万用表直流电流档的改进

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由于任何一只万用表都有一定的内阻,所以用它测量时,对被测电路或多或少有些影响。一般来说,测电流时万用表的内阻要越小越好;测电压时万用表的内阻要越大越好,这就要求万用表表头的灵敏度要高。我们对万用表的线路作了些改进,在表头质量相同的情况下,在一定范围内,提高了测量电流、电压的准确度。

我们知道,组成万用表直流电流档的电路简化后通常有图1、图2两种形式。在图1电路中,R\(_{1}\)、R2、R\(_{3}\)和R4组成的分流器采用闭路方式并联在表头上,因此,在I\(_{1}\)~I3档它不能利用表头的最小满刻度电流。由于测量电压时这个分流器也并联在表头上,所以为了减小万用表对被测电路的影响,希望这个分流器电阻大些。但这样一来,在测电流时,尤其是用大电流档时,例如在I\(_{0}\)档,由于R2、R\(_{3}\)和R4串入表头回路,对测量结果的影响较大。但图1电路的突出优点是非常安全可靠,当开关K断路时,表头与被测电路断开,电表不起作用。在图2电路中,可以利用表头的最小满刻度电流,而且由于各分流电阻分别与表头支路并联,所以用大电流档时,只是并联一只电阻R\(_{1}\),使表头内阻比图1小得多。但图2线路的最大缺点是当开关K一旦断开时,外电路的大量电流流过表头,会造成烧表事故。

图1
图1 🔍原图 (508×280)
图2
图2 🔍原图 (505×354)
图3
图3 🔍原图 (516×401)

能不能使万用表的电路既具有图1电路的安全可靠性又具有图2电路的优点呢?根据这一设想,我们把万用表电路的电流档电路改成图3形式。

从图3可以看出,K为双刀开关,在测电流时,用I\(_{3}\)档时,电阻R4被短路;用I\(_{2}\)档时,R3、R\(_{4}\)被短路;用I1档时,R\(_{2}\)、R3、R\(_{4}\)被短路,所以测电流时该电路与图2电路形式相同。当开关K开路时,也不会烧坏表头。

根据图3电路,我们设计的万用表线路如图4所示。

图4
图4 🔍原图 (864×901)

我们用的万用表表头的满偏转电流I\(_{M}\)=160微安,内阻r=981欧。为了计算和调整方便,在表头上串一只可变电阻RX,把它调到19欧,这样R\(_{M}\)=r+RX=1000欧。图4中,直流档时R\(_{X}\)由Wo担任,交流档时由W\(_{1}\)担任,电阻档时由W2兼顾。由于各档设计与一般万用表相同,就不再赘述。(张行权)