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电子工艺设计(MF47型万用表原理)讲稿


一、万用表简介 万用表是一种多功能、多量程的便携式电子电工仪表,一般的 万用表可以测量直流电流、直流电压、交流电压和电阻等。有些万 用表还可测量电容、电感、功率、晶体管共射极直流放大系数hFE 等。所以万用表是我们电子电工专业的必备的仪表之一。 万用表一般可分为指针式万用表和数字式万用表两种。 我们现在常用的主要是MF47型指针式万用表,本章节也将以 MF47型万用表为例简介万用

表的有关结构组成、使用方法及注意 事项。

一、万用表简介 (一)指针式万用表的结构组成: 1、指针式万用表的结构

? 转换开关 转换开关用来选择被测电量的种类和量程 (或倍率):万用表的选择开关是一个多档位 的旋转开关。用来选择测量项目和量程(或倍 率)。一般的万用表测量项目包括:“mA”:直 流电流、“V”:直流电压、“V ~”:交流电压 “Ω”:电阻。每个测量项目又划分为几个不同 的量程(或倍率)以供选择。

MF47型万用表芯板图

MF47型万用表芯板背面图

一、万用表简介 (一)指针式万用表的结构组成: 1、指针式万用表的结构 ? 测量线路 测量线路将不同性质和大小的被测电量转 换为表头所能接受的直流电流。该万用表可 以测量直流电流、直流电压、交流电压和电 阻等多种电量。当转换开关拨到直流电流档, 可分别与5个接触点接通,用于500mA、50mA、 5mA 、0.5mA和50μA量程的直流电流测量。 同样,当转换开关拨到欧姆档,可用×1、×10、×100、×1KΩ、 ×10KΩ倍率分别测量电阻;当转换开关拨到直流电压档,可用 于0.25V、1V、2.5V、10V、50V、250V、500V和1000V量程的直流 电压测量;当转换开关拨到交流电压档,可用于10V、50V、250V、 500V、1000V量程的交流电压测量。

一、万用表简介 (一)指针式万用表的结构组成:

2、表笔和表笔插孔
表笔分为红、黑二只。使用时应将红色表 笔插入标有“+”号的插孔中,黑色表笔插入 标有“-”号的插孔中。另外MF47型万用表还 提供2500V交直流电压扩大插孔以及5A的直流 电流扩大插孔。

一、万用表简介 ? 万用表的测量线路

万用表的测量原理
VD

V~ R3 V mA SA Ω R2

R0

+
R1

+

RP

它由表头、电阻测量档、电流测量档、直流电压测量档和 交流电压测量档几个部分组成,图中“-”为黑表棒插孔,“+” 为红表棒插孔

万用表的测量原理
VD

V~ R3 V mA SA Ω R2

R0

+
R1

+

RP

测电压和电流时,外部有电流通入表头,因此不须内接电池。

MF47万用表直流电流档测量原理

R0

+

mA

SA

+

MF47万用表直流电流档测量原理
?

?

?

?

MF47万用表直流电流档测量原理
测0.05mA档:

MF47万用表直流电流档测量原理 ? ?
测0.05mA档:
?

?

?

?

MF47 万用表直流电流档测量原理 测0.05mA档:
?

?

46.2 ? 10?6 A

50 ? 10?6 A

?

0.25V
?

根据MF—47型万用表技术指标 流过表头的电流为: I g ? 46.2?A 表头内阻为: Rg ? 2.5 k? 则表头两端电压为:
2.5 ? 103 ? 46.2 ? 10?6 ? 0.1155 (V )

测0.05mA档与测0.25V电压共用 一档,∴R22两端电压为

0.25 ? 0.1155 ? 0.1345( V )
0.1345 R22 ? ? 2.69( K? ) ?3 0.05 ? 10

测0.05mA档: 根据MF—47型万用表技术指标 流过表头的电流为: I g ? 46.2?A 表头内阻为: Rg ? 2.5 k? 则表头两端电压为:
2.5 ? 103 ? 46.2 ? 10?6 ? 0.1155 (V )
?

测0.05mA档与测0.25V电压共用 一档,∴R22两端电压为

0.25 ? 0.1155 ? 0.1345( V )
0.1345 R22 ? ? 2.69( K? ) ?3 0.05 ? 10

?

46.2 ? 10?6 A

流过与表头并联支路电阻的电流为:
50 ? 10?6 ? 46.2 ? 10?6 ? 3.8?A

两端电压为:0.1155V

则与表头并联支路的电阻为:
50 ? 10 A
?6

R21 ? WH 1 ?

?

0.25V
?

0.1155 ? 30( K? ) ?3 0.0038? 10

MF47万用表直流电流档测量原理
测0.5mA档:
?

?

?

?

MF47万用表直流电流档测量原理
测0.5mA档:
?

?

46.2 ? 10?6 A

0.5 ? 0.05 ? 0.45( mA )

50 ? 10?6 A

0.5 mA
?

0.25V
?

R4 ?

0.25 ? 555( ? ) ?3 0.45 ? 10

MF47万用表直流电流档测量原理
测5mA档:
?

?

?

?

MF47万用表直流电流档测量原理
测5mA档:
?

?

46.2 ? 10?6 A

5 ? 0.05 ? 4.95( mA )

50 ? 10?6 A

5 mA
?

0.25V
?

R3 ?

0.25 ? 50.5( ? ) ?3 4.95 ? 10

设计报告相关内容的写法 1、直流电流测量电路 则表头两端电压为:
2.5 ? 103 ? 46.2 ? 10?6 ? 0.1155 (V )

测0.05mA档: 由于测0.05mA档与测0.25V电压 共用一档,∴R22两端电压为 0.25 ? 0.1155 ? 0.1345( V ) 流过R22的电流为0.05mA
? R22 ? 0.1345 ? 2.69( K? ) ?3 0.05 ? 10

需增加分流支路R21+WH1:
根据MF—47型万用表技术指标 测0.5mA档: 流过表头的电流为: I g ? 46.2?A R4分支电流为 0.5 ? 0.05 ? 0.45( mA ) R4两端电压为0.25V 表头内阻为: Rg ? 2.5 k? 0.25 表棒间电压为:0.25V ? R4 ? ? 555( ? ) ?3
0.45 ? 10

0.1155 R21 ? WH 1 ? ? 30 K? 50 ? 46.2

设计报告相关内容的写法 1、直流电流测量电路 则表头两端电压为:
2.5 ? 103 ? 46.2 ? 10?6 ? 0.1155 (V )

测5mA档:

R3分支电流为
R3两端电压为0.25V
? R3 ?

测50mA档:

测500mA档: 根据MF—47型万用表技术指标 流过表头的电流为: I g ? 46.2?A 表头内阻为: Rg ? 2.5 k? 表棒间电压为:0.25V

MF47万用表直流电流档测量原理

MF47万用表直流电压档测量原理
VD

V~ R3

R0

V

R2

+

+
当我们把档位开关旋钮SA打到交流电压档时,通过二极管VD整 流,电阻R3限流,由表头显示出来; 当打到直流电压档时不须二极管整流,仅须电阻R2限流,表头 即可显示;

MF47万用表直流电压档测量原理

R21 20 k

MF47万用表直流电压档测量原理
测0.25V档:

20 k

R21

技术指标

测0.25V档:
?

?

46.2 ? 10?6 A

流过与表头并联支路电阻的电流为:
50 ? 10?6 ? 46.2 ? 10?6 ? 3.8?A

两端电压为:0.1155V 则与表头并联支路的电阻为:
50 ? 10?6 A

R21 ? WH 1 ?

?

0.25V
?

0.1155 ? 30( K? ) ?3 0.0038? 10

Rg ∥ ( R21 ? WH 1 ) ?

2.308 ? 2.69 ? 5 K 0.25 ? 20000 / V ? 5 K 满足技术指标要求

2.5 ? 30 75 ? ? 2.308K 2.5 ? 30 32.5

MF47万用表直流电压档测量原理
测1V档:

20 k

R21

R5两端的电压为:
1 ? 0.25 ? 0.75V

流过R5的电流为:0.05mA
? R5 ? 0.75V ? 15k? 0.05mA

或:根据测1V直流电压档技术指标为20000Ω/V,应串接15K电阻。

MF47万用表直流电压档测量原理
测2.5V档:

20 k

R21

R6两端的电压为:
2.5 ? 1 ? 1.5V

流过R6的电流为:0.05mA
? R6 ? 1.5V ? 30k? 0.05mA

或:根据测1V直流电压档技术指标为20000Ω/V,应串接30K电阻。

MF47万用表直流电压档测量原理
测10V档:

20 k

R21

R7两端的电压为:
10 ? 2.5 ? 7.5V

流过R7的电流为:0.05mA
? R7 ? 7.5V ? 150k? 0.05mA

或:根据测1V直流电压档技术指标为20000Ω/V,应串接150K电阻。

MF47万用表直流电压档测量原理
测50V档:

20 k

R21

R8两端的电压为:
50 ? 10 ? 40V

流过R8的电流为:0.05mA
? R8 ? 40V ? 800k? 0.05mA

或:根据测1V直流电压档技术指标为20000Ω/V,应串接800K电阻。

MF47万用表直流电压档测量原理
测250V档:

20 k

R9+10+11两端的电压为:
250 ? 0.25 ? 249 .75V

R21

流过这些电阻的电流增为: 0.05/0.445=112.36mA

MF47万用表直流电压档测量原理

20 k

R21

MF47万用表交流电压档测量原理

测电阻时将转换开关SA拨到“Ω”档,这时外部没有电流通入, 因此必须使用内部电池作为电源,设外接的被测电阻为Rx,表内 的总电阻为R,形成的电流为I,由Rx、电池E、可调电位器RP、 固定电阻R1和表头部分组成闭合电路,形成的电流I使表头的指 针偏转。红表棒与电池的负极相连,通过电池的正极与电位器RP 及固定电阻R1相连,经过表头接到黑表棒与被测电阻Rx形成回路 E 产生电流使表头显示。回路中的电流为: I = Rx+R

从上式可知:I和被测电阻Rx不成线性关系,所以表盘上电阻 标度尺的刻度是不均匀的。当电阻越小时,回路中的电流越大,指 针的摆动越大,因此电阻档的标度尺刻度是反向分度。

当万用表红黑两表棒直接连接时,相当于外接电阻最小Rx=0,那么: E E I = = Rx+R R 此时通过表头的电流最大,表头摆动最大,因此指针指向满刻 度处,向右偏转最大,显示阻值为0Ω。 反之,当万用表红黑两表棒开路时Rx→∞,R可以忽略不计,那么: E E I = ≈ → 0 Rx+R Rx

此时通过表头的电流最小,因此指针指向0刻度处,显示阻值为∞。

MF47万用表电阻档测量原理


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