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2 # 四重奏6028217
這是由指標式萬用表的工作原理決定的。儘管電阻檔的刻度看上去大小不一,給人以雜亂無章的感覺,實際上是有嚴格的規律可尋的。
下面以常見的MF47萬用表的錶盤為例,介紹一下歐姆檔刻度的繪製原則。
這種表用的是四十多微安的表頭,經多個電阻串並聯後成為50μA,表內的所有檔位都是以此為基礎來設計的。作為電阻檔的刻度,實際上反應的是測電阻時的電流。
歐姆檔有一個非常重要的指標就是中心刻度。這個引數就是電阻檔的內阻,MF47的中心刻度是16.5Ω。從下面的等效電路圖可以看出,當表筆短路指標到達0位時,迴路的總電阻並不為0,而是16.5Ω。當我們測量16.5Ω電阻時,迴路總電阻=16.5ⅹ2=33Ω,既兩倍於內阻R,這時透過表頭的電流正好也降了一半既:50 μA/2=25μA。若被測電阻再增加一倍達到66Ω,那麼迴路總電阻為:被測電阻66Ω+內阻16.5Ω=82.5Ω,等於5倍的內阻,既5R。根據U/R=l,R變成5倍 ,透過表頭的電流當然就是1/5了。所以66Ω的刻度正好位於10μA處(圖中黃色部分)。
由此可見,歐姆檔刻度反應的是因電阻變化而引起電流改變。當電阻從8.25Ω~66Ω成倍增長時,指標偏轉位置也在發生相應變化,從上圖中4種顏色的位置來看,變化確實是成比例的、非常均勻的。但電阻引數就顯得有些亂了。以上是我的回答。
指標式萬用表電阻檔在測量電阻時,是將被測電阻轉換成電流訊號,透過電流表頭來讀數,而電流表指標的偏轉角與被測電阻並不是線性關係,故這種萬用表電阻檔的刻度為非線性的,不僅測量精度不高,而且容易讀錯電阻。下面我們來介紹一下指標式萬用表測量電阻的原理以及實現線性刻度的方法。▲ 指標式萬用表測量電阻的原理。
指標式萬用表電阻檔測量電阻實際上就是將被測電阻轉換成電流訊號,透過電流表頭來讀出被測電阻的阻值。上圖中,E為電阻檔的測量電壓,可以認為其值是穩定的,Rx為被測電阻,這裡不考慮電阻R0、R1。測量電阻時,由於電壓E是穩定的,被測電阻Rx的阻值不同,流過電流表頭的電流Ic也不一樣,這樣電流表指標的偏轉角也不同。由於指標偏轉的大小與流過表頭的電流Ic成正比,而Ic的大小與被測電阻Rx成反比,Rx越小,Ic就大,這樣指標偏轉角也大;Rx大,則Ic小,指標偏轉角就小,故這種方法測量電阻,電阻檔的刻度不是均勻的。▲ 恆流法測量電阻的原理。
一些高檔的指標式萬用表為了使電阻檔刻度均勻,採用恆流法來測量電阻,原理如上圖所示。運算放大器接成一個可調恆流源,並讓這個恆流源透過被測電阻Rx,由於測試電流是恆定的,這樣Rx阻值不同,其兩端電壓也不同,只要用電壓表頭去測量Rx兩端的電壓即可讀出Rx的大小,由於Rx與URx成正比,這樣便實現了線性刻度。