了萬(wàn)用表不同檔位的內(nèi)部電阻有多少了。

當(dāng)外接電路斷開(kāi)時(shí)電阻為無(wú)窮大，由歐姆定律可以知道I=E/（R內(nèi)+R外）= E/（R內(nèi)+無(wú)窮大），電流I為0，所以面板0電流時(shí)表示外電阻為無(wú)窮大的刻度；我們看到電流最大Im時(shí)（就是2個(gè)表筆短路外面的電阻為零時(shí)），面板就應(yīng)該表示外電阻為0Ω的刻度；面板中間為電阻擋位內(nèi)電阻的值——中心阻值（15.3Ω），而面板左邊電流為零時(shí)電阻為無(wú)窮大，所以電阻擋的面板刻度也是不等分的。

我再仔細(xì)的看了該萬(wàn)用表的電阻的面板刻度和技術(shù)指標(biāo)。從等分的直流電流擋中間對(duì)上去看，中心阻值應(yīng)該是16.5Ω，可不知道萬(wàn)用表的設(shè)計(jì)者在最基本的Rx1檔的設(shè)計(jì)時(shí)（雖然電阻阻值是國(guó)家有標(biāo)稱(chēng)值的規(guī)定的限制），為什么不把并聯(lián)電阻R18采用接近16.5Ω的電阻，（設(shè)中心阻值為16.5Ω經(jīng)過(guò)確度計(jì)算可以知道R18為16.5139Ω）這樣計(jì)算出來(lái)更加接近中心阻值16.5Ω。這個(gè)值得大家探討？也可能是該表電阻檔的設(shè)計(jì)誤差精確度是在百分之十的緣故吧？但是做為設(shè)計(jì)的理念，本人認(rèn)為應(yīng)該盡量做到精益求精；誤差大是因?yàn)殡妷翰▌?dòng)大。

完成了Rx1檔刻度分析我們?cè)賮?lái)看Rx10檔，它是 R17=165Ω和19.61K并聯(lián)分流。等效電阻為19.65Kx165Ω/（19.65K+165Ω）=163.6Ω。當(dāng)電路中外接163.6Ω的電阻時(shí)，電流正好減小到一半；這時(shí)的中心電阻為163.6Ω，接近面板中心阻值讀數(shù)165Ω，可以說(shuō)是和面板的讀數(shù)16.5Ω乘10倍。所以這個(gè)檔是Rx10檔。

同樣道理當(dāng)Rx100檔時(shí)，R16=1.78K與19.61K并聯(lián)分流，等效電阻為19.61K乘1.78Ω（19.61K+1.78K）=1631.87Ω，即中心電阻阻值為1631.87Ω。和面板中心阻值讀數(shù)1650接近、也就是16. 5Ω乘100。

當(dāng)Rx1000檔時(shí)，R15=55.4K和19.61K并聯(lián)分流，等效電阻為19.61K乘55.4K/（19.61K+55.4K）=14. 483K，中心電阻阻值為14.48K。這個(gè)檔位和面板中心阻值16.5Ωx1000相差也比較大，所以R15的選擇可以比55.4K大的多。設(shè)計(jì)中心阻值電阻為16.5K，則R15可以由下面來(lái)公式來(lái)決定：19.61K乘R15/（19.61K+ R15）=16.5K，解這個(gè)公式可得R15=104040Ω約等于104K。所以Rx1000檔時(shí)，R15=55.4K測(cè)量誤差較大。

當(dāng)Rx10K檔時(shí)R23=141K和19.61K串聯(lián)，總電阻為160.61K，中心阻值電阻為160.61K。（筆者認(rèn)為R23可以選擇在145.39K左右，使串聯(lián)的總電阻更加接近為165K）。

這時(shí)由于沒(méi)有并聯(lián)分流電阻，電流全部流進(jìn)為50uA的表頭，此時(shí)電源為E1+E2串聯(lián)，總電源為10.5V。計(jì)算此時(shí)的電流為10.5V/160.61K=65.38uA,符合電阻校零時(shí)的電流變化范圍在50~70uA之間。（詳細(xì)見(jiàn)上面分析）。

YMI壓敏電阻在這里的作用是當(dāng)電壓高于27V時(shí)起保護(hù)作用的。原理如下：壓敏電阻的最大特點(diǎn)是當(dāng)加在它上面的電壓低于它的閥值時(shí)，流過(guò)它的電流極小，相當(dāng)于一只關(guān)死的閥門(mén)，當(dāng)電壓超過(guò)UN時(shí)，流過(guò)它的電流激增，相當(dāng)于閥門(mén)打開(kāi)。利用這一功能，可以抑制電路中經(jīng)常出現(xiàn)的異常過(guò)電壓，保護(hù)電路免受過(guò)電壓的損害。通常壓敏電阻在低電壓下是高阻的，而超過(guò)一定電壓后就會(huì)變成低阻態(tài)。它主要用于作過(guò)壓保護(hù)和吸收浪涌電流。如過(guò)壓漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)里就是用壓敏電阻做敏感元件。

接著我們?cè)賮?lái)看一看Rx1000檔以下時(shí)，要使.WH1調(diào)在最左邊的時(shí)候，（根據(jù)前面計(jì)算表頭滿(mǎn)度電流為75uA，表頭等效電阻為12.5K20KΩ/(2.5KΩ+20KΩ)=7.69KΩ。），要使校零時(shí)的電流到達(dá)滿(mǎn)度，這時(shí)電池電壓要多少才好？U=IR=75uA乘（17.3 KΩ+7.69KΩ）=1.874V（一般1.5V新電池電壓在1.6V左右不會(huì)超出1.874V。）

同樣道理我們?cè)賮?lái)看一看要使.WH1調(diào)在最右邊的時(shí)候，使校零時(shí)的電流到達(dá)滿(mǎn)度，這時(shí)電池電壓要需要多少？同樣U=IR=50uA乘（17.3 KΩ+2.31KΩ）=0.98V

經(jīng)過(guò)上面計(jì)算我們知道當(dāng)小電池在0.98V以上到1.87V以下時(shí)，把正負(fù)表棒短路、通過(guò)調(diào)節(jié)WH1都可以使Ω的電流到達(dá)滿(mǎn)度值即電阻為零的刻度值，這個(gè)就叫Ω表的電阻擋的正常調(diào)零原理。

一般小電池在新和舊的情況下電壓變化范圍比較大，當(dāng)新電池時(shí)電壓高于1.5V，WH1要向左旁邊調(diào)整，使表頭的分流電流（R21上）增大; 當(dāng)電池用舊時(shí)電壓要低于1.5V，WH1要向右旁邊調(diào)整，使表頭的分流電流（R21上）減??；只有當(dāng)設(shè)計(jì)值——電壓剛好為1.5V時(shí)，測(cè)量電阻才正確（誤差最小），否則就會(huì)隨著電壓的偏離測(cè)量誤差就加大。所以說(shuō)萬(wàn)用表Ω檔來(lái)測(cè)量電阻只能是粗測(cè)一下，要準(zhǔn)確測(cè)量電阻值還得使用電橋等精密儀器。

2、結(jié)語(yǔ)

同理我們可以計(jì)算一下Rx10K檔時(shí)E1+E2電池電壓的適用范圍：當(dāng)WH1調(diào)在最右邊的時(shí)候,電阻為141K+17.3K+2.31K=160.61K，這時(shí)的電流為50.05uA，需要的最低電壓為160.61K乘50uA=8.039V,即8.04V; 當(dāng).WH1調(diào)在最左邊的時(shí)候電阻為7.69K+17.3K+141K=165.99K,這時(shí)的電流為75.075uA，則可承受的電壓為75.075uA乘165.99K=12.46V。電壓過(guò)高或過(guò)低會(huì)使電阻Rx10K檔無(wú)法正常調(diào)零。

參考文獻(xiàn)：萬(wàn)用表檢測(cè)應(yīng)用實(shí)例/韓廣興等編著。—北京：電子工業(yè)出版社，2007.5 ISBN 978-7-121-03993-5

看圖識(shí)用萬(wàn)用表/門(mén)宏編著?！本弘娮庸I(yè)出版社，2011.1（看圖識(shí)電子系列叢書(shū)） ISBN 978-7-121-12195-1

晶體管收音機(jī)（電子技術(shù)講座三）.（上海業(yè)余工業(yè)大學(xué)）編寫(xiě)?？茖W(xué)出版社1971年 統(tǒng)一書(shū)號(hào)：15031.14出版社書(shū)號(hào)：51。15-7

作者簡(jiǎn)介：陳建新（1953.10） 男 浙江紹興人 1977年考入浙江師范學(xué)院紹興分校。一級(jí)實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師、 實(shí)驗(yàn)師、 高級(jí)攝影師?，F(xiàn)從事電工電子實(shí)習(xí)教學(xué)和攝影藝術(shù)研究.

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