指针式万用表原理.docx
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指针式万用表原理
指针式万用表相关资料
1、指针式万用表的基本工作原理
万用表的基本工作原理是利用一只灵敏的磁电式直流电流表（微安表）做表头。
当微小电流通过表头，就会有电流指示。
但表头不能通过大电流，所以，必须在表头上并联与串联一些电阻进行分流或降压，从而测出电路中的电流、电压和电阻。
下面一一介绍。
图A图B图C图D
A测直流电流原理。
如图A所示，在表头上并联一个适当的电阻（叫分流电阻）进行分流，就可以扩展电流量程。
改变分流电阻的阻值，就能改变电流测量围。
B测直流电压原理。
如图B所示，在表头上串联一个适当的电阻（叫倍增电阻）进行降压，就可以扩展电压量程。
改变倍增电阻的阻值，就能改变电压的测量围。
C测交流电压原理。
如图C所示，因为表头是直流表，所以测量交流时，需加装一个并、串式半波整流电路，将交流进行整流变成直流后再通过表头，这样就可以根据直流电的大小来测量交流电压。
扩展交流电压量程的方法与直流电压量程相似。
D测电阻原理。
如图D所示，在表头上并联和串联适当的电阻，同时串接一节电池，使电流通过被测电阻，根据电流的大小，就可测量出电阻值。
改变分流电阻的阻值，就能改变电阻的量程。
2、指针式万用表检修
指针式万用表表头损坏、部元件烧毁、变值或霉断的故障率较高。
（1）检修前的初步鉴定
检修前，首先用一只符合要求的新电池放入表，万用表置R×1、R×10、R×100或R×1k档，将两表笔短接，看表针有无指示，若无指示，一般是保险管（0.5A）或表头线圈开路所致。
判断动圈是否损坏的方法是，用烙铁焊开表头接线一端，另取一只良好的万用表置R×1k档测其阻值，同时观察动圈是否偏转，若表头动圈阻为0Ω或无穷大，动圈不偏转，则可判断表头有故障：
阻为0Ω表明动圈短路，无穷大为开路，表针不稳定为局部短路或接触不良，动圈不偏转说明其开路或被异物卡住，应进一步检查。
（2）检修直流电压档、直流电流档
一般情况下，若万用表的直流电压档正常，则直流电流档大多也正常；若直流电压各档不正常，则直流电流档大多也有问题，其中以开路较为常见。
比较合理的判断方法是从中间档开始检测，MF-47有50μA、0.5mA、5mA、50mA、500mA等档次，宜从5mA档开始：
如果5mA档无指示，问题一定在0.5mA或50μA档；如果读数偏大，则故障在50mA或500mA档。
（3）检修交流电压档、电阻档
在直流电压档、直流电流档正常的基础上，再进一步检查交流电压档和电阻档。
这两档的故障多表现为误差大、指针抖动、无读数和调不到零。
检修时，应先打开万用表后盖，观察有无明显的元件烧坏或导线脱焊等现象，然后根据原理图分析、判断：
误差大及无读数，一般是对应档的元件变值、局部短路、霉断；指针抖动，多为两只整流管之一开路或相应元件开路；Ω档调不到零，则多是电池耗尽、或电池正、负极片氧化，接触电阻增大所致；若个别档调不到零（如R×1档），检查后又无明显故障，则多是量程开关接触电阻增大所致，可用少量洁净的润滑油涂抹后再往复旋转几周，氧化严重的应用细砂纸打磨。
各档故障排除后，应作一次全面检查。
看表有无脱焊、漏焊、碰线，有无异物落入等；随后合起表盖拿在手中上下左右摇晃几下，再作基本档位的检测，如电阻档能否调零等。
检修万用表的故障时，应先选简单、明显的部分修理，再根据电原理图维修较复杂的部分。
此外应先检查保险管、电池容量或明显断线，注意有无隐患。
只要能认真分析、理解万用表的基本原理与特点，就能做到有的放矢、得心应手地速修，达到事半功倍的目的。
3、指针式万用表的基本使用方法
（1）测试前，首先把万用表放置水平状态，并视其表针是否处于零点（指电流、电压刻度的零点），若不在，则应调整表头下方的“机械零位调整”，使指针指向零点。
（2）根据被测项，正确选择万用表上的测量项目及量程开关。
如已知被测量的数量级，则就选择与其相对应的数量级量程。
如不知被测量值的数量级，则应从选择最大量程开始测量，当指针偏转角太小而无法精确读数时，再把量程减小。
一般以指针偏转角不小于最大刻度的30％为合理量程。
（3）万用表作为电流表使用
①把万用表串接在被测电路中时，应注意电流的方向。
即把红表笔接电流流入的一端，黑表笔接电流流出的一端。
如果不知被测电流的方向，可以在电路的一端先接好一支表笔，另一支表笔在电路的另—端轻轻地碰一下，如果指针向右摆动，说明接线正确；如果指针向左摆动（低于零点），说明接线不正确，应把万用表的两支表笔位置调换。
②在指针偏转角大于或等于最大刻度30％时，尽量选用大量程档。
因为量程愈大，分流电阻愈小，电流表的等效阻愈小，这时被测电路引入的误差也愈小。
③在测大电流（如500mA）时，千万不要在测量过程中拨动量程选择开关，以免产生电弧，烧坏转换开关的触点。
（4）万用表作为电压表使用
①把万用表并接在被测电路上，在测量直流电压时，应注意被测点电压的极性，即把红表笔接电压高的一端，黑表笔接电压低的一端。
如果不知被测电压的极性，可按前述测电流时的试探方法试一试，如指针向右偏转，则可以进行测量；如指针向左偏转，则把红、黑表笔调换位置，方可测量。
②与上述电流表一样，为了减小电压表阻引入的误差，在指针偏转角大于或等于最大刻度的30％时，测量尽量选择大量程档。
因为量程愈大，分压电阻愈大，电压表的等效阻愈大，这对被测电路引入的误差愈小。
如果被测电路的阻很大，就要求电压表的阻更大，才会使测量精度高。
此时需换用电压灵敏度更高（阻更大）的万用表来进行测量。
③在测量交流电压时，不必考虑极性问题，只要将万用表并接在被测两端即可。
另外，一般也不必选用大量程档或选高电压灵敏度的万用表。
因为一般情况下，交流电源的阻都比较小。
值得注意的是被测交流电压只能是正弦波，其频率应小于或等于万用表的允许工作频率，否则就会产生较大误差。
④不要在测较高的电压（如220v）时拨动量程选择开关，以免产生电弧，烧坏转换开关关的触点。
⑤在测量大于或等于100v的高电压时，必须注意安全。
最好先把—支表笔固定在被测电路的公共地端，然后用另一支表笔去碰触另一端测试点。
⑥在测量有感抗的电路中的电压时，必须在测量后先把万用表断开再关电源。
不然会在切断电源时，因为电路中感抗元件的自感现象，会产生高压而可能把万用表烧坏。
（5）万用表作为欧姆表使用
①测量时应首先调零。
即把两表笔直接相碰（短路），调整表盘—下面的零欧调整器使指针正确指在0欧处。
这是因为接干电池随着使用时间加长，其提供的电源电压会下降，在Rx＝0时，指针就有可能达不到满偏，此时必须调整Rw，使表头的分流电流降低，来达到满偏电流Ig的要求。
②为了提高测试的精度和保证被测对象的安全，必须正确选择合适的量程档。
一般测电阻时，要求指针在全刻度的20％—80％的围，这样测试精度才能满足要求。
②由于量程档不同，流过只Rx上的测试电流大小也不同。
量程档愈小，测试电流愈大，否则相反。
所以，如果用万用表的小量程欧姆档RX1，RX10去测量小电阻Rx（如毫安表的阻），则Rx上会流过大电流，如果该电流超过了Rx所允许通过的电流，Rx会烧毁，或把毫安表指针打弯。
所以在测量不允许通过大电流的电阻时，万用表应置在大量程的欧姆档上。
同时量程档愈大，阻所接的干电池电压愈高，所以在测量不能承受高电压的电阻时，万用表不宜置在大量程的欧姆档上。
如测量二极管或三极管的极间电阻时，就不能把欧姆档置在Rxl0k档，不然易把管子的极间击穿。
只能降低量程档，让指针指在高阻端。
但前面已经指出电阻刻度是非线性的，在高阻端的刻度很密，易造成误差增大，
③用作欧姆表使用时，对外电路而言，红表笔接干电池的负极，黑表笔接干电池的正极。
④测量较大电阻时，手不可同时接触被测电阻的两端，不然，人体电阻就会与被测电阻并联，使测量结果不正确，测试值会大大减小。
另外，要测电路上的电阻时，应将电路的电源切断，不然不但测量结果不准确（相当再外接—个电压），还会使大电流通过微安表头，把表头烧坏。
同时，还应把被测电阻的一端从电路上焊开，再进行测量，不然测得的是电路在该两点的总电阻。
（6）使用完毕不要将量程开关放在欧姆档上。
为了保护微安表头，以免下次开始测量时不慎烧坏表头。
测量完成后，应注意把量程开关拨在直流电压或交流电压的最大量程位置，千万不要放在欧姆档上，以防两支表笔万—短路时，将部干电池全部耗尽。
4、使用万用表的注意事项
万用表是比较精密的仪器，如果使用不当，不仅造成测量不准确且极易损坏。
但是，只要我们掌握万用表的使用方法和注意事项，谨慎从事，那么万用表就能经久耐用。
使用万用表时应注意如下事项：
（1）测量电流与电压不能旋错档位。
如果误将电阻档或电流档去测电压，就极易烧坏电表。
万用表不用时，最好将档位旋至交流电压最高档，避免因使用不当而损坏。
（2）测量直流电压和直流电流时，注意“+”“-”极性，不要接错。
如发现指针开反转，既应立即调换表棒，以免损坏指针及表头。
（3）如果不知道被测电压或电流的大小，应先用最高档，而后再选用合适的档位来测试，以免表针偏转过度而损坏表头。
所选用的档位愈靠近被测值，测量的数值就愈准确。
（4）测量电阻时，不要用手触及元件的裸体的两端（或两支表棒的金属部分），以免人体电阻与被测电阻并联，使测量结果不准确。
（5）测量电阻时，如将两支表棒短接，调“零欧姆”旋钮至最大，指针仍然达不到0点，这种现象通常是由于表电池电压不足造成的，应换上新电池方能准确测量。
（6）万用表不用时，不要旋在电阻档，因为有电池，如不小心易使两根表棒相碰短路，不仅耗费电池，严重时甚至会损坏表头。
5、色环电阻器
所谓色环电阻器是指用不同颜色环来表示元件不同参数的方法。
在电阻上不同的色环代表不同的标称阻值和允许偏差，
不同颜色所表示的数值和允许偏差
颜色
有效数字
乘数
允许偏差/%
银色
10-2
±
金色
10-1
±
黑色
0
100
棕色
1
101
±1
红色
2
102
±2
橙色
3
103
黄色
4
104
绿色
5
105
±0.5
蓝色
6
106
±0.25
紫色
7
107
±0.1
灰色
8
108
白色
9
109
+50/-20
无色
±20
常见的色环有四条和五条表示法，色环靠电阻哪一端近，就由哪一端开始数环。
电阻的色标法
（1）普通电阻器通常为四条色环，其中第一、二条色环表示的数即为两位有效数，第三条色环为乘数即×10（x），而此色环表示的数是以10为底的指数，第四条色环则表示的是电阻的允许偏差。
例如：
色环电阻的色环标志为：
红色/紫色/橙色/金色。
四环电阻的识读法
即标称阻值为：
27×103=27000Ω=27kΩ允许偏差为：
±5%
（2）精密电阻器通常为五条色环，其中第一、二、三条色环表示的数即为三位有效数，第四条色环为乘数即×10（x），而此色环表示的数是以10为底的指数，第五条色环则表示的是电阻的允许偏差。
例如：
色环电阻的色环标志为：
棕色/紫色/绿色/银色/棕色。
五环电阻的识读法
一般电阻的质量判别
电阻阻值变化或部损坏情况，可用万用表Ω档测量来核对。
但要注意两点：
1．若电阻部或引脚有毛病，测量时用表笔拨动电阻引脚，指针摆动围很大，说明此电阻部有接触不良现象或引脚松动。
2．热敏电阻的检查，常温下阻值应接近其标称值，然后用热的电烙铁靠近它，观察其值有无变化，若有，说明电阻基本正常；否则，此电阻性能不好。
万用表色环电阻器判别
万用表色环电阻器参照表
序号
阻值
第1环
第2环
第3环
第4环
第5环
备注
R1
0.47
黑
黄
紫
银
棕
R2
5
绿
黑
黑
银
棕
R3
50.5
绿
黑
绿
金
棕
R4
555
绿
绿
绿
黑
棕
R5
15K
棕
绿
黑
红
棕
R6
30K
橙
黑
黑
红
棕
R7
150K
棕
绿
黑
橙
棕
R8
800K
灰
黑
黑
橙
棕
R9
84K
灰
黄
黑
红
棕
R10
360K
橙
兰
黑
橙
棕
R11
1.8M
棕
灰
黑
黄
棕
R12
2.25M
红
红
绿
黄
棕
R13
4.5M
黄
绿
黑
黄
棕
R14
17.3K
棕
紫
橙
红
棕
R15
55.4K
绿
绿
黄
红
棕
R16
1.78K
棕
紫
灰
棕
棕
R17
165
棕
兰
绿
黑
棕
R18
15.3
棕
绿
橙
金
棕
R19
6.5
兰
绿
黑
银
棕
R20
4.15K
黄
棕
绿
棕
棕
R21
20K
红
黑
黑
红
棕
R21=R24=R25
R22
2.69K
红
兰
白
棕
棕
R23
141K
棕
黄
棕
橙
棕
R26
6.75M
兰
紫
绿
黄
棕
R26=R27
6、考场常见问题种类
（1）万用表工作原理
（2）万用表电路中某个元件的作用
（3）正确的使用万用表检测电子元器件的方法
（4）常用电子元器件的识别及检测方法
视频参考：
v.youku./v_show/id_XNjcxNDQwOTI=.html
附录常用电子元件
一、电阻
（一）电阻器常见类型
电阻器的种类很多，按材料分类，有碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻、光敏电阻、热敏电阻等。
由结构上分，有固定电阻器和可变电阻器。
（如图4-17）。
图4-17常用电阻器
（二）电阻器的标识方法
电阻器上面有标称阻值，此值就是电阻的标称值。
阻值的围很广，从小到大皆有。
电阻阻值的标志方法有三种，直标法、文字符号法和色标法。
所谓直标法是指在电阻表面直接标志出产品主要参数及技术性能的标志方法。
文字符号法一般用阿拉伯数字和文字符合标出。
而色标法是指用不同颜色代表不同标称值与偏差。
一般用色环形式标出，很显然色标比前2种标志法在实际电路板上更易读取，因为它不受元件安装方向限制。
1．直标法
如图4-18所示。
由图可知，直标法电阻阻值用数字与文字直接标出。
注意其电阻值的单位应符合以下规定：
欧姆（Ω）；千欧（kΩ）；兆欧（MΩ）。
图4-18电阻的直标法
2．文字符号法
用文字、数字、数字符合有规律地组合在一起标志在产品表面，表示电阻阻值，如图4-19所示。
图4-19文字符号法
阻值单位标志符号有：
（1）欧姆Ω；
（2）千欧kΩ，
即：
1kΩ=1000Ω=103Ω；
（3）兆欧MΩ，
即：
1MΩ=10000kΩ=106Ω；
（4）吉欧GΩ，
即：
1GΩ=1000MΩ=109Ω；
（5）太欧TΩ，
即：
1TΩ=1000GΩ=1012Ω
举例如下：
（1）0.33Ω
标成Ω33，
（2）5.1Ω
标成5Ω1，
（3）9.1kΩ
标成9k1，
（4）2.7MΩ
标成2M7，
（5）3600MΩ
标成3G6，
（6）3.9×106MΩ
标成3T9等。
3．色标法
前面已讲到，所谓色标法是指用不同颜色环来表示元件不同参数的方法。
在电阻上不同的色环代表不同的标称阻值和允许偏差，见表4-1。
表4-1不同颜色所表示的数值和允许偏差
颜色
有效数字
乘数
允许偏差/%
银色
10-2
±
金色
10-1
±
黑色
0
100
棕色
1
101
±1
红色
2
102
±2
橙色
3
103
黄色
4
104
绿色
5
105
±0.5
蓝色
6
106
±0.25
紫色
7
107
±0.1
灰色
8
108
白色
9
109
+50/-20
无色
±20
常见的色环有四条和五条表示法（如图4-20），色环靠电阻哪一端近，就由哪一端开始数环。
图4-20电阻的色标法
（1）普通电阻器通常为四条色环，其中第一、二条色环表示的数即为两位有效数，第三条色环为乘数即×10（x），而此色环表示的数是以10为底的指数，第四条色环则表示的是电阻的允许偏差。
例如：
色环电阻的色环标志为：
红色/紫色/橙色/金色，如图4-21。
图4-21四环电阻的识读法
即标称阻值为：
27×103=27000Ω=27kΩ允许偏差为：
±5%
（2）精密电阻器通常为五条色环，其中第一、二、三条色环表示的数即为三位有效数，第四条色环为乘数即×10（x），而此色环表示的数是以10为底的指数，第五条色环则表示的是电阻的允许偏差。
例如：
色环电阻的色环标志为：
棕色/紫色/绿色/银色/棕色，如图4-22。
图4-22五环电阻的识读法
（四）一般电阻的质量判别
电阻阻值变化或部损坏情况，可用万用表Ω档测量来核对。
但要注意两点：
1．若电阻部或引脚有毛病，测量时用表笔拨动电阻引脚，指针摆动围很大，说明此电阻部有接触不良现象或引脚松动。
2．热敏电阻的检查，常温下阻值应接近其标称值，然后用热的电烙铁靠近它，观察其值有无变化，若有，说明电阻基本正常；否则，此电阻性能不好。
二、电容器
（一）电容器的命名方法
电容器是组成电路的基本元件之一，是一种储存电能的元件。
在电路中起隔断直流、通过交流、耦合信号等作用。
其电路符号用“C”表示，电容的命名方法如图4-23所示，由下列四个部分构成：
图4-23电容器的命名方法
（二）电容器的标称值
电容的单位：
法拉，用字母F表示。
有关容量及单位符号、换算关系如下：
1mF（毫法）=10-3F（法拉）
1μF（微法）=10-6F（法拉）1μF（微法）=103nF（纳法）
1nF（纳法）=10-9F（法拉）1nF（纳法）=103pF（皮法）
1pF（皮法）=10-12F（法拉）
电容容量的标称方法与电阻类似，也多要用直标法、文字符合法和色标法。
1．直标法
将电容容量偏差值直接标在电容体上，如图4-24。
密封云母电容器0.1μF固体电介质钽电解电容器4.7μF
误差±5%误差±10%
耐压500V
图4-24直标法
2．文字符号法
与电阻类似，以下举例说明文字符号法。
0.33p写成p336800pF写成6n8
2.2pF标为2p24700μF标为4m7
1000pF标为1n0.01μF标为10n
（三）容量固定电容器漏电的判别
用万用表欧姆档R×10k量程，将表笔与电容两极并接，如图4-25所示。
表针先向顺时针方向跳动一下，然后逐步按逆时针复原，即返至
处。
若表针不能退回到
处，则所指示的值就为电容器漏电的电阻值。
电容器漏电电阻数据的读取，如图4-26。
此值越大越好，越大说明电容器绝缘性能越好。
一般应为几百到几千兆欧。
上图所示说明所测电容电电阻值偏小，只有1MΩ此，此电容性能不佳。
容量小于5000pF以下的小电容在一般的万用表上，几乎观察不到表针的变化，应采用专门的测量仪判别。
（四）电容量的初步估判
方法同上面图4-25相类似。
1．用表笔接触电容器两端时，表针应先是一跳，然后逐渐复原。
图4-25电容器的测量
图4-26电容器漏电电阻的读取
2．调换表笔再测，表针又一跳，但应跳得更远，然后再逐渐复原。
3．上面1、2步是电容充电和放电时的情形。
电容容量越大，表头跳动也越大，指针复原的速度也就越慢，说明电容充、放电时间越长。
由此初判电容容量相对大小。
若R×10k档表针始终不动，说明电容C部已经开路。
（五）电解电容极性的判别
根据电解电容器正向接入时，漏电电流小（所测电阻大）；反接时漏电电流大（所测电阻小）的现象可判别电解电容的极性，如图4-27所示。
同图4-27可知，两次测量中，漏电电阻大的一次，黑表笔所接为正极。
图4-27电解电容极性的判别
三、电感器
（一）电感器的常见类型
凡能产生电磁感应作用的器件，统称为电感器，电感器用文字符号L表示。
大多数情况下，电感由一个线圈构成，故又称之为电感线圈。
实际应用中，有些线圈中常有磁性材料做它的磁芯，以增大其电感量。
电感器可分为固定电感器、可变电感器、微调电感器等。
但一般电感器主要指各种线圈，对由线圈组成的其他器件，如变压器、延迟线、滤波器等，我们将在后面作介绍。
常见的电感器件举例，如图4-28。
（二）线圈的结构与种类
1．线圈的结构
线圈通常由骨架、绕组、屏蔽罩、磁芯等组成。
根据使用的实际需要，有的线圈可以不用磁芯或屏蔽罩，或两者都没有。
甚至也可以不用骨架，像应用于短波或超高频段的线圈就是这样。
构成骨架的材料有很多：
电工纸板、胶木、塑料、聚苯乙烯、云母、瓷等，这些材料，它们的介质损耗和耐热特性各不相同，比如云母、瓷既耐热，同时损耗又小；而电工纸板、胶木等材料，它们的耐热特性较差，损耗又大。
骨架材料的优劣，对于线圈的质量以及稳定程度都有一定的影响。
因此，使用时应据实际情况而定。
图4-28常见的电感器件举例
（1）带磁芯的线圈，如图4-29所示。
4-29带磁芯的线圈
（2）带屏蔽罩的中频变压器，如图4-30所示。
带屏蔽罩的目的是防止对、外电路的干扰。
（3）单层线圈，如图4-31所示。
图4-30带屏蔽罩的中频变压器图4-31单层线圈
绕组大多数背由绝缘导线在线圈骨架上缠绕而成。
这些绝缘导线常用不同规格的漆包线、电磁线来做。
磁芯装入线圈后，线圈的电感量会增加，这样与同样电感量的无磁芯线圈相比，其线圈圈数可以减少，从而实现其体积与分布电容的减少，同时也增加了线圈Q值。
有时为了调整线圈电感量，可以通过调整磁芯在线圈中的位置来实现。
构成磁芯的材料很多，如猛锌铁氧体、镍锌铁氧体等。
根据不同要求而制成不同形状，如图4-32。
图4-32不同形状的磁芯
2．线圈的种类
具体可分成单层线圈、多层线圈、蜂房线圈、带磁芯线圈及可变电感线圈。
（1）单层线圈，如图4-33所示。
通常其电感量较小，约在几个微享至几十微享之间。
单层线圈适合于高频电路中，因为高频段电路通常所用电感值小。
（2）多层线圈，如图4-34所示。
通常其电感量大于300μH。
多层线圈除了匝与匝之间具有分布电容以外，层与层之间也有分布电容，因此其固有电容大增加。
同时层与层之间电压相差较大，易发生跳火，绝缘击穿等问题。
图4-33单层线圈图4-34多层线圈
（3）蜂房线圈，如图4-35所示。
为克服多层线圈固有电容大的缺点，采用蜂房式绕制方法，可以减小线圈的固有电容。
被绕制的导线以一定的偏转角约19°~26°在骨架上缠绕。
（4）固定电感器，如图4-36所示。
也称为色码电感器。
按不同电感量要求，将不同直径铜线套在磁芯上，再用塑料或环氧树脂封装而成。
其特点：
体积小、重量轻、结构可靠，广泛用于电视机、录音机、录像机等电子设备的滤波、陷波、扼流、振荡等电路
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