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；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：RRxEI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：RERRxEI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：0RxERRxEI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gggSIIIRR?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gxRIUR.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。图2.5电阻测量电路其关系式：IgIgRgRpIm/式（2.15）RPRp41式（2.16）Im/'1ERKZ式（2.17）11111/ZKZZKZRRRRR式（2.18）1011012/ZKZZKZRRRRR⋯式（2.19）式中，Im是将表头扩展成简单最小整数的电流值。Rz1表示电阻×1的中心电阻值，Rz10表示电阻×10档的中心电阻值，其余类推。RP为电位器代号。E’是欧姆表内...
