制作自己的万用表
零件和材料
- 灵敏的仪表运动（Radio Shack 目录 # 22-410）
- 选择开关，单刀，多掷，先断后合（Radio Shack 目录号 # 275-1386 是一个 2 刀 6 位置装置，效果很好）
- 多圈电位器，PCB 安装（Radio Shack 目录 # 271-342 和 271-343 分别是 15 圈、1 kΩ 和 10 kΩ“微调”装置）
- 各种电阻器，最好是高精度金属膜或绕线型电阻器（Radio Shack 目录 # 271-309 是各种金属膜电阻器，公差为 +/- 1%）
- 塑料或金属安装盒
- 三个“香蕉”插孔式接线柱或其他终端硬件，用于连接到电位计电路（Radio Shack 目录号 # 274-662 或同等产品）
仪表中最重要和最昂贵的组件是机芯 ：实际的针尺机制，其任务是将电流转换为机械位移，从而可以在视觉上进行解释。
理想的仪表运动物理上较大（为了便于查看）并且尽可能灵敏（需要最小的电流来产生指针的全刻度偏转）。
高质量的仪表机芯价格昂贵，但 Radio Shack 的一些质量可以接受，而且价格合理。
零件清单中推荐的型号作为电压表出售，范围为 0-15 伏，但实际上是毫安表，单独包含一个量程（“倍增器”）电阻器。
购买一个便宜的模拟仪表并单独为仪表移动而拆卸它可能会更便宜。
虽然破坏一个可以工作的万用表以获得自己制造的零件的想法可能会适得其反，但这里的目标是学习 , 不是仪表功能。
我无法为此实验指定电阻值，因为这些取决于特定的仪表移动和所选的测量范围。
务必使用高精度定值电阻，不要使用碳素电阻。
即使您碰巧找到了合适值的碳成分电阻器，这些值也会因老化和温度波动而随时间变化或“漂移”。
当然，如果您不关心此仪表的长期稳定性，而只是为了学习体验而构建它，那么电阻精度无关紧要。
交叉引用
电路课程 ，第 1 卷，第 8 章：“直流计量电路”
学习目标
- 展示电压表的设计和使用
- 展示电流表的设计和使用
- 变阻器范围限制
- 校准理论与实践
- 焊接实践
原理图
插图
说明
首先，您需要确定仪表运动的特征。最重要的是要知道满量程偏转 以毫安或微安为单位。
要确定这一点，请将仪表运动、电位计、电池和数字电流表串联。
调整电位计，直到仪表运动完全偏转至满量程。读取电流表的显示以找到满量程电流值：
小心不要在仪表机芯上施加过大的电流，因为机芯是非常敏感的设备，很容易被过电流损坏。
大多数仪表运动的满量程偏转电流额定值为 1 mA 或更小，因此请选择一个足够高的电位计值以适当限制电流，然后将电位计调至最大电阻开始测试。机芯的满量程电流额定值越低，它就越灵敏。
在确定您的万用表机芯的满量程额定电流后，您必须准确测量其内阻。
为此，请从之前的测试电路中断开所有组件，并将您的数字欧姆表连接到仪表移动端子上。
将此电阻值与上一程序中获得的满量程电流值一起记录。
也许这个项目最具挑战性的部分是确定适当的范围电阻值并以变阻器网络的形式实现这些值。
第 1 卷第 8 章（“计量电路”）中概述了计算，但此处提供了一个示例。
假设您的仪表机芯的满量程额定值为 1 mA，内阻为 400 Ω。
如果我们想确定必要的范围电阻（“Rmultiplier”）以使该运动的范围为 0 到 15 伏，我们必须将 15 伏（总施加电压）除以 1 mA（满量程电流）以获得电压表的总探针到探针电阻（R=E/I）。
对于此示例，总电阻为 15 kΩ。从这个总电阻图中，我们减去机芯的内阻，为量程电阻值留下 14.6 kΩ。
产生 14.6 kΩ（可调）的简单变阻器网络将是一个 10 kΩ 电位器与一个 10 kΩ 固定电阻器并联，并与另一个 10 kΩ 固定电阻器串联：
选择开关的一个位置直接连接黑色Common之间的仪表运动 接线柱和红色V/mA 绑定帖。
在这个位置，仪表是一个灵敏的电流表，其量程等于仪表运动的满量程额定电流。
开关的最远顺时针位置将机芯的正极 (+) 端子与任一红色接线柱断开，并将其直接短接到负极 (-) 端子。
这通过将仪表与红色测试探头隔离来保护仪表免受电气损坏，并“阻尼”指针机构以进一步防止机械冲击。
大电流电流表功能所需的分流电阻（Rshunt）需要是低阻单元，功耗大。
你绝对不会 为此使用任何 1/4 瓦的电阻器，除非您将几个较小的电阻器并联组合形成一个电阻网络。
如果您打算使用超过 1 安培的电流表量程，我建议使用一根粗线或什至是一块薄薄的金属片作为“电阻器”，适当地归档或开槽以提供恰到好处的电阻。
要校准自制的分流电阻器，您需要将万用表组件连接到已校准的大电流源，或与数字电流表串联的大电流源以供参考。
使用小金属锉刀削去分流线的厚度，或小心地在金属板上切开小口。
你的分流器的阻力会随着锉刀的每一次行程而增加，导致仪表运动偏转更强烈。
请记住，您始终可以以越来越慢的步骤（文件笔划）接近精确值，但您不能“倒退”并减少 分流电阻！
首先在面包板上构建万用表电路，同时确定适当的范围电阻值，并在那里进行所有校准调整。
对于最终构造，将组件焊接到印刷电路板上。
为方便起见，Radio Shack 出售与面包板具有相同布局的印刷电路板（目录 # 276-170）。随意更改显示的组件布局。
我强烈建议您将电路板和所有组件安装在坚固的盒子中，以确保仪表经久耐用。
尽管该万用表存在局限性（无电阻功能，无法测量交流电，精度低于大多数购买的模拟万用表），但它是辅助学习基本仪器原理和电路功能的绝佳项目。
如果在万用表中添加放大器电路，则可以使用许多相同的部件来构建更准确、更通用的万用表，因此请保存这些部件和零件以备后用！
相关工作表：
- 基本电流表使用工作表
- 基本电压表使用工作表
- 设计项目：电压表工作表
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