淺談初中物理教學(xué)中的萬用表

楊美菱

摘要：為了方便學(xué)生能更好的了解使用用于檢測(cè)家用電子儀器，通訊電子儀器，學(xué)校實(shí)驗(yàn)室等的萬用電表，本文從萬用表的基本原理、組成以及結(jié)構(gòu)特征三方面對(duì)萬用表進(jìn)行了詳細(xì)闡述。并且從使用安全考慮出發(fā)，講了使用時(shí)的注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：表頭；指針；準(zhǔn)確度；萬用表

Abstract：In order to facilitate students to better understand the use of household electronic instruments， communication electronic instruments， school laboratories， etc.， this paper from the basic principles of multimeter， The composition and structural characteristics of the multimeter are described in detail. And from the use of safety considerations， the use of the points for attention.

Key words： the head； pointer；accuracy

一、引言

在設(shè)計(jì)和制作簡(jiǎn)易萬用表的過程中，主要研究了指針式萬用表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和組成它的方法。然而對(duì)萬用表進(jìn)行不同的分檔設(shè)計(jì)，有著不同的使用規(guī)則和精準(zhǔn)度；選用不同的電阻元件材料以及電路的各個(gè)元件的規(guī)格，所設(shè)計(jì)出的萬用表也是不同的。在之前有的人對(duì)萬用表的檢修技巧和方法用實(shí)驗(yàn)的方法做了研究有的人對(duì)指針式萬用表的各個(gè)檔位的測(cè)量技巧進(jìn)行了研究 ，也有人對(duì)萬用表的測(cè)量靈敏度做了研究，現(xiàn)在我就對(duì)物理教學(xué)中的萬用表進(jìn)行淺談分析。

二、萬用表的應(yīng)用

（一）萬用表的基本工作原理。

在明白這個(gè)表最基本的工作原理之后才能進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)，最后對(duì)萬用表的工作原理進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單闡述，如圖1所示。

圖1 指針式萬用表最基本的的工作原理

檔位開關(guān)的旋鈕為SA，VD為二極管，當(dāng)測(cè)量交流電路電壓時(shí)，SA旋至交流電壓檔，VD進(jìn)行整流，整流之后再由 R3限流，由表頭顯示；

當(dāng)測(cè)量直流電路的電壓時(shí)，SA旋至直流電壓檔，若要表頭顯示出來，只需 R2限流；若測(cè)量直流電路電流，不用R2的限流和VD的整流，表頭就可以顯示出來。

若要測(cè)量電阻，則要內(nèi)部電池充當(dāng)電源，其原因是外部無電流流入。

（二）萬用表的組成。

1.表頭。用作表頭的是一只精準(zhǔn)度靈敏度均高的磁電式直流電流表，它的性能基本上決定著萬用表的主要性能指標(biāo)。表頭指針滿刻度偏轉(zhuǎn)時(shí)流過表頭的直流電流值表示的是表頭的靈敏度，靈敏度越高，電流值越小。表頭上有四條刻度線，從上至下去看，第一條刻度線表示電阻值。第二條刻度線表示交、直流電壓和直流電流值（量程在除交流 10V以外的其它位置）。第三條刻度線表示交流電壓值（量程在交流10V）。第四條刻度線標(biāo)dB音頻電平。

2.測(cè)量線路。各種被測(cè)量的線路，被萬用表轉(zhuǎn)換到適合表頭測(cè)量的微小直流電流的電路，電阻、半導(dǎo)體元件及電池組成了測(cè)量的線路。經(jīng)分流、整流、分壓等的處理，將送入表頭進(jìn)行測(cè)量的電流統(tǒng)一轉(zhuǎn)換成了一定量限的微小直流電流。

3.轉(zhuǎn)換開關(guān)。轉(zhuǎn)換開關(guān)的切換可以實(shí)現(xiàn)萬用表中各種測(cè)量種類及量程的選擇?；顒?dòng)觸點(diǎn)和固定觸點(diǎn)是轉(zhuǎn)換開關(guān)里面有的，閉合固定觸點(diǎn)和活動(dòng)觸點(diǎn)時(shí)電路接通。轉(zhuǎn)換開關(guān)和其他結(jié)構(gòu)比較起來是不一樣的，通常轉(zhuǎn)換開關(guān)有幾十個(gè)擲和多個(gè)刀，刀與刀之間也是相互同步聯(lián)動(dòng)的，某些活動(dòng)觸點(diǎn)與固定觸點(diǎn)的閉合可以用旋轉(zhuǎn)“刀”的位置來完成，要測(cè)量電路被相應(yīng)的接通。

（三）萬用表的結(jié)構(gòu)特征。

萬用表有著磁電系整流式表頭，整體的形狀小巧，設(shè)計(jì)環(huán)環(huán)相扣，結(jié)實(shí)的構(gòu)架，便于移動(dòng)和攜帶，零部件的處理也十分精細(xì)，使用非常好的部件材料來制作，使用起來是方便的。特此總結(jié)以下特點(diǎn)：

（1）高靈敏度的表頭，其性能很穩(wěn)定；（2）線路部分保證耐磨、可靠、便于維修；（3）使用硅二極管和0.5 A的保險(xiǎn)絲來保護(hù)整個(gè)電路；（4）在設(shè)計(jì)上對(duì)檔位的分劃做了細(xì)致的考慮；（5）選用2#干電池在低電阻檔，使得它壽命長(zhǎng)、容量大；（6）為了便于攜帶和讀數(shù)設(shè)計(jì)提把。

三、萬用表的使用時(shí)的注意事項(xiàng)

（1）當(dāng)測(cè)量時(shí)，為了保證做實(shí)驗(yàn)時(shí)的安全與測(cè)量的準(zhǔn)確性，要求做實(shí)驗(yàn)時(shí)手不能觸摸表棒的金屬部分。當(dāng)測(cè)量電阻時(shí)，如果金屬部分被手接觸，那么人體電阻將被接入被測(cè)電阻而引起測(cè)量的誤差。（2）測(cè)量直流量時(shí)注意正負(fù)性，避免指針反偏損壞表頭。（3）要先關(guān)閉電源再調(diào)整各個(gè)檔位或者量程，這是為了避免指針偏轉(zhuǎn)過大。（4）不能測(cè)帶電的電阻，因?yàn)闀?huì)損壞萬用表。（5）使用完畢后，放置萬用表時(shí)若兩表棒無意識(shí)接在一起，很容易損傷電池使之放電，流出的電解液對(duì)萬用表有腐蝕的危害，所以使用完畢萬用表后，放置前拿出電池。（6）每次在更換電阻檔的檔位后都要對(duì)其做調(diào)零工作。（7）為了保護(hù)靈敏度很高的萬用表的表頭，不可以直接對(duì)接電流表兩端測(cè)其內(nèi)阻。（8）為了保護(hù)保險(xiǎn)絲，電阻檔是不可以測(cè)電壓的。

四、結(jié)論

通過對(duì)萬用表的淺談分析，不僅學(xué)生知道萬用表的基本原理、組成、結(jié)構(gòu)特征及使用時(shí)的注意事項(xiàng)。而且還可以啟發(fā)學(xué)生對(duì)萬用表進(jìn)行改造，從而設(shè)計(jì)制作出簡(jiǎn)易萬用表，不僅培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，還讓學(xué)生在學(xué)中玩，玩中學(xué)。

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