压敏电阻范文第1篇

在某新建燃气热电工程处于机组试运调试阶段时，先后发生了 1#机 UPS 进线压敏电阻模块烧毁、空开跳闸，1#机直流屏进线压敏电阻烧毁，1#燃机励磁盘压敏电阻烧毁等元件烧毁现象。这些现象的发生无疑会严重影响将来机组的安全稳定运行。起初分析认为可能是厂家产品质量存在问题，但经过仔细的查阅相关图纸、厂家资料，现场进一步实际勘察，终于发现了问题的关键所在。这些压敏电阻都是设计在整流装置的进线单元，用来防止电源过电压烧毁整流模块的。本工程主厂房厂用电系统是小电流接地系统，结合小电流接地系统的运行特点，进行了分析，并编写了分析报告（即正文部分）向业主提供了优化方案，业主与相关厂家进行了沟通，按方案进行了更改，起到了十分显著的效果。目前，随着变频技术的不断发展，整流模块的应用日益广泛。在发电厂电气系统中涉及到整流装置的系统有直流系统、UPS系统、励磁系统及电动机的变频启动装置等。这些系统对机组及设备的安全稳定运行都有着至关重要的作用，由此可见保护的整流装置安全稳定运行，有着非常重要的现实意义。

[关键词]：小电流接地 压敏电阻

中图分类号： F470.22文献标识码：A

正文：

1、 小电流接地系统分析

1.1 小电流接地系统的特点

对于低压网而言，采用中性点不接地、消弧线圈接地、高阻接地方式（统称小电流接地方式）具有很多其它接地方式所不具备的优点。 从电能质量的角度来看，发生单相接地故障时 ,这两种接地方式的电网都可以带病运行较长时间（一般规定为 2h）,可在预定时间内有计划停电进行维修，这对企业的连续生产意义重大，减少了产品的损失、设备损耗以及停机时间。 并且 ,在高阻接地系统中,中性点接地电阻对串联谐振过电压与间歇性电弧接地过电压有很好的抑制作用,减少了电弧击穿损坏设备的可能性，也降低了人身触电的危险性。某新建燃气热电工程主厂房厂用电系统设计为中性点经接地电阻接地的接地方式。

1.2 小电流接地系统发生单项接地故障时的特点

中性点不接地系统在正常运行时：若三相系统完全对称，电源中性点和大地之间具有等电位，各相对地电压等于电源相电压。见向量图1.1

图1.1

当发生单相（金属性）接地时，为更为直观的分析，本文针对极限方式讨论即中性点不接地系统单相接地故障。见图 1.2

图 1.2

由图可以看出，中性点不接地系统发生单相（金属性）接地时：1）故障相对地对电压为零，非故障相对地电压升高为线电压。因此在这种系统中相对地的绝缘水平应按线电压来考虑。2）线电压不变，三相系统仍保持对称，用户供电不受影响，可继续运行。但为防止事故扩大，应尽快消除接地故障点，运行时间最多不得超过2h。中性点经高阻接地发生单项接地故障时的向量图，见图 1.3

图 1.3

2、 压敏电阻的应用分析

2.1 压敏电阻的定义

压敏电阻是中国大陆的名词，意思是"在一定电流电压范围内电阻值随电压而变"，或者是说"电阻值对电压敏感"的阻器。相应的英文名称叫“Voltage Dependent Resistor”简写为“VDR”。压敏电阻器是按其用途来命名的，称为"突波吸收器"。压敏电阻器按其用途有时也称为“电冲击（浪涌）抑制器（吸收器）”。压敏电阻的最大特点是当加在它上面的电压低于它的阀值"Un"时（Un 为阀值电压），流过它的电流极小，相当于一只关死的阀门，当电压超过 Un 时，流过它的电流激增，相当于阀门打开。利用这一功能，可以抑制电路中经常出现的异常过电压，保护电路免受过电压的损害。

2.2 压敏电阻在整流模块中的应用

由于整流模块对电源电压的质量要求比较高，如果电压质量不好很可能造成模块烧毁事故。目前整流模块的应用是十分广泛的，在发电厂电气系统中涉及到整流装置的系统有直流系统、UPS系统、励磁系统及电动机的变频启动装置。由此可见整流装置的安全稳定运行，对机组及设备的安全稳定运行有着至关重要的作用，所以必须引起我们足够的重视。上面讲的整流装置对电压质量的要求十分严格，为保证电压质量出现波动时对整流装置起到较好的保护，目前比较广泛的采用在电源一次回路并联一组压敏电阻，利用压敏电阻的特性与电源空气开关配合使用，以达到电压发生波动时切断整流装置电源，保护整流装置不被烧毁。如图 2.1

整流装置

图 2.1

由图可知,当电源电压发生较大波动时，压敏电阻击穿流过较大电流，从而使进线空气开关动作，切断装置电源。

3、 小电流接地系统中压敏电阻配置

3.1 本工程压敏电阻的配置方式及存在的问题

本工程的主厂房厂用电系统为经接地电阻接地系统，为使叙述更为直观易懂还是按照中性点不接地系统地情况进行讨论。本工程主厂房厂用电系统涉及到整流装置的部分有：1、2号机组直流配电系统；1、2号机组UPS装置及公用UPS装置；1、2号机组燃机、汽机励磁系统；1、2号燃机变频启动装置（SFC）。其中除燃机变频启动装置以外，其他几个部分整流模块的保护都是采用下图所表示的方式。见图 3.1

整流装置

图 3.1

如图可以看出，正常情况下三相电源线电压为 380V，相对地电压 220V，当电源某项电压发生较大波动，超过压敏电阻的阀值电压 Un 时，压敏电阻导通空开跳闸。此时的压敏电阻型号是按照 220V 的电压等级进行选型的。

整流装置

图 3.2

这样问题就出现了，前面已经介绍过了中性点不接地系统当发生单相接地故障时，非故障相的对地电压升高为线电压（380V）图 3.2，超过了压敏电阻的阀值电压，压敏电阻导通流过相间短路电流（此时两相线接地，发生相间短路），空气开关动作切断电源。如果此时空气开关与上一级断路器配合不当，很有可能造成上一级电源开关跳闸，造成事故的扩大。而中性点不接地系统是允许带单相接地故障运行一段时间的，这显然与设计的初衷相违背。那应该怎么对压敏电阻进行选择呢？

3.2 小电流接地系统中压敏电阻配置

上面所述的配置方法显然是不恰当的，那在中性点非直接接地系统中压敏电阻应该怎样进行设计和选型呢？我们根据小电流接地系统的第二个特点：单相接地后线电压不变，三相系统仍保持对称。把三个压敏电阻按照三角型接法并入一次回路，按线电压来进行选型。如图 3.3

整流装置

图 3.3

如图当电源系统发生单相接地后，三相之间的线电压仍旧为 380V，这样就不会导致一发生单项接地就跳掉空开甚至烧毁压敏电阻了，从而令运行人员有充分的时间检查、排除故障，保证机组及设备的正常连续运行，也使得小电流接地配电系统地优点得以体现。而当电源系统发生如遭雷击、系统震荡等其他故障时，相间电压出现较大波动时，压敏电阻导通切断电源开关，从而起到保护设备的作用。

参考文献：

《电气设备安装、试验、检修与运行维护实务全书》史永梅金版电子出版公司

《发电厂电气部分》中国水利水电出版社 戴宪滨

压敏电阻范文第2篇

关键词 光敏电阻；电子快门；光谱响应

中图分类号O4 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）79-0117-02

0 引言

光敏电阻属半导体光敏器件，除具体积小、坚固耐用、价格低廉、光谱响应范围宽等优点外，在高温、多湿的恶劣环境下，还能保持高度的稳定性和可靠性，可广泛应用于照相机电子快门，太阳能庭院灯，草坪灯等光自动开关控制领域[1]。

在照相机中，电子快门的原理是通过电子测光，获取外界光线参数，自动选取光圈值和快门速度，以控制最佳爆光量。本文主要对光电传感器光敏电阻构成的照相机电子快门的工作原理进行介绍和分析[2]。

1 光敏电阻的特性

在均匀的具有光电导效应的半导体材料的两端加上电极，便构成光敏电阻。当光敏电阻两端加上适当的偏置电压Ubb后，便有电流Ip流过。改变照射到光敏电阻上的光度量（如照度），发现流过光敏电阻的电流Ip发生变化，说明光敏电阻的阻值随照度变化。电阻随光照量变化越大的光敏电阻就越灵敏，这个特性称为光敏电阻的光电特性。

光敏电阻在弱辐射到强辐射的作用下表现出不同的光电特性（线性与非线性），它的光电特性可用在“恒定电压”作用下流过光敏电阻的电流Ip与作用到光敏电阻上的光照度E的关系曲线来描述，当照度很低时，曲线近似为线性；随照度的增高，线性关系变坏，当照度变得很高时，曲线近似为抛物线形。

在恒定的电压的作用下，流过光敏电阻的光电流Ip为：

式中Sg为光电导灵敏度，E为光敏电阻的照度，γ为光电转换因子。 光电转换因子在弱辐射作用的情况下为1（γ=1），随着入射辐射的增强，γ值减小，当入射辐射很强时γ值降低到0.5。

光敏电阻的光谱特性多用相对灵敏度与波长的关系曲线表示。从这种曲线中可以直接看出灵敏范围、峰值波长位置和各波长下灵敏度的相对关系。由该关系曲线我们可以得到，CdS材料制成的光敏电阻的光谱响应很接近人眼的视觉响应，因此可用于与人眼有关的仪器，例如照相机电子快门、照度计、光度计等。本文正是利用此特性来设计照相机的电子快门的。

2 照相机电子快门

图3为利用光敏电阻构成的照相机自动曝光的控制电路，也可称为照相机电子快门。电子快门的测光器件常采用与人眼光谱响应接近的硫化镉光敏电阻。照相机曝光控制电路是由光敏电阻R、开关S和电容C构成的充电电路，时间检出电路（电压比较器），晶体管VT构成的驱动放大电路，电磁铁M带动的开门叶片（执行单元）等组成。

在初始状态，开关S处于如图3所示的位置，电压比较器的正输入端的电位为R1与Rw1分电源电压Ubb所得的阈值电压Uth（一般为1V～1.5V），而电压比较器的负输入端的电位UR近似为电源电位Ubb，显然电压比较器负输入端的电位高于正输入端的电位，比较器输出为低电平，晶体管截止，电磁铁不吸合，开门叶片闭合。

当按动快门的按钮时，开关S与光敏电阻R及Rw2，构成的测光与充电电路接通。这时，电容C两端的电压Uc为O，由于电压比较器的负输入端的电位低于正输入端而使其输出为高电平，使晶体管VT导通，电磁铁将带动快门的叶片打开快门，照相机开始曝光。快门打开的同时，电源Ubb通过电位器Rw2与光敏电阻R向电容C充电，且充电的速庋取决于景物的照度，景物照度愈高光敏电阻R的阻值愈低，充电速度愈快。UR的变化规律可由电容C的充电规律得到

当电容C两端的电压Uc充电到一定的电位（UR≥Uth）时，电压比较器的输出电压将由高变低，晶体管VT截止而使电磁铁断电，快门叶片又重新关闭。快门的开启时间t可由下式推出

显然，快门开启的时间t取决于景物的照度，景物照度越低，快门开启的时间越长；反之，快门开启的时间变短；实现照相机曝光时间的自动控制。当然，调整电位器Rw1可以调整阈值电压Uth，调整电位器Rw2，适当地修正电容的充电速度，就可以适当地调整照相机的曝光时间，使照相机曝光时间的控制适应照相底片感光度的要求。

4 结论

本文主要对光电传感器光敏电阻构成的照相机电子快门的工作原理进行介绍和分析。电子快门结构简单，速度高，无震动，无快门次数限制，可靠性和稳定性高，近乎无成本。所以，袖珍卡片数码相机和其它中、低档数码相机基本上都是采用电子快门，具有一定的实用价值。

参考文献

压敏电阻范文第3篇

【关键词】非平衡电桥；电阻；温度；应变；光照强度

非平衡电桥是单臂电桥在非平衡状态下的一种工程运用，当外界温度、压力、光照等物理量发生变化时，相应的电阻传感器电阻值发生变化，电桥就从平衡状态（预调平衡）变成不平衡状态，通过测量指零仪表测量的电压（或电流）发生的变化即所表征的电阻传感器电阻值的变化从而间接的测量出传感器相应物理状态的变化。

非平衡电桥在大学物理实验中的应用研究包括以下内容：非平衡电桥在电磁学中的应用：非平衡电桥测电阻；非平衡电桥在热学中的应用：利用非平衡电桥设计制作半导体热敏电阻温度计测温度；非平衡电桥在力学中的应用：利用非平衡电桥测物体的应变；非平衡电桥在光学中的应用：利用非平衡电桥测光照强度。

1.非平衡电桥测电阻

按照立式电桥使用非平衡电桥方法：选择R1=R2，且设置为一定值；R3设置为一定值。以电阻箱作为被测电阻，显然，RX的预置值应等于R3的值，将其按照二端电阻接入仪器“RX”的两个测量端子。按单臂电桥使用方法，微调R3使电桥达到预调平衡。设想由于某个物理量的变化，RX值发生了变化（实验中使用电阻箱阻值发生变化替代上述物理过程），电桥从预调平衡状态转为不平衡状态，指零仪表测的输出电压将从零开始产生一组变化数据。

一般情况下，由下式计算出非平衡电桥测量值：

式中，R1、R2、R3——桥臂电阻示值，U0——电压表示值，E——工作电压值，由工作电压示牌提供。

2.利用非平衡电桥设计制作半导体热敏电阻温度计测温度

某些金属氧化物半导体的电阻与温度的关系满足式（1）：，式中RT是温度T时的热敏电阻阻值，R是T趋于无穷时热敏电阻的阻值，B是热敏电阻的材料常数，T为热力学温度。因为半导体电阻对温度变化的反应比金属电阻灵敏得多，所以我们利用非平衡电桥设计制作半导体热敏电阻温度计测温度。

把热敏电阻接到RX处，将调压器输出调为零，测室温下的热敏电阻阻值，先调电桥至平衡得R0，改变R0为R0+R0使检流计偏转一格，求出电桥灵敏度。然后调节变压器输出进行加温，从25℃开始起每隔5℃测量一次Rt，直至85℃，绘出热敏电阻的Rt-t特性曲线。作曲线，确定式（1）中的常数B和。根据曲线改直后，直线的斜率k=B，在y轴上的截距，根据曲线改直后的图形所得的B和电阻常数更加准确一些。根据式（1）可得：。因此理论上来说，曲线应该是直线。一般来说，确定直线的参数要比确定曲线的参数要容易得多，因此用曲线改直后的图形所得到的结果要准确的多。

如果电源电压保持不变，那么一定温度T对应一定的RT，而RT又对应一定的U0即为相应的电压表偏转量。所以表中通过的电压值就直接与温度变化有关。这样由于测试变化引起的桥臂RT电阻值的变化可以直接由电表指针偏转大小来决定。只要事先对电表进行标定，就可以根据电压表的读数来表示测量温度的大小。

3.非平衡电桥测物体的应变

电阻应变片的工作原理是基于应变效应，即导体或者半导体材料在外力的作用下产生机械变形时，其电阻值相应发生变化，这种效应成为“应变效应”。

首先将电阻应变片粘贴在弹性体上，然后把电阻应变片接到RX处，可用非平衡电桥测出其阻值R0。当被测物体在外力作用下发生形变，产生应变，然后传递给与之连接的应变片，引起应变片电阻值的变化，通过测量电路变成电压输出，计算出RX。如果产生的应变用ε表示，电桥灵敏系数用k表示，则有。物体的应变值可先用专门仪器测出，则可由实验计算得出电桥灵敏系数k。（每批应变片可抽样测取k值，取其平均值。）这样确定了R0、RX、k后就可不再用专门的仪器测应变，而直接用非平衡电桥测量然后再计算出弹性体产生的应变ε。

4.利用非平衡电桥测光照强度

光照下物体的电导率改变的现象称为内光电效应（光导效应），光敏电阻是基于内光电效应的光电元件。光敏电阻又称光导管，它是涂于玻璃底板上的一薄层半导体物质，半导体的两端装有金属电极，金属电极与引出线端相连接，光敏电阻就通过引出线端接入电路。当光敏电阻受到一定波长范围的光照时，它的阻值（亮电阻）急剧减少，电路中电流迅速增大。一般希望暗电阻越大越好，亮电阻越小越好，此时光敏电阻的灵敏度高。

光源采用了白色高亮度发光二极管，它具有效率高、体积小、耗电少和寿命长等优点。为了充分利用光源，在光源后放置了透镜1，这样点光源经透镜1出射平行光。实验过程中照射光强度变化由偏振器来控制，偏振器由1对偏振片组成，两偏振片间的夹角与照射光强度I有以下关系I=I0cos2。其中I0为当两偏振片平行时的出射光强。当平行光入射至射偏振器后，通过改变两偏振片间的夹角可达到调节照射光强度变化的目的。在偏振器后面再设置透镜2，目的是使由偏振器出射的平行光能高效、均匀地照射光敏电阻。

将光敏电阻接入非平衡电桥RX处，然后将某待测光源直接照射在测量仪的光照接收口（光敏电阻表面），开始可通过使用光照强度测量仪来测量相应光照的强度，不同光照强度导致光敏电阻值变化不同，从而使电路的输出电压也相应变化，根据测量数据作出电压-光照强度曲线关系图。这样有了电压-光照强度曲线关系图，光敏电阻在未知光照的照射下，就可由非平衡电桥的输出电压值查找到对应的光照强度值。

参考文献

[1]倪新蕾.非平衡电桥的输出特性研究[J].大学物理，2009（3）：33-35.

[2]张山彪，桂维玲，孟祥省.基础物理实验[M].北京：科学出版社，2009：107-113，186-187.

[3]梁灿彬，秦光戎，梁竹健.电磁学[M].北京：高等教育出版社，1980：124-139.

[4]朱俊孔，张山彪，高铁军等.普通物理实验[M].济南：山东大学出版社，2001：207-211.

压敏电阻范文第4篇

关键词：Z-元件、敏感元件、温度补偿、光敏、磁敏、力敏

一、前言

半导体敏感元件对温度都有一定的灵敏度。抑制温度漂移是半导体敏感元件的常见问题，Z-元件也不例外。本文在前述文章的基础上，详细介绍Z-元件的温度补偿原理与温度补偿方法，供光、磁、力敏Z-元件应用开发参考。

不同品种的Z-元件均能以简单的电路，分别对温、光、磁、力等外部激励作用输出模拟、开关或脉冲频率信号[1][2][3]，其中后两种为数字信号，可构成三端数字传感器。这种三端数字传感器不需放大和A/D转换就可与计算机直接通讯，直接用于多种物理参数的监控、报警、检测和计量，在数字信息时代具有广泛的应用前景，这是Z-元件的技术优势。但由于Z-元件是半导体敏感元件，对环境温度影响必然也有一定的灵敏度，这将在有效输出中因产生温度漂移而严重影响检测精度。因而，在高精度检测计量中，除在生产工艺上、电路参数设计上应尽可能降低光、磁、力敏Z-元件的温度灵敏度外，还必须研究Z-元件所特有的温度补偿技术。

Z-元件的工作原理本身很便于进行温度补偿，补偿方法也很多。同一品种的Z-元件，因应用电路组态不同，其补偿原理与补偿方法也不同，特就模拟、开关和脉冲频率三种不同的输出组态分别叙述如下。

二、模拟量输出的温度补偿 对Z-元件的模拟量输出，温度补偿的目的是克服温度变化的干扰，调整静态工作点，使输出电压稳定。

1．应用电路

Z-元件的模拟量输出有正向(M1区)应用和反向应用两种方式，应用电路如图1所示，其中图1(a)为正向应用，图1(b)为反向应用，图2为温度补偿原理解析图。

2．温度补偿原理和补偿方法

在图2中，温度补偿时应以标准温度20℃为温度补偿的工作基准，其中令：

TS：标准温度

T：工作温度

QS：标准温度时的静态工作点 Q：工作温度时的静态工作点

QS￠：温度补偿后的静态工作点

VOS：标准温度时的输出电压

VO：工作温度时的输出电压

在标准温度TS时，由电源电压E、负载电阻RL决定的负载线与TS时的M1区伏安特性（或反向特性）相交，确定静态工作点QS，输出电压为VOS。当环境温度从TS升高到T时，静态工作点QS沿负载线移动到Q，相应使输出电压由VOS增加到VO，且VO＝VOS＋DVO，产生输出漂移DVO，。若采用补偿措施在环境温度T时使工作点由Q移动到QS￠，使输出电压恢复为VO，则可抑制输出漂移，使DVO＝0，达到全补偿。

(1)利用NTC热敏电阻

基于温度补偿原理，在图1(a)、(b)中，利用NTC热敏电阻Rt取代负载电阻RL，如图3(a)、(b)所示，温度补偿过程解析如图2所示。

在图3电路中，标准温度TS时负载电阻为Rt，当温度升高到工作温度T时，使其阻值为Rt￠，可使静态工作点由Q推移到QS￠，由于Rt.

(2)改变电源电压

基于温度补偿原理，补偿电路如图4(a)、(b)所示，图5为补偿过程解析图，其中负载电阻RL值不变，当温度由TS升到T时，产生输出漂移DVO，为使DVO=0，可使ES相应增大到ES￠，若电源电压的调整量为DE，且DE= ES￠-ES，要满足DE=-KDVO的补偿条件，可达到全补偿。其中，K为比例系数，“负号”表示电压的改变方向应与输出漂移方向相反，比例系数K与负载线斜率有关，可通过计算或实验求取，且：

为了得到满足补偿条件的按温度调变的电源电压，实际补偿时可采用缓变型 PTC热敏电阻、NTC热敏电阻或温敏Z-元件来改变电源电压E，达到补偿的目的：

①采用缓变型PTC热敏电阻

采用缓变型PTC热敏电阻的补偿电路如图6所示。

压敏电阻范文第5篇

【关键词】模拟式多用电表；符号意义；构造；原理；使用方法；误差

1 模拟式多用表概述

多用表有许多型号，不管哪种，表盘上都印有一些符号和数字，弄清这些符号和数字的含义，才能正确使用。一般常见的符号有以下几种：1）表示该表应水平放置使用。2）表示该表应垂直放置使用。3）表示整流系仪表，测量交流电压时使用内部整流器。4）表示交直流两用。5）表示多用表与表壳之间能经受50Hz、3千伏交流电压历时一分钟的绝缘强度试验。6）表示三级防外磁场能力。7）表示以标度尺长度的百分数表示准确度等级。8）表示以指示值的百分数表示的准确度等级。9）20 kΩ/V或20000 Ω/V表示直流电压灵敏度。表示测量直流电压时，电表的输入电阻为伏20千欧。10）4 kΩ/V或4000 Ω/V表示交流电压灵敏度。测量交流电压时，电表输入阻抗为伏4千欧。11）0dB=1mW600Ω表示分贝（dB）标度尺是以600欧负荷阻抗上得到1mW功率为零分贝作为参考电平的。12）45～1000Hz表示该表在交流正弦频率为45～1000Hz范围内使用，超出此范围时误差将增大。13）A-V-Ω是指安培、伏特、欧姆。就是说这只表是安培表、伏特表、欧姆表的复用表。14）MF：F指复用式，M指仪表。MF放在一起是指万用表，MF―15中的15表示型号。

除弄清以上各符号及数字的意义外，还应懂得多用表的几个基本术语，这对测量准确度很重要。多用表的准确度也叫做精度或误差，表示测量结果的准确程度。也即多用表指示值（测得的数值）与被测标准值之间的基本误差值。多用表的准确度等级是用基本误差百分数的数值表示的。换句话，基本误差百分数值就是仪表的等级。数值越小，等级越高。例如，1等级精度多用表的基本误差是±1.0%；2.5级精度多用表的基本误差是±2.5%。

磁电式多用表表头的基本参数包括表头内阻、灵敏度和线性。表头内阻是指表头线圈的直流电阻及上下两盘游丝直流电阻之和。表头灵敏度是指指针转到满标度（满量程）时的电流值。此电流数值越小，说明表头灵敏度越高。表头的线性是指表针偏转幅度与通过表头电流值之间的正比例关系。以上是表头参数。而多用表的灵敏度一般是指整个多用表的电压灵敏度。一般以伏多少欧姆表示。如500型多用表直流电压灵敏度为20kΩ/V，这个数值是怎么来的呢？假设有一只灵敏度为I、内阻为R的表头。由欧姆定律U=IR可知，它本身就是一只量程为U的电压表。我们给它串联一只电阻以扩大它的量程到U1，此时U1=I（R+R串）。例如，一只100μA的表头，其内阻为1.52 kΩ，可用它测量的电压量程为U=IR=100×10-6×1.52×103=0.152V，如果给它串联一只8.48 kΩ的电阻，量程就扩大到U1=I（R+R串）=100×10-6×（1.52+8.48）×103=1V。此时该电压表的内阻为10kΩ，其物理意义为：这只电压表测量1V直流电压需要10kΩ内阻，即10kΩ/V，这个数值称为100μA表头的直流电压灵敏度。实际上因为I=U/R，所以它就是表头灵敏度的倒数。即= =10000Ω/V=10kΩ/V。有了电压灵敏度的概念，就可以方便地将电压表各档内阻计算出来。例如用50μA表头装成直流电压表，其10伏档内阻R10V=10V×直流电压灵敏度=10V×20kΩ/V=200kΩ，而直流100伏档内阻R100V=100V×直流电压灵敏度=100V×20 kΩ/V=2000kΩ.直流电压灵敏度越高的多用表，测量直流电压时从电路中分去的电流就越少，对被测电路影响越小，也即测量结果越准确。

交流电压灵敏度与直流电压灵敏度的概念相似。由于测量交流电压时需要由表内整流器整流，故多一个整流效率因素。一般计算交流电压灵敏度，只要将直流电压灵敏度乘以一个常数K（整流电路的工作总效率）即可。计算交流电压各档内阻时，也只需将该档的电压乘以交流电压灵敏度即可。可见高档内阻也是比低档内阻高的。

2 多用表的基本构成与基本原理

多用电表由表头、选择开关和测量线路三部分构成，表头是一块高灵敏度磁电式电流表，如图1（a）所示，其满偏电流约为几十到几百微安，选择开关和测量线路相配合【如图1（b）（c）（d）（e）】，可测量交流和直流电流、交流和直流电压及直流电阻等等。若接入更复杂的测量电路【如图1（f）】，还可测量音频电平、三极管的放大倍数等等。每进行一种测量时只使用其中的一部分电路，其他部分不起作用。

多用表的上半部分是表盘，下半部分是选择开关，周围有标有测量功能的区域及量程（如图2）。将多用表的选择开关旋转到电流档或电压档，多用表内的电流表或电压表电路就被接通，将选择开关旋转到电阻档，多用表内的欧姆表电路就被接通。另外还可以测量二极管的单向导电性及三极管的放大倍数等等。

测电阻是依据闭合电路的欧姆定律原理设计的。而测电压和电流是依据串、并联电路的特点及部分电路的欧姆定律原理设计的。欧姆表内部电路如图3所示，其中R为调零电阻，红黑表笔短接进行欧姆表调零时，表头指针偏，此时闭合回路的总电阻即为欧姆表的内阻。根据全电路的欧姆定律有I= R=R+R+r=；当红黑表笔间接有未知电阻Rx时，有I=，故每一个未知电阻都对应一个电流值I，我们在刻度盘上直接标出与I对应的Rx值，

所测电阻值就可以从表盘刻度直接读出；

当待测电阻Rx0=Rg+R+r时，I===Ig，指针指向刻度盘中央，此时的待测电阻称为中值电阻（即R中=Rx0=Rg+R+r），所以

R内=Rg+R+r=Rx0=R中，即欧姆表内阻等于中值电阻 ，这是一个普遍规律。

3 多用表的正确使用方法

如图2，多用表表头下部有一个定位螺丝，这是机械调零螺丝。按照表头上“”或“”符号，垂直或水平放好多用表。此时看表针是否指在电压弧形标度尺的零点。如果没有，应该用小螺丝刀轻轻转动表盘中间部分的调零螺丝，使表针指零。多用表的下方有红黑两表笔，红表笔为正表笔，黑表笔为负表笔，测直流电压时将红表笔接触高电位点，黑表笔接触低电位点。如果接反，表针会向反方向冲击，时间久了指针会打弯，或损坏多用表表头内的线圈。

测量电阻时，测量之前先将两表笔的金属指针接触在一起，此时指针应指在电阻标度尺的零点。如果不指零点，可调节表头下面的“Ω”旋钮使表针指零。如果仍指不到零，说明多用表内的电池电动势已不足，需要换新电池。图4测量电阻的方法是错误的。两手同时接触电阻会使人体电阻与被测电阻并联，造成测量值不准。测量电路的电阻时，应该用电烙铁烫开电阻的一端，使这端悬空，再测量电阻的数值。另外，每变换一次电阻档位都应使表笔短接一次，调整欧姆表校零旋钮，使指针指向零欧姆，进行调零。为了提高测量的准确度，选择量程时应尽量使表针指在标度尺中间位置及其附近（可参考指针偏转在 R中～5R中的范围）。测量电路中的电阻之前必需将电源断掉，将大电容器放电，以免损坏多用表。

测量电压的方法是将多用表通过表笔并联到电路中去。测量直流电压时，应将红表笔接触高电位点，黑表笔接触低电位点。如果接反，表针会向反方向冲击，时间久了指针会打弯，损伤多用表。如果事先不知道电路中某两点电压的高低，则应先用一只表笔接触其中的一点，再用另一只表笔短暂试触第二点，然后快速离开，看表针转动的方向。如果表针反向运动，则需将表笔对换一下，再正式进行测量。测量电压时选择量程很重要，量程选小了，指针强烈冲击，损伤多用表。量程选择太大，固然安全，但多用表的内阻增高，指针偏转很小，不便于读数，也会增大测量误差。如果不知被测两点电压的数值范围，应选用最大量程档先试测一下，若指针偏转角度太小，则应换接较小量程。

测量交流电压时，一般应注意以下几点：（1）被测电压应该是正弦波，这是多用表的要求。所测电压波形与正弦波相差越大，测量误差也越大。（2）被测电压的频率应符合多用表的要求。一般在45～1000Hz范围内测量时准确度可以保证，超出此范围，测量误差增大。（3）多用表测得的交流电压数值是有效值。（4）被测电压中含有交直流成分时，若只测交流成分，就应在表笔探针上加一个耐压400V以上的0.1μF左右的电容（如图5）。

测量电流是将多用表通过表笔串入被测电路。在事先不知被测电流大小时，也应选择最大量程，测出大概范围之后，再用适当的量程正式测量。

多用表的分贝标度尺是用来测量音频电平的。一般多用表的分贝刻度大部分是以在600Ω电阻上得到0.775V，即获得1毫瓦功率时定为零电平（或称零分贝）。表1是交流10档对应的分贝数值。如果用其他档测量电路中某点的电平，还应加上该档的一个附加值。例如用50档测得音频电平10dB（分贝尺），再加上14dB，实际值为24dB。如果用250档测得某点电平为12dB，再加上28dB，实际值应为40dB。

表1

最后谈一下多用表的使用注意事项：

第一，每次测量之前必须核对转换开关是否符合欲测的内容，切勿用电流、电阻档测量电压，以免烧坏多用表。

第二，测量完毕时，要把表笔从测试孔中拔出，选择开关应置于交流电压最高档或OFF档。若长期不用电表，还应把电池取出。

第三，测量高电压或大电流时，不能带电旋转转换开关，以防止触点产生电弧，损伤触点，加大接触电阻。

【参考文献】

[1]赵青生.大学物理实验[M].安徽大学出版社，2004，9.

[2]武建谋，宋见林.全品高考复习方案・物理[M].西苑出版社，2007，6.