電流、電壓、電阻是電子測試中最基本的三個物理量,萬用表的基本功能就是用來測量這三個物理量。
下面以測量直流電流為例來說明指針式萬用表的測量原理。
測量直流電流時,首先通過選擇開關的轉換,使萬用表內部構成電流表,如下圖所示,表頭pa與分流器r并聯(lián),被測電流i由a端進,b端出。
1、量程轉換原理
i分為流過表頭的電流ip,和流過分流器的電流ir兩部分,分配比例由表頭內阻r0與分流器r的阻值比的倒數(shù)決定。表頭pa按比例指示電流的大小。
在并聯(lián)電路中,支路電流的大小與支路電阻的大小成反比。因此,改變ip和ir兩支路阻值的大小,即可改變電流分配比例,實現(xiàn)量程的轉換。如下圖所示。
當被測電流i1從a①端輸入時,ip支路電阻為r0,ir支路電阻為r1+r2+r3。而當被測電流i3從a的3端輸入時,ip支路的電阻為r2+r1+r0,ir之路的電阻為r3。可見,當表頭指示相同(ip相同)時,i3>i1,擴大了量程。
2、讀數(shù)方法
電流表指示的讀書方法是:滿刻度值(刻度線最右邊)等于所選量程檔位數(shù),根據(jù)表針指示位置折算出測量結果。
下圖中,當測量選擇開關位于“0.05ma”檔時,指示值為35ua,當測量選擇開關位于“5ma”檔時,指示值為3.5ma,當測量選擇開關位于“500ma”檔時,指示值為350ma,以此類推。