万用表直流电流与直流电压测量电路原理图解

有关万用表直流电流与直流电压测量电路原理，在用万用表测量直流电流与直流电压时的注意事项，万用表测量直流电流与电压的工作原理分析，一起来了解下。

万用表测量直流电流与直流电压

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。

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。

三、直流电压测量电路的工作原理

如图，直流电压表的表头内阻为Rg,满偏电流为Im，因此其量程为RgIm,其值一般在数十毫伏至数百毫伏之间。为了能够测量大于表头端电压的电压值，就要串接适当阻值的电阻，这个电阻叫电压表的扩程电阻，图a中的Rv，即为扩程电阻。但这种电压表只能用来测量一定范围内的电压值，当要测量不同范围内的电压值时，必须改进电路，从而产生了独立分挡式电压表，如图b所示。

为了节省元件，在图d的基础上又产生了串联抽头式电压表，其低电压挡倍率电阻是高电压挡倍率电阻的抽头，如图c所示。（倍率电阻：就是将一定的电压通过该电阻转换成所需要另一个电压的电阻，又称为分压电阻。

如：将1000V的电压通过倍率电阻分压后得到100V的测试电压）。为了避免低压挡测量低电压时，影响测量结果的准确性，又对电路加以改进，从而产生了混合式直流电压表，如图d所示。

图 直流电压测量原理

a）简单直流电压表 b）独立分挡式直流电压表 c）串联抽头式的电压表 d）混合式直流电压表

四、直流电流测量电路的工作原理

如图，简单的电流表只能用来测量小于或等于其满偏电流量的电流。为了扩大电流表的量程，可以在表头两端并联一定数值的电阻，如图b所示。

但是，若此时仍不能满足测量范围的需要，可以采用独立分挡式电流表，如图c所示。

独立分挡式电流表的缺点：

1）转换开关在换挡时，由于开关接触电阻增大或分流支路某点断路，将有大电流流过表头，可能造成表头损坏。

2）由于各挡分流电阻的阻值不等，对无框架阻尼表头来说，不能得到相等的阻尼效果。

3）若表头满偏电流不是一个合适的整数数值，这种情况将不便于一表多用的综合设计。

4）由于各分流电阻彼此独立，因而用料多，体积大，致使仪表重量过大。

图 直流电流测量

a）简单电流表 b）扩大量程的电流表 c）独立分挡式电流表 d）闭路抽头式电流表

针对独立分挡式电流表的这些缺点，又出现了一种闭路抽头式电流表，如图d所示。这种电流表克服了前面三种电流表所有的缺点，因而它得到了广泛应用。图d中，K2在结构简单的万用表中应用较少；‘而在灵敏度要求较高的万用表中，为了获得电压测量的高灵敏度，测量时通常将K2切断。

因此，对于直流电流的测量，按量程可分为单量程和多量程两种；按电路结构可分为“单路式”、“闭路式”、“独立分挡式”；按转换方式又可分为：“端纽式”、“插头式”、“转换开关式”和“琴键式”等。