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雷国军MF-500型模拟万用表的工作原理与故障检修

[日期:2010-03-19] 来源:  作者: [字体: ]

MF-500型模拟万用表的工作原理与故障检修

                                         四川省大竹县职业中学   雷国军

MF-500型万用表是一种高灵敏度、多量程和测量多种电量的便携式电子测量仪表。该仪表具有24个测量量限,能分别测量交直流电压,直流电流,电阻及音频电平,外接附加装置,可直测电感,电容值。具有量程设置合理、表盘大、准确、电池耐用、电压测量灵敏度高、电阻刻度中心值低(10Ω)、稳定可靠等优点,在电子测量中得到广泛使用。本文介绍其工作原理和常见故障的检修。

 

1.万用表的组成

    万用表由表头、测量电路及转换开关三个主要部分组成。

(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,表头的灵敏度越高。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RΩ,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)测量线路

    测量线路是用来把各种被测量转换到适合表头测量的微小直流电流的电路,它由电阻、半导体元件及电池组成。它能将各种不同的被测量(如电流、电压、电阻等)、不同的量程,经过一系列的处理(如整流、分流、分压等)统一变成一定量限的微小直流电流送入表头进行测量。

(3)转换开关

    其作用是用来选择各种不同的测量线路,以满足不同种类和不同量程的测量要求。MF-500型万用表的转换开关有两个,分别标有不同的档位和量程,测量时需要这两个转换开关配合使用。

 

2.万用表的工作原理

万用表是由电流表、电压表和欧姆表等各种测量电路通过转换装置组成的综合性仪表。了解各测量电路的原理也就掌握了万用表的工作原理,各测量电路的原理基础就是欧姆定律和电阻串并联规律。下面分别介绍各种测量电路的工作原理。

(1)直流电流的测量电路

万用表的直流电流测量电路实际上是一个多量程的直流电流表。由于表头的满偏电流

    

     1                                 2

很小,所以采用分流电阻来扩大量程,一般万用表采用闭路抽头式环形分流电路,如图1所示。

这种电路的分流回路始终是闭合的。转换开关换接到不同位置,就可改变直流电流的量程,这和电流表并联分流电阻扩大量程的原理是一样的。

(2)直流电压的测量电路

万用表测量直流电压的电路是一个多量程的直流电压表,如图2所示。它是由转换开关换接电路中与表头串联的不同的附加电阻,来实现不同电压量程的转换。这和电压表串联分压电阻扩大量程的原理是一样的。

(3)交流电压的测量电路

    磁电式微安表不能直接用来测量交流电,必须配以整流电路,把交流变为直流,才能加以测量。图3是交流电压表的基本原理电路图,它是一种整流电压表。整流电流是脉动直流,流经表头形成的转矩大小是随时变化的。由于表头指针的惯性,它来不及随电流及其产生的转矩而变化,指针的偏转角将正比于转矩或整流电流在一个周期内的平均值。

(4)电阻的测量电路

    在电压不变的情况下,如果回路电阻增加一倍,则电流减为一半,根据这个原理,就可制作一只欧姆表。万用表的直流电阻测量电路就是一个多挡位的欧姆表。其原理电路如图4所示。Rx是被测电阻,Rg是表头电阻,RB为分流电阻,RC是限流电阻,E为电源电压。

                                                                  

                 3                                        4

 

欧姆测量电路挡位的变换,实际上就是Rx和满偏电流I的变换。MF-500型万用表中的欧姆挡位有R×1R×10R×100R×1kR×10k,其中R×l挡的Rx值,可以从欧姆标度上直接读得。在多挡位欧姆测量电路中,当挡位改变时,保持电源电压E不变,改变测量电路的分流电阻,虽然被测电阻Rx变大了,而通过表头的电流仍保持不变,同一指针位置所表示的电阻值相应变大。被测电阻的阻值应等于标度尺上的读数,乘以所用电阻挡位的倍率。

电源干电池E,在使用中其内阻和电压都会发生变化,并使Rx值和I改变。I值与电源电压成正比。为弥补电源电压变化引起的测量误差,在电路中设置调节电位器W, 如图5所示。在使用欧姆量程时,应先将表笔短接,调节电位器W,使指针满偏,指示在电阻值的零位。即进行“调零”后,再测量电阻值。

R×10k挡上,由于Rx很大,I很小,当I小于微安表的本身额定值,就无法进行测量。因此在R×10k挡采用提高电源电压的方法来实现扩大其挡位,如图6所示

 

               

5                                          6

 

3.MF-500型模拟万用表常见故障与处理方法

                             MF-500型模拟万用表的常见故障及检修方法

 

故 障 现 象

可 能 原 因

检 测 方 法

电阻挡故障

电阻挡 R×1R×10R×100不正常

分流电阻变质或阻值增大

重点检查:9.4Ω、91Ω、975Ω线绕电阻

指针动作不灵敏、缓慢

表头动线圈过阻尼

检查表头内部线圈是否存在短路

电阻挡换挡后不用调零即指至零

电阻挡电路故障

9.4Ω、6Ω两个电阻烧断

电阻挡 R×10k不能调零

电源故障

9v层叠电池电压不足

电阻挡 R×1挡指针调不到零

该挡电阻变质或阻值增大

重点检查:1.5Ω线绕电阻过流烧断

电阻挡 R×1R×10R×100R×1k三挡不能调零

电源故障

二号电池电压不足

电阻挡 R×1R×10R×100三挡测量同一电阻时指针指示同一刻度

三个分流电阻分别为:9.4Ω、(9.4+91)Ω、(9.4+91+975)Ω

9.4Ω电阻变质

测电阻时,某个倍率挡误差太大

该表电阻挡各挡误差故障

1.R×1挡测量时偏大,9.4Ω线绕电阻烧断

2.R×10挡测量时偏大,91Ω线绕电阻烧断

3.R×100挡测量时偏大,975Ω电阻烧断

4.R×1k挡测量时偏大,33.2kΩ电阻不良

5.如其余挡正常,R×10k挡测量不准确,85.2k电阻不良,还应该检查9V电池电压是否正常

测电阻时指针不稳定

测量电路接触不良

检查:1.表笔引线与插   2.插头和表的插孔    3.簧片是否生锈,与插头焊接是否良好  

 4.电池夹有无生锈迹,与电池接触是否良好      

  5.欧姆调零电位器滑头臂与线绕电阻接触是否良好

 

故 障 现 象

可 能 原 因

检 测 方 法

直流电流挡故障

表针摆动不止

电流挡存在故障

分流电阻中的2.25kΩ分流电阻变质或断路

表针不偏转

测量端线路故障

检查:1.表头回路是否断路 2.表头分流电阻是否短路 3.测量端接线是否脱焊

量程难控制,指示无规律

转换开关故障

调整量程转换开关

电流测量误差大

电流挡电路故障

分流电阻中的675Ω电阻变质,更换掉

直流电压挡故障

指针不偏转,指示为零

测量线路故障

1.附加电阻断路 2.表笔断线

电压测量误差大

测量线路故障

更换附加电阻

不通电时指针有偏转,小量程更为明显

由于受潮和污染严重,使内置电池形成漏电回路

采用清洗、烘干和改变连线位置

直流电压挡检测异常

直流电压挡检测电路故障.                    该直流电压挡电路:                          2.5V挡的分压电阻为:(35.7+10)kΩ

10V挡的分压电阻为:(35.7+10+150)kΩ

 50V挡的分压电阻为:(35.7+10+150+800)kΩ

 

 

2.5V挡测量不准,则是10k电阻变质

 

 10V挡测量不准,则是150k电阻变质

 

50V挡测量不准,则是800k电阻变质

交流电压、电流挡故障

各量程的负误差很大,至少在一半左右

全波整流电路中一只二极管故障

更换已坏掉的二极管

全挡无指示或指示很小,指针基本在零位置

全波整流电路故障

更换全波整流电路中的两只二极管

各量程的指示值偏低,且有一定的误差比例

整流二极管的参数不一致

更换参数相同的二极管

某一量程无指示,其它量程正常

量程转换开关烧坏或接触不良

修复转换开关和接通线路

置于交流电压挡时,指示值超差

测量电路故障

更换串联电阻

置于交流电流挡时,指示值超差

分流电阻变质或电流互感器发生匝间短路

更换元器件或调整修复元器件

 

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