正文 第19章(3 / 3)

某萬用表直流電壓量程擴展電路,該電路共有1V、5V、25V、100V、500V五擋,圖中虛線框內為測直流電流最小量限50μA擋的電路,其等效內阻為:

Rg2=Rg1//RFL=3.75×153.75+15=3kΩ

在已知電流表的基礎上確定直流電壓各擋元件參數可根據直流電壓靈敏度算出各擋內阻,進而確定各擋附加電阻值。

1V擋內阻為:

R1V=1×20=20kΩ,所以R15=20-Rg2=17kΩ。

5V擋內阻為:

R5V=5×20=100kΩ,所以R16=100-(R15+Rg2)=80kΩ。

25V擋內阻為:

R25V=25×20=500kΩ,所以R17=500-(R15+R16+Rg2)=400kΩ。

為了減小串聯電阻值,100V和500V直流電壓擋用電流表200μA擋測量。這時直流電壓靈敏度為(Rg+RFL)=1/0.2=5kΩ,200μA擋電流表的等效內阻為:

Rg3=[RFL-(R1+R2+R3+R4+R5)+Rg1]/(R1+R2+R3+R4+R5)=15×3.7515+3.75=3kΩ。

100V擋內阻為:

R100V=100×5=500kΩ

與直流25V擋的內阻值相同,因此將25V擋與100V擋連接在一起。

500V擋內阻為:

R500V=500×5=2500kΩ,所以R18=2500-(R15+R16+R17+Rg3)=2000kΩ=2MΩ。

萬用表直流電壓的測量,不論是恒穩的或脈動的直流電壓,電壓表所顯示的均為平均值。

3)交流電壓測量電路

由於萬用表的測量機構采用磁電係測量機構,隻適於測量直流電壓,所以當被測電壓為正弦交流電壓時,必須經過整流電路,把交流變為直流才能加以測量。整流電路有全波整流和半波整流兩種,實際的萬用表交流電壓測量電路,多采用半波整流電路。

當交流電壓正半周時,VD2導通,在表頭和分流電阻R上產生整流電流,使表針偏轉。VD1為反向保護二極管,如果沒有VD1,則負半周時反向電壓全加在VD2上,可能將其擊穿,有了VD1後,負半周時VD1導通,使其兩端電壓很低,不會擊穿VD2。

整流電路流過表頭的都是平均值電流,人們習慣以有效值來度量交流電壓,因此萬用表表盤上的刻度也是以有效值來表示的。

動圈的偏轉角α與交流電流的平均值I0成正比,而表盤刻度是相當於交流電的有效值i,因此表頭指示值必須乘以係數k才為交流電的有效值。當儀表采用全波整流電路時,則係數k為1.11,當儀表采用半波整流電路時,則係數k為2.22。

交流電壓的測量一般有兩種方法:

①測量交、直流電壓時,共用一套附加電阻,並在表盤上各畫一條刻度線,且這兩條刻度線上的電壓數值相差較大,所以這兩條刻度線上都要標出電壓的數值。

②測量交、直流電壓時,各用一套附加電阻,這樣交、直流電壓刻度就可以用同一條刻度線。

某萬用表交流電壓量程擴展電路,它與直流電壓擋分別采用二套附加電阻。

如果交流擋的電壓靈敏度取5kΩ/V,由於半波整流電路的效率隻有0.45左右,所以應選用200×0.45=90μA直流電流擋。