万用表制作实验报告
10电信1班 20101305003 王俊
摘要：万用表是一种多功能、多量程便于携带的电学仪器。它可用不同的量程测量直流电流、直流电压、交流电压及电阻。有的万用表还可以测量阻抗、容抗和音频功率等。学习制作和设计万用表非常重要，还有利于我们大学同学提高电路分析的能力并加深对万用电表工作原理的理解，提高自身的动手能力。
关键字：万用电表、表头、测量电路、转换装置。
一、实验目的
（1）通过万用表组装实验，进一步熟悉万用表结构、工作原理和使用方法。
（2）了解电路理论的实际应用，进一步学会分析电路，提高自身的能力。
二、实验原理
万用表主要是由指示器、测量电路和转换装置三部分组成。指示器俗称表头，用来指示被测电量的数值，通常为磁电式微安表。表头是万用表的关键部分，万用表的灵敏度、准确度及指针回零等大都决定于表头的性能。表头的灵敏度是以满刻度的测量电流来衡量的，满刻度偏转电流越小，灵敏度越高。一般万用表表头灵敏度在10~100μA左右。
测量电路的作用是把被测的电量转化为适合于表头要求的微小直流电流，它通常包括分流电路、分压电路和整流电路。分流电路将被测大电流通过分流电阻变成表头所需要的微小电流，分压电路将被测得高电压通过分压电阻变换成表头所需的低电压；整流电路将被测的交流，通过整流转变成所需的直流电。
万用表的各种测量种类及量程的选择是靠转换装置来实现，转换装置通常由转换开关、接线柱、插孔等组成。转换开关有固定触点和活动触点，它位于不同位置，接通相应的触点，构成相应的测量电路。
万用表基本原理，如下图1-1所示。
图1-1万用表基本原理图
下面以MF-47型万用表为例，分部介绍电路参数的测量原理。
三、实验内容
1、直流电流的测量
万用表的直流电流档，实质上是一个多量程的磁电式直流电流表，它应用分流电阻与表头并联以达到扩大测量的电流量程。根据分流电阻值越小，所得的测量量程越大的原理，配以不同的分流电阻，构成相应的测量量程。在电路中，各分流电阻彼此串联，然后与表头并联，形成一个闭合环路，当转换开关置于不同位置时，表头所用的分流电阻不同，构成不同量程的档位，如图16-6所示。
图1-2 直流电流测量电路
2 直流电压的测量
万用表的直流电压档，实质上是一个多量程的直流电压表，它应用分压电阻与表头串联来扩大测量电压的量程，根据分压电阻值越大，所得的测量量程越大的原理，通过配以不同的分压电阻，构成相应的电压测量量程。测量电路如图16-7所示。
图1-3 直流电压测量电路
3、交流电流、电压的测量
磁电式仪表本身只能测量直流电流和电压。测量交流电压和电流时，采用整流电路将输入的交流，变成直流，实现对交流的测量。其整流电路一般有半波整流和全波整流，其整流元件一般都采用晶体二极管。万用表测量的交流电压只能是正弦波。
万用表通常采用的是半波整流测量电路，如图16-8所示。
图1-4 交流电压测量电路
4 、 电阻的测量
万用表测量电阻电路，如图16-9所示，工作原理是欧姆定律：
其中：R为串联电阻；
为被测电阻；Ra为表头内阻；E为电源的电压；
为被测电路的电流。
图1-5 电阻测量电路
当=0，电路中电流最大，指针偏转角最大，为满偏，零刻度值，一般为表头最右端。
当=∞，电流为零，指针无偏转，为无穷大刻度值，一般为表头最左端。
当为其他值时，指针在零刻度值和无穷大刻度值间偏转。
当=Ra+R时，此时的电流为最大电流的一半，指针定位于表头刻度尺中间，为欧姆档中心值。欧姆档的刻度分布是不均匀的，它的刻度值是自右向左递增的，右半部刻度稀疏，左半部刻度紧密。
由于电池电压值在每次使用过程后的不稳定性，一般在电路中还要设置调零电阻，通过调整阻值的大小，使指针定位在零刻度，确保测量精度。
四、实验步骤
1.按照原理图进行电流、电压及电阻的测量，记录相关的实验数据并记录。
2.万用表校准
在没有专用校准设备的情况下，可用普通数字万用表校准，方法如下。
（1）将装配完成的万用表仔细检查一遍，确认无误后，将万用表旋至最小电流档0.25V/50uA处，用数字万用表测量其“+”、“-”两插座之间的电阻值，应在4.9~5.1kΩ之间。如不符合要求，应调整电位器上方220Ω、120Ω两只电阻阻值，直至达到要求为止。
（2）将万用表从电流档开始逐档检测满度值。检测时，从最小档开始。首先检测直流电流档，然后是直流电压、交流电压、直流电阻及其他。各档检测符合要求后，即可投入正常使用。
注意事项
（1）由于表头部分属精密仪表，在安装时需倍加小心。
（2）表头部分含有永久磁铁，有磁性，很容易把含铁的杂质的吸入，损坏表头。
五、实验心得
通过这次实验设计，让我更加深入的了解了万用表的组成和工作原理，掌握实用电路的设计方法和技巧，熟悉常用电子元件、电工工具和仪表，焊接、装配与调试工艺，提高了实践操作技能。掌握常见故障的处理方案与维修的基本技巧。这次课程设计我也发现了自身存在的不足之处。虽然感觉理论上已经掌握，但在运用到实践的过程中仍有意想不到的困惑，经过一番努力才得以解决。通过这次设计，我懂得了学习的重要性，了解到理论知识与实践相结合的重要意义。学会了坚持、耐心和努力为我今后的学习和工作积累了宝贵的财富。
第二篇：万用表实验报告
物理实验报告
姓名：杜伟胜 班级 桌号 日期 成绩
一、实验项目：万用表的使用
二、实验目的：掌握万用表的使用方法
三、实验仪器：MF500-4型万用表、直流稳压电源、滑线变阻器、标准电阻箱、电阻板、暗盒子、伏特表、毫安表、单刀开关、双刀开关、导线7条、故障线2条。
四、实验内容步骤及实验记录：
1．用万用表测量交流电压、直流电流和电阻
（1） 用交流电压档测量市电电压值（约220V）；
将万用表置于交流250V档，调零。用表笔探测交流电源插座的插孔。手不可接触表笔金属部分。
测量值为228V，在仪器工作允许范围。可以通过调节实验室的交流稳压电源到输出220V。
（2） 用欧姆档测量电阻板上的电阻值，并指明所用档次的中值电阻值为多少？
测量前必须调零，并使电路不闭合、不通电。
（3） 
按图1连接电路。电源电压取5伏，选择合适的量程分别测出
、
、
、
和
，同时要记录测量量程及其内阻；（灵敏度20kΩ/V）
（4） 选择合适的量程测出回路中的电流I，并记录测量量程和内阻（50μA表头，内阻rg=3.1 kΩ）
2．用万用表检查和排除故障（用伏特计法）
按图2连接电路。其中电源电压E取5伏，电阻用电阻箱500欧左右。把检查过程记录下来。
现象：毫安表没有示数,伏特表有示数，a’b’有电压，c’d’无电压，d’c无电压，fd’无电压，f’h’无电压，f’c’有电压，c’d有电压h’f间有电压，故知线ff’为故障线，dd’为故障线。
3．用万用表判断黑盒子内的元器件及其连接电路。元器件有干电池（1.5V）、电容器、电阻、二极管中的四只
三、误差分析
1、 由图1电路的电压测量数据发现，实际测量值小于计算值，尤其是。
原因是：万用表接入电路，形成接入误差。其计算见下
2、 由图1电路的电流测量数据发现，实际测量值小于计算值，原因为：万用表接入电路，增加了电路总电阻，导致总电流的减小。电流接入误差计算如下：
故 
μA
3、 实验中出现的问题及解决
四、注意事项
（1）测量前一定要根据被测量的种类、大小将转换开关拨至合适的位置；
（2）执表笔时，手不能接触任何金属部分；
（3）测试时采用跳跃接法，即在用表笔接触测量点的同时，注视电表指针偏转情况，随时准备在出现不正常现象时使表笔离开测量点。
五、预习题
（1） 万用表可以用来测量哪些物理量？测量电压、电流时分别要注意些什么？
答：万用表可以用来测量电阻、交直流电压、电流。
测量前，应对所测量进行估算、评价，依此调整万用表档位，并进行调零。测量电压时将万用表并接在待测电路两端，注意正负极，测量电流时将万用表串联接入待测电路，注意正负极。
测量完成后各仪器要归位，万用表档位置空档或最大交流电压档，保证万用表存放安全。测量完成后要对测量结果进行分析，计算接入误差的影响。
（2） 万用表的欧姆档有什么特点？测量电阻时应注意些什么？
答：万用表的欧姆档为非线形分布；不同档位有不同的中值电阻；由内部电池提供工作电流，不允许在电路通电时用欧姆档测量电阻。测量电阻时首先要调零；根据待测电阻阻值确定档位；指针在中1/3区域时读值比较准确；不能在闭合电路情况下进行测量，否则测量结果是错误的。测量完成后，不能将万用表置于欧姆档。
（3） 用伏特计法检查电路故障时，一般应按什么检查顺序？
答：若电路只有一个回路组成，那末先从电源两端电压开始测起，按电路顺序正、负表笔交叉改变测量点，找出电压分布反常点。
若由几个回路组成的复杂回路，则先测量并接点处的电压是否正常，判断故障发生所在的回路。然后从电源（或并接点）处开始测起，找出电压分布反常点。
六、课后作业题
（1） 为什么不宜用欧姆计测表头内阻？能否用欧姆计测电源内阻，为什么？
答：表头内阻非常小，用欧姆计测量其内阻容易把表头烧坏。不能用欧姆计测电源内阻，电源电压加到欧姆计上会把欧姆计烧坏。
（2） 为什么用万用表测电阻时，要求读数在R中/5~5R中这段范围内？
答：欧姆表刻度是非均匀分布的，在这段范围内分布较均匀，间隔大，读数误差小。
（3） 用完万用表后，为什么要把转换开关放到交流电压最大档？放在直流电流档行不行？
答：这样可以防止误操作烧坏万用表，放在直流电流档起不到保护作用。