萬用表是電子愛好者必備的工具，但介紹其原理和維修的資料不多，本文以初學(xué)者使用較多的MF50型指針式萬用表為例，著重講述其電路部分的原理與檢修。

　　一、結(jié)構(gòu)

　　萬用表主要由三部分組成：表頭、測量電路和轉(zhuǎn)換裝置。

　　表頭是一只直流微安表，它是萬用表的核心，萬用表的很多重要性能，如靈敏度、準(zhǔn)確度等級、阻尼及指針回零等大都取決于表頭的性能。表頭的靈敏度是以滿刻度時的測量電流來衡量的，此電流又稱滿偏電流，表頭的滿偏電流越小，靈敏度就越高。一般萬用表表頭的靈敏度大多在10～100μA范圍內(nèi)。MF50型萬用表表頭的靈敏度是83.3μA。

　　測量電路的作用是把被測的電量轉(zhuǎn)化為適合于表頭要求的滿偏電流以內(nèi)。對MF50型萬用表來說，在通過測量電路轉(zhuǎn)化之后，應(yīng)該使通過表頭的電流限定在83.3μA以內(nèi)。測量電路一般包括分流電路、分壓電路和整流電路等。分流電路的作用是把被測量的大電流通過分流電阻變成表頭所需的微小電流；分壓電路是將被測高電壓通過分壓電阻分壓變換成表頭所需的低壓；整流電路將被測的交流通過二極管整流變成表頭所需的直流。

　　萬用表的各種測量種類及量程的選擇是靠轉(zhuǎn)換裝置來實(shí)現(xiàn)的，其主要部件是轉(zhuǎn)換開關(guān)。轉(zhuǎn)換開關(guān)的好壞直接影響萬用表的使用效果，好的轉(zhuǎn)換開關(guān)應(yīng)轉(zhuǎn)動靈活、手感好、旋轉(zhuǎn)定位準(zhǔn)確、觸點(diǎn)接觸可靠等，這也是選購萬用表時應(yīng)重點(diǎn)檢查的一個項(xiàng)目。

　　二、工作原理

　　1.直流電流的測量

　　由于表頭最大只能流過83.3μA的直流電流，為了能測量較大的電流，一般采用并聯(lián)電阻分流法，使多余的電流從并聯(lián)的電阻中流過，而通過表頭的電流保持在83.3μA以內(nèi)。并聯(lián)的電阻越小，可測量的電流就越大。其多量程的測量，是通過轉(zhuǎn)換開關(guān)及不同的插孔來改變分流電阻的大小而實(shí)現(xiàn)的。圖1就是MF50型萬用表直流電流擋的電原理圖。

　　圖1 MF50型萬用表測量直流電流的電原理圖

　　圖2 MF50型萬用表測量直流電壓的電原理圖

　　圖3 MF50型萬用表測量交流電壓的電原理圖

　　圖4 MF50型萬用表測量電阻的電原理圖

　　從圖中可看出，當(dāng)使用2.5A量程時，電流主要流過0.3Ω電阻，只有不超過83.3μA的電流經(jīng)2.7Ω、27Ω、270Ω……510Ω、1000Ω等流過微安表頭；當(dāng)使用250mA量程時，電流主要流過0.3Ω、2.7Ω電阻等。

　　圖中和表頭相并聯(lián)的兩個二極管為保護(hù)表頭所裝，平時不起作用。圖中電容主要起阻尼作用，也起一定的保護(hù)作用，如將其增大，則指針轉(zhuǎn)動會變慢。1000Ω可調(diào)電阻是用來校正讀數(shù)偏差的，即校準(zhǔn)用。

　　圖1所示電原理圖是MF50型萬用表的核心電路，也是MF50型萬用表的等效表頭。圖中任何一個電阻或電位器有變值或短路、斷路、接觸不良等故障，將影響萬用表所有量程的測量。誤測燒表也多是燒壞的這一部分。故應(yīng)弄清每個元件在表內(nèi)的實(shí)際位置，以便損壞時檢查維修，特別是2.7、27、270和2000這幾個電阻與電位器。

　　2.直流電壓的測量

　　我們知道在直流電路中，電流、電阻、電壓是密不可分的，既然表頭可流過電流使指針偏轉(zhuǎn)，而表頭自身又有一定的電阻，所以萬用表的表頭實(shí)際上也是一只直流電壓表（U=IR），只不過測量范圍很小，一般只有零點(diǎn)幾伏。實(shí)際電路中，萬用表是通過串聯(lián)電阻分壓來達(dá)到擴(kuò)大量程的目的的。所串聯(lián)電阻越大，則可測量的電壓就越高，電壓檔不同的量程就是通過轉(zhuǎn)換開關(guān)獲得不同的分壓電阻來實(shí)現(xiàn)的。圖2就是MF50型萬用表直流電壓檔的電原理圖。

　　3.交流電壓的測量

　　由于表頭只能流過直流電，因此測量交流時還需要一個整流電路。萬用表中一般采用二極管半波整流的形式將交流變?yōu)橹绷?。在圖3 MF50型萬用表交流電壓擋的電原理圖中，當(dāng)被測交流電處于正半周時，電流經(jīng)分壓電阻（如50V時的36.1k＋160k）及整流二極管V2流經(jīng)等效表頭，表針偏轉(zhuǎn)；而在被測交流電的負(fù)半周，電流直接從二極管V1流過分壓電阻，而不經(jīng)過表頭。

　　由圖中可看出，調(diào)節(jié)650Ω電位器即可調(diào)節(jié)交流電壓擋的讀數(shù)偏差。

　　4.電阻的測量

　　萬用表電阻的測量是依據(jù)歐姆定律進(jìn)行的。利用通過被測電阻的電流及其兩端的電壓來反映被測電阻的大小，使電路中的電流大小取決于被測電阻的大小即流經(jīng)表頭的電流由被測電阻所決定，此電流反映在表盤上，通過歐姆標(biāo)度尺即為被測電阻的阻值。

　　圖5 MF50型萬用表的整機(jī)電原理圖

　　圖4是MF50型萬用表測量電阻的電原理圖。

　　由圖中可知，當(dāng)用R×1、R×10、和R×100三個量程時萬用表的等效表頭實(shí)際上是取9Ω、100Ω、1.1kΩ三個電阻兩端的電壓為測量對象的。以R×10量程為例，當(dāng)被測電阻阻值較大時，電路中電流較小，則100Ω電阻兩端的電壓也較低，通過7.78kΩ電阻流過等效表頭的電流也不大，指針偏轉(zhuǎn)角度?。环粗?，當(dāng)被測電阻較小時，電路中電流較大，如調(diào)零時的短接，此時1.5V電壓全部加在100Ω電阻上，再通過7.78kΩ電阻也加在了等效表頭兩端，使表頭中電流最大，指針停在了歐姆標(biāo)度尺的零位。很明顯，調(diào)節(jié)2000Ω電位器可改變流經(jīng)表頭的電流大小，此2000Ω電位器就是歐姆擋的調(diào)零電阻。當(dāng)用R×1k和R×10k擋時流過被測電阻的電流也全部流經(jīng)等效表頭，只不過R×10k擋用的是15V電源（有些生產(chǎn)廠家將15V電源改為9V，相應(yīng)電阻阻值也有所改變，但電路結(jié)構(gòu)沒變）。

　　5.hFE的測量

　　MF50型萬用表對三極管hFE的測量除利用了三極管基本放大電路外，基本原理同電阻的測量相同。

　　由于MF50型萬用表在面板上將e b c 三個插孔排在一條線上，在實(shí)際使用中，當(dāng)三極管的引腳排列順序與之不相同時，測量三極管的hFE就顯得不太方便。

　　將以上各測量電路結(jié)合在一起，即是MF50型萬用表的整機(jī)電原理圖。如圖5所示。

　　三、MF50型萬用表的檢修

　　由工作原理可知，萬用表100μA擋即等效表頭是其電路的核心，其余各量程只不過是通過轉(zhuǎn)換開關(guān)并或串電阻等組成。如果等效表頭部分出故障，則影響所有量程，而其余部分出故障只是影響個別量程。所以對MF50型萬用表的檢修，首先應(yīng)確定是所有量程指示不對還是個別量程指示不對，從而確定故障范圍。

　　1.電流檔并聯(lián)電阻的檢測方法

　　不需打開后蓋，只需將另一正常萬用表撥至R×100電阻擋并調(diào)零，被測萬用表撥至2.5mA擋，將兩表的表筆交叉對接，即黑接紅、紅接黑，此時正常萬用表的讀數(shù)應(yīng)是300Ω；同樣，正常表撥至R×10擋，被測表撥至25mA擋，正常表讀數(shù)應(yīng)是30Ω，如此可快速檢測270Ω、27Ω、2.7Ω及0.3Ω電阻是否正常。

　　2.萬用表讀數(shù)不準(zhǔn)，各量程和其它表測量相比均偏大或偏小

　　此故障在等效表頭部分，如偏差不大，可通過調(diào)節(jié)1000Ω校準(zhǔn)電阻來改變。業(yè)余條件下可通過測量不同的電池電壓來調(diào)節(jié)，具體方法是：和一讀數(shù)準(zhǔn)確的萬用表測同一電池，如萬用表內(nèi)15V、1.5V電池，調(diào)節(jié)1000Ω校準(zhǔn)電阻，使其兩表讀數(shù)一致。如偏差較大調(diào)1000Ω校準(zhǔn)電阻達(dá)不到所需精度，這除了表頭故障外，就應(yīng)重點(diǎn)檢查和表頭并聯(lián)的那幾個電阻或電位器的阻值是否準(zhǔn)確，接觸是否良好，有無虛焊等。注意：一般情況下，不要貿(mào)然去調(diào)1000Ω校準(zhǔn)電阻，應(yīng)先查找其它原因，以免調(diào)節(jié)不當(dāng)。

　　3.電阻擋不能調(diào)零

　　一般有兩種情況，一是指針達(dá)不到零位，這主要是電池老化，需要換新，或串聯(lián)電阻阻值變大，轉(zhuǎn)換開關(guān)接觸不良等。另一種是指針超過零位并明顯向右猛偏，此時直流電壓檔測量讀數(shù)偏大1.2倍，如 1.5V 變?yōu)?1.8V等，這一般是 0.3Ω、2.7Ω、27Ω……與2000Ω調(diào)零電位器中間某電阻燒斷、線路虛焊或電位器接觸不良等造成的，應(yīng)重點(diǎn)檢查2.7Ω、27Ω和270Ω這三個電阻。如果是由于用電流擋測高電壓大電流造成燒表后引起這種現(xiàn)象，更應(yīng)重點(diǎn)檢查上述三個電阻。

　　例：某MF50型萬用表電阻檔不能調(diào)零，且在表筆短接時指針超過零位；用直流2.5V量程測1.5V電池讀數(shù)稍偏大，最后查為270Ω電阻變值為1kΩ。

　　4.在調(diào)零過程中，指針跳躍不穩(wěn)檢查調(diào)零電位器接觸是否良好。

　　5.直流電壓各擋均無指示

　　此現(xiàn)象說明表頭中無電流流過，如電阻擋正常，應(yīng)檢查直流電壓擋獨(dú)立的電路，如電阻擋也不正常，則應(yīng)先檢查100μA擋是否正常，若不正常則應(yīng)檢查相應(yīng)電路。

　　萬用表的表頭是一套相當(dāng)精密的機(jī)械裝置，它不像電器部分，可方便地行拆焊修理，沒有特殊需要一般不要輕易打開，實(shí)際使用中，如果沒有強(qiáng)烈撞擊，像跌落等，表頭是不易損壞的。