拿出你的指针表，算算你的电压档（指针表万用表电压档基本工作原理）

夏天の风儿

指针万用表表头不仅是一个直流电流表，它本身也是一个小量程的直流电压表。

比如 表头的满偏电流值Im=100uA , 表头内阻Ri=2.5k，那么这个表头本身就是一个电压量程为 U0=ImRi=100uA x 2.5k=250uV 的直流电压表。由于表头能测量的电压量程很小，所以采用与表头串联附加电阻R的办法扩大电压的量程。

如下图:


Un=Im(Ri+R)   

Im 为表头的满偏电流
Ri 为表头内阻
R  为倍压电阻
Un 为测量的电压量程

根据这个公式可以得到下面的结论：
1. 使用不同的附加电阻，可以得到不同的电压测量量程
2. 附加电阻值越大，电压测量量程就越大

为了构成多量程的直流电压表，需要采用分段形式的附加电阻。如下图:


假如，有一个表头的满偏电流为50uA,内阻Ri为2.5k,电路图如上，欲用其组成2.5v 10v 25v 250v四量程电压表，计算各电阻值。

  先计算电压灵敏度（电压灵敏度就是电压表的总内阻除以量程得到的每伏欧姆数来表征）
  电压灵敏度=1/表头满偏电流 = 1/50uA = 20k欧/伏

   R1=2.5v x 20k/v - 表头内阻 = 50k - 2.5k = 47.5k
   R2 = (10v - 2.5v) x 20k/v = 150k
   R3 = (25v - 10v) x 20k/v = 800k
   R4 = (250v - 25v) x 20k/v = 4.5M

以上，主要是讲了直流电压档的工作原理，下面来看交流电压档的工作原理。

万用表表头是可以直接测量直流电压的，但不能直接测量交流电压。为了能够测量交流电压，就需要把交流电压整流成为直流电压。对交流电压整流的方式主要有平均值整流与峰值整流两种。万用表普遍采用平均值整流。

平均值整流主要又分两种半波整流与全波整流。如下图:


1. 半波整流电路
   整流二极管VD1与表头串联构成一条支路，二极管VD2接在由表头和VD1串联的支路两端。
   当外加交流电压在正半周时，VD1导通，VD2截止，电流从a端经VD1流过表头。
   当外加交流电压在负半周时，VD1截止，VD2导通，表头所在支路没有电流流过。
   可见，在交流电压的一个周期内，流过表头的电流同方向的半波电流。


2. 全波整流电路
   由四只整流二极管构成的全波桥式整流电路。
   在外加交流电压的正半周时，设a点电位高于b点电位，则VD1,VD3导通，VD2，VD4截止，电流由a->VD1->表头->VD3->b流通在外加交流电压的负半周时，设b点电位高于a点电位，则VD2,VD4导通，VD1，VD3截止，电流由b->VD2->表头->VD4->a流通
   可见，在交流电压的一个周期内，流过表头的电流是两个同方向的半波电流。


常用交流电压表电路  
电路如下图:


表头并联电阻R整大整流二极管的工作电流，以减小二极管的非线性影响。串联附加电阻的计算原理与直流电压表电路相同，但应把交流有效值换算成平均值。对于正弦波交流，其半波平均值为有效值的0.45倍，此外，二极管正向导通时，实际上仍有一定的电阻，计算时可取500欧。


举例:



表头参数：Im=50uA  表头内阻Ri=2.5k  交流电压档量程为250V

(1) 设表头两端并联电阻R后流过VD1的电流为200uA,则电阻
     R = （50uA x 2.5k)/(200uA-50uA) = 833.333 欧

(2)将流经表头直流算成交流有效值I
   由于表头并上R以后，在整体上可以看成一只200uA的表头。
   交流电流I的有效值 = 200uA / 0.45 = 444.4uA

(3)计算R1

    R1 = 250v/444.4uA - Ri' - Rd

    Ri'为200uA表头的内阻
    Ri'=2.5k//833.333 = 625 欧

    Rd为整流二极管的正向导通电阻，取500欧

    R1 = 250v/444.4uA - 625 - 500 = 561.431k

    交流电压表灵敏度 S = 561.431k/250v = 2.246k/v

壹法拉

图文并茂！耐心细致地画图！
我对于这样画图就是没有耐心！我很懒惰！
所以我必须地支持楼主一下！

朽木粪土

不错，讲得很详细，通俗易懂。

皋城瑶珄

这个不错，再补充直流电流/交流电流就更好了

听雨屋

讲的不错 学习了

夏天の风儿

要看直流工作原理的可以看 http://www.crystalradio.cn/thread-546801-1-1.html

拓海

补充说明一下这个公式的来源：
电压灵敏度=1/表头满偏电流 = 1/50uA = 20k欧/伏

电压灵敏度定义=电压表的总内阻/量程
量程=电压表的总内阻*表头满偏电流
即电压灵敏度定义=电压表的总内阻/量程=电压表的总内阻/（电压表的总内阻*表头满偏电流）=1/表头满偏电流

楼主花了不少精力码字和画图，写的简单易懂 可以置顶啊

zh68a11

不错，讲得很详细，通俗易懂。

shijia28

诚恳请教图中交流电压10V档阻值15.11K、电阻档X1K阻值26K、X100档阻值5.78K是怎样计算得来的？先行谢过！

SPZK

R3 = (25v - 10v) x 20k/v = 800k，应该是300K