指针式万用表电路设计和调试仿真

指针式万用表的设计的方案论证
指针式万用表是一种常用的电气测量工具，其设计需要考虑多个方面。

下面是一个可能的指针式万用表的设计方案论证:
1. 功能需求：指针式万用表需要满足基本的电气测量功能，包括测量电压、电流、电阻等。

同时，考虑到用户需求和使用场景，指针式万用表应该具备一些进阶功能，如测量频率、功率、相位等。

2. 电路设计：指针式万用表的电路设计需要考虑功耗、性能、可靠性等方面。

电路应该采用合适的电源、电路保护元件、信号放大器等元器件，以保证电路的稳定性和可靠性。

3. 表头设计：指针式万用表的表头设计应该是简洁、直观、易于读取的。

表头应该能够清晰地显示测量值，同时考虑到用户需求和使用场景，表头应该具备多种测量单位、数字显示、小数点显示等功能。

4. 操作设计：指针式万用表的操作设计应该是简单、直观、易于操作的。

说明书应该简洁明了，用户应该能够快速掌握万用表的使用技巧。

同时，指针式万用表应该具备多种测量模式，如直流、交流、电阻等，以便用户根据不同的测量需求选择不同的测量模式。

5. 外观设计：指针式万用表的外观设计应该是简洁、大方、美观的。

外观设计应该符合用户的审美需求，同时也要考虑到万用表的实用性和便携性，以便于用户随身携带。

6. 材料选择：指针式万用表的材料选择应该是环保、耐用、易清洁的。

材料应该符合相关的环保要求，同时也要考虑到万用表的长
期使用和维护需求，以便于用户进行清洗和维护。

综上所述，指针式万用表的设计需要综合考虑多个方面，包括功能需求、电路设计、表头设计、操作设计、外观设计和材料选择等方面，以确保万用表的性能和用户体验。

数字万用表的设计与校准实验随着大规模集成电路的发展，数字测量技术的日趋普及，指针式仪表存在的问题也逐渐显现出来。

为了让学生了解数字式万用电表的工作原理，及模拟信号转换成数字信号的基本方法，我们设计出数字式万用电表设计与校准实验，该实验不仅具有实验内容丰富，且内容由浅入深，适合各高等院校物理、电子等专业学生使用。

一、实验目的1、掌握数字万用表的工作原理、组成和特性。

2、掌握数字万用表的校准和使用。

3、掌握多量程数字万用表分压、分流电路计算和连接；学会设计制作、使用多量程数字万用表。

二、实验原理1、数字万用表的特性与指针式万用表相比较，数字万用表具有以下优点：（1）高准确度和高分辨力三位半数字式电压表头的准确度为5.0±﹪，四位半的电压表头可达03.0±﹪，而模拟万用表的准确度通常只有5.2±﹪（2）数字表具有高的输入阻抗三位半数字万用表电压档的输入阻抗一般为10M Ω，四位半的则大于100 M Ω。

而模拟万用表的电压档的输入阻抗一般在20～100K Ω/V 。

（3）测量速度快三位半数字万用表和四位半数字万用表的测量速度通常为每秒2～4次，有的可达每秒几十次。

（4）自动判别待测信号的极性模拟万用表测量反向极性信号时指针会反打，极易损坏指针。

数字万用表却能自动判别极性，使用十分方便。

（5）测量实现数字式读数数字万用表测量时直接进行数字读数，因此准确、快速和方便操作。

（6）自动调零由于采用了自动调零电路，数字万用表校准好以后，在使用时不再需要调零。

（7）抗过载能力强数字万用表内部有保护电路，有很强的抗过压、过流的能力。

2、数字万用表的组成框图3、模数（A /D ）转换与数字显示电路数字信号与模拟信号不同，其幅值（大小）是不连续的。

就是说数字信号的大小只能是某些分立的数值。

若这些分立数值的最小量化单位为△，则数字信号的大小一定是△的整数倍，该整数可以用二进制数码表示。

但是为了能直观地读出信号的数值大小，需经过数码变换（译码）后，再由数码管或液晶屏显示出来。

万用表的设计和仿真一．课程设计任务及要求1.在学习掌握电工仪表基本知识的基础上，设计MF-16 型万用表电路（包括原电路及总体电路）；适当选择元器件。

2.在设计电路的基础上，利用EWB 软件，在计算机上进行仿真实验、调试。

二．MF-16 型万用表的技术指标。

1．表头参数：满偏值：157uA内阻：500Ω标盘刻度：五条刻度线分别为：“Ω”；“~10V”；“~V·A”；“C”；“db”。

2.测量范围及基本误差，如下：3.结构要求（1）.本仪器共15个基本量程和4个分贝附加量程，面板是安装一个3x15(及三刀15掷)的单层波段转换开关进行各量程档的转换。

（2）.面板上安装一个零欧姆调节器旋钮，外接插孔两个。

（3）.整流装置采用半波整流电路。

并需反向保护。

（4）.电阻测量采用1.5V五号电池一节。

三．设计过程1.各单元电路的设计计算过程（要求基本原理介绍、设计电路、电路方程及计算结果）。

（1）.直流电流测量电路多量程环形分路电路因为R1+R2+R3=(Io+Ro)/(Io-Io)R1+R2=Io*(Ro+R3)/(I2-Io)R1= Io*(Ro+R2+R3)/(I3-Io)Io=157uAI1=0.5mAI2=10mAI3=100MaRo=310Ω所以解得：R1=0.7095ΩR2=6.3853ΩR3=134.80Ω(2).直流电压测量电路表头串联多量程的分压电阻其中R1（1）为直流电流中的并联总电阻Ro 为表头内阻Io 为表头满偏电流I 为电路中的总电流由图列下列的方程：R2=R1//R0=97.34Ω I=0.5mA0.5=500/(R2+R4)0.5=10000/(R2+R4+R5)0.5=50000/(R2+R4+R5+R6)0.5=250000/(R2+R4+R5+R6+R7)0.5+500000/(R2+R4+R5+R6+R7+R8)解方程组得：R4=902.66Ω R5=19000Ω R6=80000Ω R7=400000Ω R8=500000Ω（3）.交流电压测量电路由于万用表的表头采用的是磁电系列测量机构，故不能直接测量交流量，必须附加整流装置。

简易万用表的制作万用表是一种常用的测量仪表，它虽然精度不高，但其一表多用，结构简单，使用方便，成本低，深受人们喜爱。

通过MF30型简易万用表的实际制作可对电表的量程、内阻等概念加深理解，巩固和扩大电表改装实验的知识。

[一] 实验目的1．加深对电表量程、内阻等概念的认识。

2．将一只量程为1mA 的表头改装成一只多功能的简易万用表。

3．定出万用表各功能档的级别。

[二] 实验原理1．表头部分图1所示电路中，表头部分由D 1、D 2、C 及可变电阻R 10组成。

其中硅二极管D 1、D 2、电容C 及0.5A 、0.8Ω的熔断管FU 组成表头双重过载保护电路。

微安表头满量程值（即满刻度电流）I g =37.5μA ，表头内阻R g =1750Ω加上调整用可变电阻R 10后，其表头部分等效内阻R g ’=2kΩ，所以其满度压降 V R I U g g g 075.0102105.37''36=⨯⨯⨯=⋅=-2．直流电流测量电路图2所示电路中，表头部分和分流电阻R 1~9并联组成直流电流测量电路。

我们知道，并联电路中并联支路两端端电压不变。

根据欧姆定律，电阻大的并联支路中流过的电流小，而电阻小的并联支路流过的电流大，这就是我们常说的“反比分流”。

F μ5表头电路图1当转换开关S 1-1掷于“50μA ”档位时，等效内阻R g ’=2kΩ与R 1~9=6kΩ并联。

按“反比分流”的道理，被测直流电流中的大部分将会流过表头，指针将会随被测直流的微小变化而灵活偏转。

若在内部稍加调整，即可使万用表在被测直流电流为50μA 时，表头达到满度偏转。

当转换开关S 1-1掷于“500mA ”档位时，分流电阻R 1=0.6Ω与R g ’+R 2~9=2＋5.9994≈8kΩ，尽管此时万用表所测直流电流已达到几百毫安之大，但是实际上绝大部分的电流会从R 1上流过而进入表头的电流微乎其微，所以表头是安全的。

内部稍加调整就可以使万用表所测直流电流为500mA 时，表头达到满度偏转。

《电子系统综合设计》MF47型万用表的安装与调试一、实习目标万用表是最常用的电工仪表之一，通过本次实习，我们应该在掌握其基本工作原理的基础上学会安装、调试、使用 ，并学会排除一些常见故障。

二三、实习原理（一）万用表电路的设计原理 1、简述万用表表头电路设计原理万用表表头的基本原理是利用一只灵敏的磁电式直流电流表(微安表)。

当微小电流通过表头,就会有电流指示。

但表头不能通过大电流,所以,必须在表头上并联与串联一些电阻进行分流或降压,从而测出电路中的电流、电压和电阻。

2、简述直流电流测量电路设计原理在表头上并联一个适当的电阻（叫分流电阻）进行分流，就可以扩展电流量程。

改变分流电阻的阻值，就能改变电流测量范围。

3、简述直流电压测量电路设计原理 改装后的综合表头所测量大电压很低。

G SG G G SR R U I R R =+为了扩大量程，需要根据最小的电流量程I G串入不同的降压电阻，电压量程采用开路转换形式。

（二）简述手工焊接技术要点1.电烙铁使用前必须充分加热，第一次使用电烙铁时需要用松香炼治电烙铁的头尖。

2.在使用电烙铁焊接时要注意元器件贴合电路板。

3.在焊接前使用电烙铁对焊点的铜片进行加热以方便提高焊接的效率与质量，避免虚焊。

四、电路设计1、设计任务书表头参数：灵敏度160µA，Rg=1000±50Ω,表头支路电阻R G=1500Ω直流电流档：200µA、10mA、100 mA直流电压档：10V、250V，灵敏度KD=5KΩ/V2、电路设计原理图(含表头电路、直流电流测量电路和直流电压测量电路)3、R1至R55个电阻值的具体计算过程五、万用表安装MF47型万用电表元件清单：六、万用表调试1、万用表初检方法：将待测的万用表调至欧姆档x1K ，再将红黑两只表笔短接，观察指针偏转并使用欧姆调零旋钮调至零刻度线。

使用另外一个标准的万用表与自己的万用表串联，将标准的万用表调至欧姆档x1K 挡位，旋转待检测的万用表的旋钮至500mA ，观察标准万用表指针是否满偏，再旋转旋钮从1V 到50V ，观察标准的万用表指针是否从100逐渐降低。

综合实训MF47型指针式万用表的组装与调试实训U的.能识读MF 47型指针式万用表的基本电路图，了解其内部结构。

.能对MF 47型指针式万用表的电路元器件进行识别与检测。

.会装配、调试MF 47型指针式万用表。

MF 47型指针式万用表采用高灵敏度的磁电系整流式表头，造型大方、设计紧凑、结构牢固、携带方便，零部件均选用优良材料及工艺处理，具有良好的电气性能和机械强度。

MF 47型指针式万用表(以MF 47A型指针式万用表为例) 的外形如图10-2-6(a)所示，打开后盖，其结构如图10-2-6(b)所示。

(a) (b)图10-2-6 MF 47型指针式万用表的外形和结构任务一了解基本结构与识读电路图1. 了解基本结构MF 47型指针式万用表的基本组成有表头、面板、挡位转换开关、电路板、电刷等，其内部结构如图10-2-7所示。

图10-2-7 MF 47型指针式万用表内部结构本实训项LI中的面板、表头、挡位转换开关、电刷、挡位牌等在套件中已经做成一体，不需要再组装。

2. 识读电路图MF 47型指针式万用表的电路图如图10-2-8所示。

该电路图主要山表头部分、直流电流测量部分、交/直流电压测量部分、直流电阻测量部分、三极管放大倍数测量部分等组成。

组成电路的主要元器件有：电阻、电位器、二极管、电容器、分流器等。

，小提示：电路图中电阻阻值单位未注明者，单位均为Q,功率未注明者均为1 /4Wo 任务二元器件的识别与检测1. 识别元器件实训前读者可对应表10-2-1逐一对元器件进行识别。

2. 元器件简易检测主要元器件的检测方法如下。

电阻器：主要会识读其标称阻值并用万用表测量其实际阻值。

二极管:①二极管正、负极性识别。

有一条色带标志的一端为二极管的负极，另一端为二极管的正极。

②用万用表测量判断二极管质量。

一般二极管的正向电阻较小，反向电阻较大。

电位器：①检测其标称阻值（指电位器的1、3两端）是否正常。

②判断其质量好坏。

指针万用表实验报告指针万用表实验报告引言：指针万用表是一种常见的电子测量仪器，用于测量电压、电流、电阻等电学量。

本实验旨在通过使用指针万用表，对不同电路中的电压、电流和电阻进行测量，掌握其使用方法和注意事项。

实验一：电压测量在实验一中，我们将使用指针万用表测量直流电源的电压。

首先，将电源的正极与指针万用表的红色测试笔连接，将电源的负极与指针万用表的黑色测试笔连接。

然后，将指针万用表的旋钮调整至适当的量程，观察指针的偏转情况，并读取相应的电压数值。

实验结果表明，指针万用表能够准确测量直流电源的电压。

然而，需要注意的是，在测量过程中应避免过大的电压，以免损坏仪器或导致人身伤害。

实验二：电流测量在实验二中，我们将使用指针万用表测量电路中的电流。

首先，将电路中的一段导线与指针万用表的黑色测试笔连接，将另一段导线与指针万用表的红色测试笔连接。

然后，将指针万用表的旋钮调整至适当的量程，观察指针的偏转情况，并读取相应的电流数值。

实验结果表明，指针万用表能够准确测量电路中的电流。

然而，需要注意的是，在测量过程中应避免过大的电流，以免损坏仪器或导致人身伤害。

实验三：电阻测量在实验三中，我们将使用指针万用表测量电路中的电阻。

首先，将指针万用表的旋钮调整至适当的量程。

然后，将指针万用表的两个测试笔分别与电阻器的两个引脚相连接。

观察指针的偏转情况，并读取相应的电阻数值。

实验结果表明，指针万用表能够准确测量电路中的电阻。

然而，需要注意的是，在测量过程中应避免过大的电阻，以免损坏仪器或导致测量误差。

实验四：其他功能除了上述实验外，指针万用表还具有其他功能，如测量交流电压、测试二极管和晶体管等。

这些功能的使用方法与前述实验类似，只需要根据具体情况调整指针万用表的量程和测试笔的连接方式。

总结：通过本次实验，我们掌握了指针万用表的基本使用方法和注意事项。

指针万用表作为一种常见的电子测量仪器，具有准确、实用的特点。

然而，在使用过程中仍需谨慎操作，避免超出仪器的测量范围，以确保测量结果的准确性和仪器的安全性。

《电子系统综合设计》MF47型万用表的安装与调试一、实习目标指针式万用表的型式很多，但基本结构是类似的。

指针式万用表的结构主要由表头、转换开关(又称选择开关)、测量线路等三部分组成。

表头采用高灵敬度的磁电式机构，是测量的显示装置；万用表的表头实际上是一个灵敬电流计。

表头上的表盘印有多种符号，刻度线和数值。

符号A-V-Q表示这只电表是可以测量电流、电压和电阻的多用表。

表盘上印有多条刻度线，其中右端标有的是电阻刻度线，其右端为零，左端为r刻度值分布是不均匀的。

符号或”DC”表示直流，“s”或"AC”表示交流，“s”表示交流和直流共用的刻度线。

刻度线下的儿行数字是与选择开关的不同档位相对应的刻度值。

另外表盘上还有一些表示表头参数的符号：如DC20KQ/V、AC9KQ/V等。

表头上还设有机械零位调整旋钮(螺钉)，用以校正指针在左端指零位。

转换开关用来选择被测电量的种类和量程(或倍率)：万用表的选择开关是一个多档位的旋转开关。

用来选择测量项H和量程(或倍率)。

一般的万用表测量项目包括：“mA”：直流电流、“VZ直流电压、“Vs”：交流电压、"Q”：电阻。

每个测量项目又划分为儿个不同的量程(或倍率)以供选择。

测量线路将不同性质和大小的被测电量转换为表头所能接受的直流电流。

图一为MF-47型万用表外形图，该万用表可以测量直流电流、直流电压、交流电压和电阻等多种电量。

当转换开关拨到直流电流档，可分别与5个接触点接通，用于500mA、50mA、5mA、0.5mA 50UA量程的直流电流测量。

同样，当转换开关拨到欧姆档，可用XI、X10、X100、X1KQ、X10KQ倍率分别测量电阻；当转换开关拨到直流电压档，可用于0.25V、IV、2.5V、10V、50V.250V.500V和1000V量程的直流电压测量：当转换开关拨到交流电压档，可用于10V、50V，250V.500V.i000V量程的交流电压测量。