常用测量仪表

（张晋纯 宋东生编译）无线电爱好者在安装、调试或检修电子电路时，常常要使用电流表、电压表或万用表，这一讲对这几种常用电气测量仪表的结构、原理和用途作简要的介绍。

让我们来复习一下在物理学中曾讲过的电磁效应。如果像图la所示的那样，给一个线圈通上电流，线圈周围就会出现磁场，把一小块永久磁铁放在线圈附近，它们之间就会发生相对运动；改变线圈中电流的方向，相对运动的方向也将跟着改变。根据这个道理，人们制成了磁电式电流表，它的实际结构如图1b所示。固定部分由永久磁铁和处在磁极中间的圆柱形铁心组成。可动部分是由绕在铝框上的矩形线圈、支持在轴承上的转轴、弹簧游丝、指针等部件组成。当可动线圈通过直流电流时，电流所引起的磁场与永久磁铁的磁场相互作用，使线圈绕轴偏转，偏转的角度与通过线圈的电流成正比。磁电式电流表只能对直流电进行直接测量。

另一种常用的电流表叫电磁式电流表，它的基本原理如图2a所示，在通电线圈的附近，放上一块铁片，铁片就要受到线圈磁场的吸引。不论通入线圈的是直流电还是交流电，铁片受力运动的方向是不变的。图2b是电磁式电流表的实际结构。固定部分由圆形线圈和装在线圈内部的弧形固定铁片所组成。可动部分是由装在转轴上的活动铁片、指针、弹簧游丝等部件组成。当线圈通入电流时，处在线圈内部的固定铁片和活动铁片同时被磁化。两铁片因极性相同而互相排斥，可动铁片被推斥而带动转轴使指针偏转，指针的偏转角近似地与通过线圈的电流的平方成正比。电磁式电流表不仅能测量直流，还可以测量交流，但准确度不太高，表盘刻度也不均匀。

在仪表的表盘上印有各种符号标记，是用来表示电表的结构型式、工作方式和用途等的。图3和表1所示，是常见的几种符号标记。

上面介绍了磁电式和电磁式两种电流表的结构和原理。实际上，这两种测量机构既能用来测量电流，也能用来测量电压，如图4所示，我们常常称它为“表头”。

为了能用表头测量几伏到几百伏特的电压，需要给表头串联上一定阻值的电阻，称为“降压电阻”，选择不同阻值的降压电阻，就可以得到大小不同的电压量程。为了能用表头测量几毫安到几安培的电流，可以给表头并联一定阻值的电阻，称为“分流电阻”，选择不同阻值的分流电阻，就可以得到大小不同的电流量程，如图5所示。

万用表（又称三用表）是无线电爱好者常用的一种测量仪表，它可以用来测量直流电流、直流电压、交流电压和电阻等多种用途。

在常用的万用电表中，都是采用磁电式电流表作表头。用它组成交流电压表时，先通过半导体整流器把交流变换成直流（图6），再按测量直流电压的办法测量交流电压。

除了表头以外，万用表的主要组成部分还有转换开关和测量电路，测量电路由电阻、二极管等组成，用转换开关使表头分别与不同的电阻、二极管、电池等元器件适当组配，进行不同项目和不同量程的测量。一般万用表应具有以下测量范围和项目。

直流电压：分0～2.5V，0～10V，0～50V，0～250V，0～500V～2500 V五档。

直流电流：分0～0.5mA，0～5mA，0～50mA，0～500mA四档。

交流电压：分0～10 V，0～50V，0～100V，0～250V，0～500V～2500V五档。

电阻：分R×1，R×10，R×100，R×1000，R×10000五档。

在无线电技术中，常需对高频信号电压进行测量。这时，由测量点到电压表的电缆长度就不能忽视了。因此，常常把整流器放在测量探头中，让它把高频电压变换成直流电压，再通过电缆送到电压表去，这样做就减少了电缆对测量的影响（图7）。

高频电压表中，通常都使用直流放大器，这样不但提高了测量的灵敏度，而且提高了仪表的输入阻抗，减少了对被测电路的影响（图8）。

在测量高频电流时，如果应用磁电式或电磁式测量机构，由于高频电流在线圈和铁心中产生集肤效应和涡流损耗，会显著影响测量准确度，甚至无法进行测量。因此人们利用电流的热效应制成了一种热电式电流表，它的结构原理如图9所示。被测电流通过金属导线时，把电能转换成热能，它发出的热量使热电偶产生直流电动势（称为热电势），电动势的大小与被测电流成正比，再利用磁电式电流表指示出被测电流值。

热电式电流表的特点是测量结果基本上不受频率高低的影响，能够利用它测量频率高达1000兆赫的电流（或电压）。

如果有条件的话，无线电爱好者还应该配备有晶体管参数测试仪、低频信号发生器、高频信号发生器、信号寻迹器、示波器等测量仪表。