万用表的工作原理
一、试验目的
一.1理解万用表的工作原理；
2生疏并把握万用表的主要功能和使用操作方法。
二、试验内容
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；
用万用表测量电压和电流——直流电压及电流的测量、沟通电压及电流的测量。
三、试验仪器及器材
1表头
1台
2电源电动势
1块
3电阻假设干
4试验箱
1台
5滑动变阻器
四、试验要求
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；
要求学生能适当了解一些科研过程，培育觉察问题、
分析问题和解决问题的力量；
要求学生独立操作每一步骤；
娴熟把握万用表的使用方法。
1个
五．试验思路
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根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。其次条标有∽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，量程在除沟通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的沟通电压值，当转换开关在交、直流电压挡，量程在沟通10V时，即读此条刻度线。第四条标有dB，指示的是音频电平。
万用表的根本工作原理
万用表对被测电量进展测量的过程，是由测量电路实现的。假设要设计一个型号的万用表，则首先要明白其最根本的工作原理，然后再依据所设计的万用表功能而进展电路的具体设计，这里先介绍一下万用表的根本工作原理见
由表头、电阻测量档、电流测量档、直流电压测量档和沟通电压测量档几个局部组成，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打到沟通电压档时，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，因此必需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和表头局部组成闭合电路，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：
E
I?
Rx?R
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，指针的摇摆越大，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
式〔2.2〕
此时通过表头的电流最大，表头摇摆最大，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，其余档的零位与它全都吗？反之，当万用表红黑两表棒开路时Rx→∞，R可以无视不计，那么：
E E
I?
Rx?R
?Rx
?0 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
R ?I
R ? g g
阻阻值按以下公式计算S
并联不同的分流电阻可构
I?I
g
成不同量程的电流表。如下图电流表有四个不同量程
2、电压表的改装
假设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R
x
?U?R
I g
.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。电阻表的根本原理见图。
图2.5电阻测量电路
其关系式：Rp??IgRg?/?Im?Ig? 式〔2.15〕
Rp?
1
4RP 式〔2.16〕
R ?E”/Im 式〔2.17〕
Z1K
R ??R
1
Z1K
R ?/?R
Z1
Z1K
?R ? 式〔2.18〕
Z1
R ??R R ?/?R ?R ?… 式〔2.19〕
2 Z1K Z10 Z1K Z10
式中，Im是将表头扩展成简洁最小整数的电流值。Rz1表示电阻×1