姜薇

摘 要 MF-50D型萬用表是一個(gè)指針式萬用表（也屬于模擬指示電測量儀表，以下稱為萬用表），萬用表的內(nèi)部組裝電阻不夠精確而且很多，內(nèi)部測量電路如：直流電壓檔、直流電流檔、交流電壓檔、電阻檔錯(cuò)綜復(fù)雜，要想熟練掌握MF-50D型萬用表的使用方法，和內(nèi)部結(jié)構(gòu)最好的方法就是認(rèn)真分析其整個(gè)功能電路的實(shí)現(xiàn)過程。

關(guān)鍵詞 萬用表；測量電路；整機(jī)結(jié)構(gòu)

中圖分類號 TM93 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號 1674-6708（2016）164-0196-01

MF-50D型萬用表是電工及電氣工作者經(jīng)常使用的多用途攜帶式儀表，在家庭電工維修、實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不可缺少的一塊儀表。它具有測量用途多、測量范圍寬、操作簡單、攜帶方便等特點(diǎn)。

萬用表大致由4部分組成，即表頭、測量電路、轉(zhuǎn)換開關(guān)、表殼、（表筆和其它符件）。其測量過程由圖1可知。測量機(jī)構(gòu)就是表頭

被測量經(jīng)過轉(zhuǎn)換開關(guān)和不同的測量電路之后，變換成適于表頭的電流信號，由表頭指示出被測量的大小。

萬用表的測量線路比較簡單，利用轉(zhuǎn)換開關(guān)的不同檔位可以組成測量直流電流、直流電壓、交流電流、交流電壓、電阻、調(diào)零電位器、晶體三極管的放大倍數(shù)等多種測量線路。

1 表頭

表頭是萬用表的一個(gè)重要組成部分，是萬用表做各種測量的公共部分，各種測量數(shù)據(jù)都要在表頭上顯示。萬用表的表頭有的是采用磁電系高靈敏度電流表，它的刻度盤根據(jù)測量線路及測量范圍做成幾條刻度尺，按測量對象和量程表示不同刻度?？梢哉f，表頭的質(zhì)量即代表萬用表的質(zhì)量，表頭的基本性能也決定萬用表的基本性能。

1）工作原理：萬用表的表頭為一塊磁電式電流表，有圓形和長方形2種。靈敏度從幾個(gè)微安到幾百微安。以前的表頭是磁鐵式主要是磁極與磁極之間有磁場，現(xiàn)在的表頭是磁鋼式主要是磁場在磁鋼中。

2）表頭靈敏度：電流靈敏度IM——表頭允許通過的最大電流本表的IM為64uA（IM越小靈敏度越高）電壓靈敏度UM——電流靈敏度的倒數(shù)。

3）表頭內(nèi)阻：RM是指置于磁極之間的動(dòng)圈導(dǎo)線的電阻本表設(shè)為：

RM+RW2=2.344K

2 測量電路

由若干個(gè)電阻等元件按一定的連接方式組成，其作用是將各被測量（如交直流電壓電流和電阻）轉(zhuǎn)換成表頭能通過的直流電流以便在表盤上直接讀出。

1）轉(zhuǎn)換開關(guān)：作用是改變測量電路的結(jié)構(gòu)，以便作不同的測量。由固定觸點(diǎn)，固定弧形金屬片，可動(dòng)彈簧刀片、旋紐等組成。（本表轉(zhuǎn)換開關(guān)為雙刀單層18擲）原理圖中的圓圈代表固定觸點(diǎn)，從左到右的編號為：⑧⑦⑥⑤④③②①……。圖中扁長條代表固定金屬片（弧形），從左到右分別為測量直流電流、直流電壓、交流電壓和電阻所用。選用轉(zhuǎn)換開關(guān)要求：觸點(diǎn)接觸緊密、“刀”為正確，旋動(dòng)時(shí)輕松且具彈力，定位時(shí)能聽到“嗒”聲，旋轉(zhuǎn)時(shí)不會(huì)停在二檔之間。

2）其它符件：機(jī)殼、表筆、電池等。注：電阻檔是用的有1.5V和9V。

3 萬用表的單元電路的原理

主要是直流電流、直流電壓、交流電壓和電阻檔的設(shè)計(jì)。首先是直流電流檔的設(shè)計(jì)，萬用表是在給定的參數(shù)下根據(jù)并聯(lián)分流和串聯(lián)分壓的原理來設(shè)計(jì)的，具體分析如下。

3.1 直流電流檔的原理與設(shè)計(jì)

一只表頭只能測量小于其靈敏度的電流，由于IM=64uA，表頭本身不能通過過大的電流，若需測量大于IM的電流則必須在表頭的兩端并聯(lián)其它電阻以分掉表頭不能承受的電流。如圖所示電路中，RS為分流電阻，I為被擴(kuò)展的電流的量限得出式子IM×RM=（I-IM）RS

對于多量程的電流表的電路如圖所示：在實(shí)際中量限不是一個(gè)，有幾個(gè)檔位就要并聯(lián)幾個(gè)電阻，現(xiàn)在表頭采用的是閉路抽頭式的分流電路。

3.2 直流電壓檔的原理與設(shè)計(jì)

由前述知表頭能承受的最大電壓為Um=ImRm=64uA×2.344K=0.15V故要測量更大更多的電壓，必須對表頭電路進(jìn)行改造。一只表頭既能測量電流，又能測量電壓，只是量限很小。為了擴(kuò)大量限，根據(jù)原理，給它串接電阻，使大部分電壓降在串聯(lián)的電阻上，從而擴(kuò)大了量限。當(dāng)R=153.9K時(shí)，U=64uA×（153.9K+2.344K）=10V。

3.3 交流電壓檔的原理：

磁電系儀表不能直接接入交流電路，必須與整流電路相配合，組成整流系儀表，才能直接測量交流電流或電壓。

整流電路主要由半導(dǎo)體二極管構(gòu)成。根據(jù)二極管的連接方式，可以分為全波整流電路和半波整流電路兩大類。此表采用的是半波鎮(zhèn)流電路。？

3.4 電阻檔原理

當(dāng)正負(fù)極表筆開路時(shí)，被測電阻應(yīng)為無窮大當(dāng)正負(fù)表筆短路時(shí)，被測電阻為零，但實(shí)際中此時(shí)的電流遠(yuǎn)大于IM，因此，需在表頭回路中串聯(lián)一個(gè)限流電阻，其作用是當(dāng)正負(fù)表筆短路時(shí)，表頭的指針正好滿偏，因此，限電流電阻為：

4 調(diào)零電位器

為什么不用R23（限流電阻）調(diào)零，因?yàn)檎{(diào)R23時(shí)指針會(huì)左右擺動(dòng)幅度很大，因?yàn)?K的電阻在電路中與其他的電阻組成的串聯(lián)關(guān)系，若調(diào)整2K時(shí)總阻值變化不大，所以指針擺動(dòng)會(huì)相對平穩(wěn)，所以要選擇2K來也就是調(diào)零電位器來調(diào)零。

5 MF-50D型萬用表的整機(jī)結(jié)構(gòu)圖

6 結(jié)論

了解了萬用表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖后，會(huì)使操作者在使用和維修的時(shí)候能容易很多，本文通過3個(gè)部分表頭、測量電路、萬用表的單元電路，4個(gè)單元電路直流電壓檔單元電路、交流電壓檔單元電路、直流電流檔單元電路、電阻檔單元電路的分析來對MF-50D基本框架進(jìn)行淺析。

參考文獻(xiàn)

[1]李學(xué)慧.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)[M].北京：高等教育出版社，2005，6.

[2]科泰儀器（昆山）有限公司.7001型指針式萬用表的組裝.電子制作，2004（3）.

[3]游平.MF47型萬用表組裝技能.[4]張艷文.磁電式萬用表的組裝調(diào)試經(jīng)驗(yàn).