万用表的工作原理
一、实验目的
一. 1 理解万用表的工作原理；
万用表测交流电流2 熟悉并掌握万用表的主要功能和使用操作方法。
二、实验内容
1 用万用表检测元器件——电阻测量、电容测量、二极管检测、三极管检测；
2用万用表测量电压和电流——直流电压及电流的测量、交流电压及电流的测量。
三、实验仪器及器材
1表头1台
2电源电动势1块
3 电阻若干
4 实验箱1台
5 滑动变阻器
四、实验要求
1 要求学生自己查阅有关万用表的功能和相关工作原理，了解万用表技术指标；
2 要求学生能适当了解一些科研过程，培养发现问题、分析问题和解决问题的能力；
3 要求学生独立操作每一步骤；
4熟练掌握万用表的使用方法。
1个
五．实验思路
1．表头
它是一只高灵敏度的磁电式直流电流表，万用表的主要性能指标基本上取决于表头的性能。表头的灵敏
度是指表头指针满刻度偏转时流过表头的直流电流值，这个值越小，表头的灵敏度愈高。测电压时的内阻越大，其性能就越好。表头上有四条刻度线，它们的功能如下：第一条（从上到下）标有R或Ω，指示的是电阻值，转换开关在欧姆挡时，即读此条刻度线。第二条标有∽和VA，指示的是交、直流电压和直流电流值，当转换开关在交、直流电压或直流电流挡，量程在除交流10V以外的其它位置时，即读此条刻度线。第三条标有10V，指示的是10V的交流电压值，当转换开关在交、直流电压挡，量程在交流10V时，即读此条刻度线。第四条标有dB，指示的是音频电平。
2．万用表的基本工作原理
万用表对被测电量进行测量的过程，是由测量电路实现的。如果要设计一个型号的万用表，则首先要明白其最基本的工作原理，然后再按照所设计的万用表功能而进行电路的具体设计，这里先介绍一下万用表的基本工作原理见
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。
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； 打到直流电流档时既不须二极管整流，也不须电阻R2限流，表头即可显示；
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 形成回路产生电流使表头显示。回路中的电流为：
R
Rx E I += 式（2.1） 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： R
E R Rx E I =+= 式（2.2） 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.请看电阻档的零位是在左边还是在右边，其余档的零位与它一致吗？反之，当万用表红黑两表棒开路时Rx→∞，R 可以忽略不计，那么：
0Rx
E R Rx E I →≈+= 式（2.3） 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∞。
六.万用表原理
1、电流表的扩程
要将磁电式电表改装成量程为
I 的电流表，只需在电表表头两端
并联一个分流电阻，如图1-1分流电 阻阻值按以下公式计算g g
g S I I I R R -•=
并联不同的分流电阻可构
成不同量程的电流表。如图所示电流表有四个不同量程
2、电压表的改装
如果要将表头改装成
量程为U 的电压表，则表
头需串联一分压电阻，分
压电阻阻值按如下公式计算：
串联不同的分压电阻，得到
不同量程的电压表
公式 g x R I U R -=
.
3电阻的测量
万用表的电阻测量电路，实质上是一个多量程的电阻表。电阻表的基本原理见图。
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