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【摘要】本文章，300μA电流表的测量范围，把它改成测量0.5mA，5mA，50mA 电流的电流表和测量2.5V，5V，50V电压的电压表，促进测量探索，让学生完正的利用仪器，提高学生对本实验的兴趣，让学生利成独立的探究能力。
【关键词】电流；电压；电阻值
Three gear design current， voltage three simple multimeter
Mi er ka mi li jiang·ru ze，A bu du ke re yi mu·a bu du ke re mu
【Abstract】In this article， 300 mu of A current meter measurement range， change it to measuring 0.5 mA， mA， mA 50 current current meter and measure 2.5 V， 5 V， 50 V voltage of the voltage meter， promote the measurement to explore， lets the student finished is the use of instruments， improve the students' interest in the lab， let the students to be independent inquiry ability.
【Key words】Current； Voltage； Resistance value
引言
最大测量范围为300μA 电流表改为测量范围0.5mA，5mA，50mA 和测量2.5V，5V，50V的电流表和电压表所需要电阻是多少为方程而解出。为了解出把平联才能达到测出电流目的，电路上串联电阻而能达到测出电压目的，这对电路研究方面，测出电压，电流有重要的意义。
万用表是一种多功能，多量程，多用途电子测量仪器。它在实验室常用的一种电学仪表。
万用表可以测量多种电学量，如；直流电压，直流电流，电阻，交流电压及交流电流等还可以检查电路和排除电路故障。而且量程多，结构简单紧凑，携带方便，但准确度低，不适用于精密测量。
万用表一般包含安培计，电压表，欧姆计等功能。有的万用表还增加检测晶体管特性等功能。由于它的功能较多，在实验调试，故障检查工作中使用非常方便。
万用表主要由磁电型测量机构（亦称表头）和转换开关控制的测量电路组成。此外数字显示的数字式万用表现在也逐渐增多。实际上它是根据改装电表的原理，将一个表头分别连接各种测量电路而改成量程的电流表，电压表，及欧姆表，是既能测量直流还能测量交流的复合表。
万用表的结构： 它们合用一个表头，表盘上有相应于测量各种量的几条表度尺。表头用以指示被测量的数值，测量线路的作用是将各种被测量转换到适合表头测量的直流微小电流，转换开关实现对不同测量线路的选择，以适应各种测量的要求。电表的表盘上按表的功能有各种不同的刻度，以指示相应的值，如：电流值，电压值，（有交，直流之分）及电阻值等。
对于某一测量的内容一般分成大小不同的几档，测量电阻时每档标明不同的倍率。每档表明的是它相应的量限，既使用该档测量时所允许的最大值，而各种量，各种不同的量限所对应的测量电路均通过转换开关实现和表头的连接。所以测量时可通过转换开关实现对不同测量测量线路的选择，以适应各种测量的要求。各种不同型号的万用电表扩程电阻阻值不同，但电路结构大同小异。
此文章中我们练习以微安计（电流计）为显示器的万用表的设计与组装，并且只限于直流电流，直流电压，电阻和交流电压4种功能。
上述4种功能如果分开孤立地设计则很容易。设计直流电流计就是计算分流电阻 之值；直流电压计就是计算串联电阻R′计就是直流电压计加一直流电源，当在此欧姆计两端A，B接入一电阻 Rx，表头指针将偏转，而且偏转大小和Rx有关，即从表头指针偏转的大小可以测量Rx值。交流电压计是直流电压计加入整流电流构成。
画图流下：
实用万用表不是孤立的各功能电路的简单组合，而且从减少元件简化电路的角度设计的综合电路。
1.直流电流档的设计
万用表的直流电流档分流电阻都是闭路抽头式。为了设计时计算的便利设定电 流计内阻Rg和串联电阻 R0之和为3KΩ ，并用 Rm来表示，即：
Rm= Rg + R0 =3KΩ 。
又设定R1 ，R2，R3 ， RT之和为3K Ω，用来Rs 表示，即：
Rs = R1 + R2 + R3 + RT=3K Ω
（1）设图中表头的量限为IO=300μA，现在设计将量限扩大为50mA，5mA和0.5mA；从（a）图中可以看出，对于量限为50mA的设计，在于算出电阻R1之值，其电路又可绘成为如（b）的电路图，这时通过表头的电流如为满量程l0 ，则另一支路，即通过 的电流为0.05A—l0 ，于是
〖TPP4.TIF，+59mm。50mm，BP#〗
（b）图是直流电流档的设计（300μA→50mA）表头的量限为 l0=300μA=3×10-4A=0.3mA；
Rm + R0=6000Ω；
所以，电流变换为50mA的电路方程如下l0： （ Rm + R0 - R1）=（0.05-l0 ） 解出得为 R1=36Ω。
（2）设计5mA档可有用下面的电路；参照对R1的计算可以（ R1+ R2），由于 R1为一知所以可求得 R2；
300μA→5mA
下面可以求出： l0 [Rm+ RS-（ R1+R2 ）]=（0.005-I0）（ R1+R2）
解出得为 R2 =324 Ω；
（3）设计0.5mA挡可有用下面电路图；
叁照对 R1，R2 的计可以求出（ R1+ R2 + R3），由于R1 ， R2为已知，所以可求得 R3；
300μA→0.5mA
电路变换为0.5mA的电路方程如下：
l0 [Rm+ RS-（ R1+R2+R3 ）]=（0.005-l0 ）（ R1+R2+R3）
R3=3.24KΩ =3240Ω ；
2.直流电压档的设
万用表的直流电压档则是用闭路抽头式的电流表为“等效表头”，再串联分压电路。电路图如图所示：
测量电压的电路是，由于 Rm， RS已设定，因而在此是计算R4 ，R5 和R6 ，之值。对2.5V档可绘出下面电路图。当表头中电流为满量程l0 时，另一分支的电流也应为l0 ；
300μA→2.5V
对同样的方法分析电路，测量2.5 v 的电路是如下： U=U0+U1
， 因为U0 =（ Rg+ R0）l0 所以 U0=3000×3×10-4 =0.9V
即： U=U0+U1 ， U=（Rg+ R0） l0 + R4 l0 ， R4=5.3KΩ =5333 Ω
我们需要的电阻 R4为5333 Ω
（2）设计5V档可用算出下面电路图；
叁照对R4的值计算可以求出 R5：
300μA→5V
3. 总结
有上面内容可以看到：300μA 电流表的测量范围改成测量0.5mA，5mA，50mA 电流的电流表和测量2.5V，5V，50V电压的电压表所需要电阻为：
R1=36Ω ， R2=324Ω ， R3=3240Ω ， R4=5333Ω ， R5=8333 Ω R6=150000 =150KΩ；
这个电路是我们设计出的很简单的万用电表电路。
如果我们相还不同量程范围的万用电表的话，能设计比较完整的万用电表电路。
参考文献
[1] 杨述武 ，杨介信， 陈过英， 普通物理实验（电磁学） （高等教育出版社 ） 2005年4月 106-107页.
[2] 林抒，龚镇雄，普通物理实验，（人民教育出版社 ） 1981年9月 215页.
【关键词】电流；电压；电阻值
Three gear design current， voltage three simple multimeter
Mi er ka mi li jiang·ru ze，A bu du ke re yi mu·a bu du ke re mu
【Abstract】In this article， 300 mu of A current meter measurement range， change it to measuring 0.5 mA， mA， mA 50 current current meter and measure 2.5 V， 5 V， 50 V voltage of the voltage meter， promote the measurement to explore， lets the student finished is the use of instruments， improve the students' interest in the lab， let the students to be independent inquiry ability.
【Key words】Current； Voltage； Resistance value
引言
最大测量范围为300μA 电流表改为测量范围0.5mA，5mA，50mA 和测量2.5V，5V，50V的电流表和电压表所需要电阻是多少为方程而解出。为了解出把平联才能达到测出电流目的，电路上串联电阻而能达到测出电压目的，这对电路研究方面，测出电压，电流有重要的意义。
万用表是一种多功能，多量程，多用途电子测量仪器。它在实验室常用的一种电学仪表。
万用表可以测量多种电学量，如；直流电压，直流电流，电阻，交流电压及交流电流等还可以检查电路和排除电路故障。而且量程多，结构简单紧凑，携带方便，但准确度低，不适用于精密测量。
万用表一般包含安培计，电压表，欧姆计等功能。有的万用表还增加检测晶体管特性等功能。由于它的功能较多，在实验调试，故障检查工作中使用非常方便。
万用表主要由磁电型测量机构（亦称表头）和转换开关控制的测量电路组成。此外数字显示的数字式万用表现在也逐渐增多。实际上它是根据改装电表的原理，将一个表头分别连接各种测量电路而改成量程的电流表，电压表，及欧姆表，是既能测量直流还能测量交流的复合表。
万用表的结构： 它们合用一个表头，表盘上有相应于测量各种量的几条表度尺。表头用以指示被测量的数值，测量线路的作用是将各种被测量转换到适合表头测量的直流微小电流，转换开关实现对不同测量线路的选择，以适应各种测量的要求。电表的表盘上按表的功能有各种不同的刻度，以指示相应的值，如：电流值，电压值，（有交，直流之分）及电阻值等。
对于某一测量的内容一般分成大小不同的几档，测量电阻时每档标明不同的倍率。每档表明的是它相应的量限，既使用该档测量时所允许的最大值，而各种量，各种不同的量限所对应的测量电路均通过转换开关实现和表头的连接。所以测量时可通过转换开关实现对不同测量测量线路的选择，以适应各种测量的要求。各种不同型号的万用电表扩程电阻阻值不同，但电路结构大同小异。
此文章中我们练习以微安计（电流计）为显示器的万用表的设计与组装，并且只限于直流电流，直流电压，电阻和交流电压4种功能。
上述4种功能如果分开孤立地设计则很容易。设计直流电流计就是计算分流电阻 之值；直流电压计就是计算串联电阻R′计就是直流电压计加一直流电源，当在此欧姆计两端A，B接入一电阻 Rx，表头指针将偏转，而且偏转大小和Rx有关，即从表头指针偏转的大小可以测量Rx值。交流电压计是直流电压计加入整流电流构成。
画图流下：
实用万用表不是孤立的各功能电路的简单组合，而且从减少元件简化电路的角度设计的综合电路。
1.直流电流档的设计
万用表的直流电流档分流电阻都是闭路抽头式。为了设计时计算的便利设定电 流计内阻Rg和串联电阻 R0之和为3KΩ ，并用 Rm来表示，即：
Rm= Rg + R0 =3KΩ 。
又设定R1 ，R2，R3 ， RT之和为3K Ω，用来Rs 表示，即：
Rs = R1 + R2 + R3 + RT=3K Ω
（1）设图中表头的量限为IO=300μA，现在设计将量限扩大为50mA，5mA和0.5mA；从（a）图中可以看出，对于量限为50mA的设计，在于算出电阻R1之值，其电路又可绘成为如（b）的电路图，这时通过表头的电流如为满量程l0 ，则另一支路，即通过 的电流为0.05A—l0 ，于是
〖TPP4.TIF，+59mm。50mm，BP#〗
（b）图是直流电流档的设计（300μA→50mA）表头的量限为 l0=300μA=3×10-4A=0.3mA；
Rm + R0=6000Ω；
所以，电流变换为50mA的电路方程如下l0： （ Rm + R0 - R1）=（0.05-l0 ） 解出得为 R1=36Ω。
（2）设计5mA档可有用下面的电路；参照对R1的计算可以（ R1+ R2），由于 R1为一知所以可求得 R2；
300μA→5mA
下面可以求出： l0 [Rm+ RS-（ R1+R2 ）]=（0.005-I0）（ R1+R2）
解出得为 R2 =324 Ω；
（3）设计0.5mA挡可有用下面电路图；
叁照对 R1，R2 的计可以求出（ R1+ R2 + R3），由于R1 ， R2为已知，所以可求得 R3；
300μA→0.5mA
电路变换为0.5mA的电路方程如下：
l0 [Rm+ RS-（ R1+R2+R3 ）]=（0.005-l0 ）（ R1+R2+R3）
R3=3.24KΩ =3240Ω ；
2.直流电压档的设
万用表的直流电压档则是用闭路抽头式的电流表为“等效表头”，再串联分压电路。电路图如图所示：
测量电压的电路是，由于 Rm， RS已设定，因而在此是计算R4 ，R5 和R6 ，之值。对2.5V档可绘出下面电路图。当表头中电流为满量程l0 时，另一分支的电流也应为l0 ；
300μA→2.5V
对同样的方法分析电路，测量2.5 v 的电路是如下： U=U0+U1
， 因为U0 =（ Rg+ R0）l0 所以 U0=3000×3×10-4 =0.9V
即： U=U0+U1 ， U=（Rg+ R0） l0 + R4 l0 ， R4=5.3KΩ =5333 Ω
我们需要的电阻 R4为5333 Ω
（2）设计5V档可用算出下面电路图；
叁照对R4的值计算可以求出 R5：
300μA→5V
3. 总结
有上面内容可以看到：300μA 电流表的测量范围改成测量0.5mA，5mA，50mA 电流的电流表和测量2.5V，5V，50V电压的电压表所需要电阻为：
R1=36Ω ， R2=324Ω ， R3=3240Ω ， R4=5333Ω ， R5=8333 Ω R6=150000 =150KΩ；
这个电路是我们设计出的很简单的万用电表电路。
如果我们相还不同量程范围的万用电表的话，能设计比较完整的万用电表电路。
参考文献
[1] 杨述武 ，杨介信， 陈过英， 普通物理实验（电磁学） （高等教育出版社 ） 2005年4月 106-107页.
[2] 林抒，龚镇雄，普通物理实验，（人民教育出版社 ） 1981年9月 215页.