電子測(cè)量技術(shù) 教學(xué)課件 作者 孟鳳果 第4章.ppt

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1、4.1概述4.2模擬式萬(wàn)用電表4.3數(shù)字式萬(wàn)用電表第4章萬(wàn)用電表及其測(cè)試技術(shù)4.1概述萬(wàn)用電表簡(jiǎn)稱萬(wàn)用表，萬(wàn)用表是電子測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域中最早出現(xiàn)的測(cè)量?jī)x表，它以測(cè)量電壓、電流、電阻三大參量為主，所以也稱為三用表，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中稱為復(fù)用表。萬(wàn)用表種類繁多，根據(jù)其測(cè)量原理及測(cè)量結(jié)果的顯示方式進(jìn)行分類，一般可分為模擬式萬(wàn)用表和數(shù)字式萬(wàn)用表兩大類。4.2模擬式萬(wàn)用電表4.2.1模擬式萬(wàn)用電表的基本原理4.2.2MF500型萬(wàn)用電表4.2.3MF500型萬(wàn)用電表的使用4.2.4模擬式萬(wàn)用電表應(yīng)用實(shí)例4.2.1模擬式萬(wàn)用電表的基本原理微安表頭功能選擇V~/I轉(zhuǎn)換R

2、/I轉(zhuǎn)換交流V/I轉(zhuǎn)換量程選擇圖4-1模擬式萬(wàn)用電表結(jié)構(gòu)框圖模擬式萬(wàn)用電表的基本測(cè)量過程是通過一定的測(cè)量機(jī)構(gòu)，將被測(cè)的模擬電量轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)，再由電流信號(hào)去驅(qū)動(dòng)表頭指針偏轉(zhuǎn)，通過相應(yīng)的刻度板讀數(shù)即可指示出被測(cè)量的大小。如圖4-2所示。電流信號(hào)被測(cè)量模擬量測(cè)量機(jī)構(gòu)指針偏轉(zhuǎn)測(cè)量電路圖4-2模擬式萬(wàn)用表的測(cè)量原理框圖萬(wàn)用表由表頭、測(cè)量電路及轉(zhuǎn)換開關(guān)組成。表頭是一個(gè)高敏感度的直流電流表（微安表），用以指示被測(cè)量的值，是模擬式萬(wàn)用表的核心部件，它的性能是決定萬(wàn)用表主要技術(shù)指標(biāo)的重要因素；測(cè)量電路將被測(cè)量轉(zhuǎn)換為適合于表頭指示的微小直流電流。萬(wàn)用表的測(cè)量電路

3、實(shí)質(zhì)上就是多量程的直流電流表、多量程的直流電壓表、多量程的交流電壓表以及多量程的歐姆表等幾種測(cè)量電路組合而成。轉(zhuǎn)換開關(guān)用以選擇不同的測(cè)量電路和量程檔級(jí)，以適應(yīng)各種測(cè)量功能和量程的要求。1．直流電流的測(cè)量萬(wàn)用電表的表頭是一個(gè)動(dòng)圈式直流電流表，可以直接測(cè)量微小的直流電流。常用萬(wàn)用表的表頭是一個(gè)50μA的直流電流表。若要測(cè)量的電流大于表頭的最大電流（50μA），就要在表頭上并聯(lián)分流電阻，構(gòu)成一個(gè)多量程的直流電流表，其原理圖如圖4-3所示。電路中分流電阻R1、R2、R3采用串聯(lián)接抽頭方式，然后再與表頭并聯(lián)，形成分流電路。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)S接到不同位置時(shí)，分流

4、電阻阻值不同，以達(dá)到變換電流量程的目的。圖4-3直流電流表分流原理圖萬(wàn)用電表表頭是一直流電流表，但由于表頭具有一定的內(nèi)阻R0，電流流過表頭就會(huì)產(chǎn)生一定的電壓降，這個(gè)電壓的大小與通過的電流成正比。直接用直流電流表頭只能測(cè)量很低的直流電壓值，為了擴(kuò)展表頭測(cè)量直流電壓的范圍，需要在表頭串聯(lián)分壓電阻，構(gòu)成一個(gè)多量程的直流電壓表，其原理圖如圖4-4所示。1．直流電流的測(cè)量SR0R2R3R1-+（黑）（紅）+---—圖4-4直流電壓表分壓原理圖電路中分壓電阻R1、R2、R3采用串聯(lián)方式，然后再與表頭串聯(lián)，形成分太電路。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)S接到不同位置時(shí)，分壓電阻阻

5、值不同，以達(dá)到變換電壓量程的目的。使直流表頭能測(cè)交流，必須增設(shè)整流電路，將被測(cè)的交流變成相應(yīng)的直流，再作用于直流電流表。整流電路有半波整流和全波整流兩種，實(shí)際萬(wàn)用表的交流電壓測(cè)量電路多采用半波整流方式，如圖4-5所示。3．交流電壓的測(cè)量SR2R3R1（紅）-+（黑）RR0+---—圖4-5交流電壓表分壓原理圖經(jīng)整流后，流過表頭的電流是單向脈動(dòng)的。電表指針偏轉(zhuǎn)角度正比于半波整流電流的平均值。即表頭指針響應(yīng)于正弦半波平均值。4．直流電阻的測(cè)量萬(wàn)用電表的電阻檔是一個(gè)多量程的歐姆表。測(cè)量直流電阻的基本原理電路如圖4-6所示。萬(wàn)用表測(cè)量電阻，實(shí)質(zhì)是測(cè)量流

6、過被測(cè)電阻Rx的電流。-Rw+RxR0圖4-6中的Rw是零歐姆調(diào)整電位器。當(dāng)被測(cè)電阻Rx=∞(即a、b兩點(diǎn)開路)時(shí)，電路中的電流I為零，表頭指針不偏轉(zhuǎn)，指針指向電阻刻度的起始位置（即∞Ω）處。當(dāng)被測(cè)電阻Rx=0（即a、b兩端短路）時(shí)，電路中的電流I為最大，I=E/（R0+RW），表頭指針指向滿刻度（即0Ω）處，此時(shí)可通過調(diào)節(jié)RW使之為0。當(dāng)Rx=R0+RW時(shí)，電路中的電流I為滿度的一半，表頭指針指示在刻度的正中間（即中心電阻值處）。同理，當(dāng)電路中接入某一確定的被測(cè)電阻Rx時(shí)，電路中就產(chǎn)生相應(yīng)的直流電流，表頭指針就會(huì)有一定的偏轉(zhuǎn)角度。實(shí)際測(cè)量中，

7、電阻的測(cè)量是通過被測(cè)電阻中的電流轉(zhuǎn)換現(xiàn)而來(lái)。當(dāng)被測(cè)電阻Rx在0至∞之間變化時(shí)，表頭指針就在滿刻度與零電阻值之間變化，根據(jù)公式I=E/(R0+Rx+Rw)可得出，電路中的電流與被測(cè)電阻是非線性關(guān)系，所以，測(cè)量電阻的標(biāo)度尺的分度是不均勻的。被測(cè)電阻值越大，電流越小，所以，電阻標(biāo)度尺是反向刻度的。RRwSR2R3R1+-（紅）（黑）R0+---—通常，萬(wàn)用電表測(cè)量直流電阻原理圖（即歐姆表測(cè)量原理）如圖4-7所示。圖4-7歐姆表電路原理圖5．音頻電平的測(cè)量萬(wàn)用電表可以測(cè)量音頻電平值。電平是用分貝（dB）單位表示電信號(hào)大小的物理量，電平高即電信號(hào)強(qiáng)，電平

8、低即電信號(hào)弱。從分貝（dB）單位的定義分析，電平是表示電功率變化的相對(duì)值，電路中某點(diǎn)電平的高低是以文書點(diǎn)功率與某指定功率的比值的常用對(duì)數(shù)表示的（即分貝