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课题 §3-2 模拟万用表的工作原理 课时
教学 目的 1．理解500型万用表的主要特性和总电路图。
2．会分析500型万用表的直流电流、直流电压、交流电压、直流电阻测
量线路。
教学 重点 1．电路总图。
2．电阻测量线路。
教学 难点 电路总图。
课的类型 讲授课
教学方法 讲解法
教 具 500型万用表、万用表示教表
复习旧课
万用表的基本结构。
新课引入
本节介绍万用表的工作原理。
新课讲授
主要技术特性及总电路图
1．主要技术特性 表3-1
能理解各种电量、各种量程，灵敏度的含义，准确度的等级等技术参数。
2．电路总图
总图的读法包括以下的几个部分：
(1)表头部分
(2)转换开关S1、S2的读法
(3)分流电阻、电压电阻部分的读法
(4)整流部分的读法
(5)电源部分(1.5V、9V)的读法
基本的理论知识：欧姆定律、电阻的串联和并联知识、整流电路(半波)知识。
一．直流电流测量电路
1．转换开关位置
S1 → A档，S2 →相应的量程档，此时的电路如图3-4所示。实际上采用的是闭路式分流电路。
2．原理分析
(1)表头 50μA、2.5KΩ
(2)温度补偿 1KΩ 、1.4KΩ (可调)。
(3)12KΩ 、2.25KΩ 、675Ω 、67.5Ω 、6Ω 、1.5Ω 均为分流电阻。
二．直流电压测量电路
1．转换开关的位置
S2 —→V档，S1—→相应的量程档。电路图如3-5所示(此时在2.5V档)，实际上是一个共用分压式电路。
2．原理分析
(1)表头与所有的分流电阻组成50μA直流电流表，以此为基础再串联分压电阻组成电压表。
(2)测2500V时，S1放在除2.5V以外的其它档位上，黑笔插在*孔内，红笔插在2500V专用孔内。此时采用的是10MΩ 的分压电阻。
三．交流电压测量电路
1．测交流电量的原理
原理：交流—→整流电路—→直流—→表头(半波或全波)
(2)500型万用表采用的是半波整流电路，如图3-6所示。
其中，V1为正半周时的整流管，V2为负半周时的导通保护管，RV为分压电阻。
(3)由磁电系测量机构和整流电路组成的仪表叫整流系仪表。常按交流有效值来刻度。由于整流系仪表指示的是交流电的平均值，而交流电的大小要求按有效值来标度，所以在转换的过程中误差会更大。这正是万用表的交流准确度比直流准确度低的原因之一。
正弦半波整流：I有效=2.22I有效若被测量不是正弦波，误差会更大 。
2．交流电压测量电路
(1)转换开关的位置
S2 —→V档，S1—→ 相应的交流电压量程上。电路图如3-7所示。
(2)原理分析
a)2.25KΩ隔离电阻、3.9KΩ分流电阻的接入是为了降低测量机构的灵敏度，10μF电容与表头并联起滤波作用，以减小指针的抖动。
b)直流电压测量与交流电压测量共用一套分压电阻，交流250V档与直流50V档的分压电阻是相同的，均为(150KΩ+800KΩ)，所以交流的灵敏度只有直流的1/5。这样，通过降低电阻补偿了整流效率下降的问题，同时也节省了材料，并且使得交流和直流电压的测量可以共用一条标度尺。
c)测2500V时，红笔→2500V孔，黑笔→*孔，量程可放在10~500V中的任一档位。
d)由于二极管的死区0.7V影响，所以10V以下采用补偿以后的专用标尺，不能与其它的档位标尺混用。
四．电阻测量电路
1．欧姆表的基本原理
(1)原理 图3-8所示
I=E/(RX+RZ)
其中，RZ=R1+r+(R0RC/R0+RC), 是欧姆表的内阻。
那么，在E、RZ都不变的前提下，I和RX之间保持着一定的函数关系，由于I与α之间是成正比的，所以只要测出电流I，就可以反映出被测电阻RX的大小。由此可以看出，欧姆表测电阻的实质是测量电流。
(2)调零 当RX=0时，指针应指在电流满偏(欧姆零值)处，调节R0可以使
I=E/RZ=IM
(3)刻度 RX=RZ时，I=E/2RZ =IM /2，指针在仪表的中心位置，RZ的值叫做仪表的欧姆中心值。
RX=2RZ 时，I=E/3RZ =IM/3 。即指针在1/3满刻度处。
RX=∞时(开路时)，电流为零，指针不动，欧姆∞。
2．欧姆表量程的扩大
(1)有效范围 ：(0.1~10)倍欧姆中心值附近，超出该范围时误差会较大。
(2)共用一条标尺的措施：以R ×10档为基础，按10的倍数扩大量程，各量程的欧姆中心值就是10的倍数。
(3)量程扩大时，RX 、RZ都增大，必然会引起流过表头的电流变小，因此，在扩
大量程的同时，还必须设法增加表头的电流。常用的措施是：
a)保持电池电压不变，改变分流电阻值。如图3-10所示。万用表的R×1~R×1K
采用的正是这种方法。
b)提高电池电压。如图3-11所示。万用表的R×10K 档采用的正是这种方法。
3．500型万用表的电阻测量电路
以50 μA直流电流档为基础扩展而成欧姆表。如图3-12所示。
(1)转换开关的位置
S1 →Ω，S2→选择在相应的电阻档位。
(2)原理分析
各档的欧姆中心值分析即可。
课堂小结
万用表的电流、电压、电阻等测量电路。
课堂练习
习题册相关内容。
课外作业

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