常用仪器仪表工作原理简介(1)

1．万用表
万用表常用来测量直流电压、直流电流、交流电压、电阻等，有的万用表还可以测量交流电流、分贝、功率、电感、电容、晶体管参数等。万用表有指针式和数字式两种。指针式万用表结构简单、价格低。数字式万用表是在指针万用表的基础上发展起来的，其使用简单、测量精度高。要用好万用表就需要掌握它的工作原理，有的数字万用表只用一块集成电路就解决了以上的所有测量问题，所以在理解工作原理时没有指针式的直观。因此学习万用表的工作原理还必须从指针式万用表作手。
（1）直流电流测量电路工作原理
指针式万用表的主要元件是一只磁电系电流表，通常称为表头。但一只表头只能测量小于它的灵敏度的电流。为了扩大被测电流的量程，就需要给它并上分流电阻，使流过表头的电流为被测电流的一部分从而扩大量程。为了在测量大小不同电流时得到一定的精确度，电流表都是设计成多档量程的。
应用最多的是闭路抽头式分流电路，其电路如图1所示。图中R1～R5统称为总分流电阻RS，实际产品中，为了便于调整和成批生产，总分流电阻RS大多采用较大的整数千欧的阻值，表头上再串联一只可变线绕电阻R0，当表头参数有变化时仍可以得到补偿并方便调整。

           图1 直流电流测量电路
（2）直流电压测量电路工作原理
 根据欧姆定律U=IR，则一只灵敏度为I、内阻为R的电流表，本身就是一只量程为U的电压表，如一只100μA的电流表，它的内阻为1.5KΩ，能用来测量的电压量程为0.15V, 显然是不实用的，但是我们可以给它串接一只电阻，来扩大它的量程范围。如串接一只8.5 KΩ的电阻，量程就可扩展为1V，这时该电压表的内阻为10KΩ。这就引出直流电压灵敏度这一概念了；针对该例，这只电压表测量每伏直流电压时需要10KΩ内阻，即：10KΩ／V。有了电压灵敏度就个概念，就可以很方便的将电压表各档的内阻计算出来。同时，直流电压灵敏度越高，测量直流电压时分去的电流越小，测量结果越准确。
直流电压测量电路如图2所示。图中RS为直流电流档的分流电阻，R6～R10为各电压测量档的降压电阻。

    图2 直流电压测量电路
(待续)