2.3　结构和工作原理

2.3.1　指针式万用表

指针式万用表由表头、测量线路、转换开关、表笔和表笔插孔等主要部分组成。

（1）表头。表头是一只高灵敏度的磁电式直流电流表，万用表的主要性能指标基本上取决于表头的性能。表头的灵敏度是指表头指针满刻度偏转时流过表头的直流电流值，这个值越小，表头的灵敏度越高。测量电压时的内阻越大，其性能就越好，其工作原理如图2-3所示。

图2.3　万用表表头原理图

指针式万用表的表头（图2-4）上印有多种符号、刻度线和数值。符号“A—V—Ω”表示这只电表是可以测量电流、电压和电阻的万用表。符号“-”或“DC”表示直流，“～”或“AC”表示交流，表示交流和直流共用的刻度线。表盘上印有多条刻度线，其中右端标有“R”或“Ω”的是电阻刻度线，其右端为零，左端为∞，刻度值分布是不均匀的，转换开关在欧姆档时，即读此条刻度线。标有“DCV.ACV.m A”的指示的是交、直流电压和直流电流值，当转换开关在交、直流电压或直流电流档，量程在除交流10V以外的其他位置时，即读此条刻度线。标有“AC10V”的是10V的交流电压值，当转换开关在交、直流电压档，量程在交流10V时，即读此条刻度线。标有“dB”的指示的是音频电平。

此外，刻度线下的几行数字是与选择开关的不同档位相对应的刻度值。表头下侧中间位置还设有机械零位调整旋钮，用以校正指针在左端零位。

图2.4　指针式万用表表头

（2）测量线路。测量线路是用来把各种被测物理量转换到适合表头测量的微小直流电流的电路，它由电阻、半导体元件及电池组成，能将各种不同的被测物理量（如电流、电压、电阻等）及不同量程经过一系列处理（如整流、分流、分压等）统一变成一定量程的微小直流电流送入表头进行测量。

（3）转换开关。转换开关是一个多档位的旋转开关，一般是一个圆形拨盘，其周围分别标有功能和量程。其作用是用来选择测量项目和量程，以满足不同种类和不同量程的测量要求。一般测量项目包括：直流电流）、直流电压、交流电流、电阻（Ω）等。每个测量项目又划分为几个不同的量程以供选择。

（4）表笔和表笔插孔。表笔分为红、黑两支。使用时应将红色表笔插入标有“＋”号的插孔，黑色表笔插入标有“-”号的插孔。

指针式万用表的基本原理（图2-5～图2-8）是利用一只灵敏的磁电式直流电流表（微安表）做表头，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。

图2.5　直流电流测量原理图

图2.6　直流电压测量原理图

图2.7　交流电流测量原理图

图2.8　电阻测量原理图

2.3.2　数字式万用表

数字式万用表主要由视窗、功能按钮、转换开关和接线插孔等组成，内部为集成电路、电源。数字式万用表应用广泛，灵敏度高，准确度高，显示清晰，过载能力强，便于携带，使用简单。

数字万用表的测量过程由转换电路将被测物理量转换成直流电压信号，再由模/数（A/D）转换器将电压模拟量转换成数字量，然后通过电子计数器计数，最后把测量结果用数字直接显示在显示屏上。目前，应用于普通数字万用表的A/D转换器以ICL7016居多，在转换器为核心的基础上，增设一些辅助电路，即扩展成了数字式万用表。图2-9所示为数字式万用表电路图。

图2.9　数字万用表电路图