·４４· 科技论坛 万用表电阻档电路的ｍｕｌｔｉｓｉｍ仿真研究 甘永双 （辽宁铁道职业技术学院，辽宁锦州１２１０００） 摘要：万用表是一种常用的多用途的电工测量仪表，它可测量直流电流、直流电压，交流电压、电阻等电学参量。作为高校电工基础实训，大 多把组装ＭＦ４７型指针式万用表作为实训项目，提高学生动手实作的能力；但万用表电阻档电路原理比较复杂，并且测量时还需要调零，本文基 于ｍｕｈｉｓｉｍ电子电路仿真软件解析万用表电阻档电路，对７Ｙ，￣Ｉ表中值电阻加深理解，进而为将来学习机车电传动电路打下扎实的基础。 关键词：电阻档；中值电阻；仿真；Ｍｕｈｉｓｉｍ １ Ｍｕｌｔｉｓｉｍ的功能 随着计算机技术飞速发展，美国ＮＩ公司随之提出了崭新的理念： “把实验室装进Ｐｃ机中”“软件就是仪器”，计算机既可以进行电路设计 和辅助分析，又可以在教学中进行仿真应用，代替了实物电路使用，大 大减轻验证阶段的工作量；其强大的实时交互性、信息的集成ｌ生和生动 直观陛，为电子专业教学创设了良好的平台，极大地激发了学生的学习 兴趣，能够突出教学重点、突破教学难点。Ｍｕｈｉｓｉｍ软件是—个专门用于 电子线路仿真与设计的ＥＤＡ工具软件。作为Ｗｉｎｄｏｗｓ下运行的个人 桌面电子设计工具，Ｍｕｈｉｓｉｍ是—个完整的集成化设计环境。Ｍｕｈｉｓｉｍ 计算机仿真与虚拟仪器技术可以很好地解决理论教学与实际动手实验 相脱节的这一问题，即提高了学生学习的积殴性，也对教师的教学起到 了极大的促进作用，为学生的自主学习搭建了更为完美的平台。 ２万用表电阻档电路原理 图２ 指针式万用表主要由表头、档位转换开关、测量线路板、面板等组 成，其基本原理是利用一只灵敏的磁电式电流表（微安表）做表头，当微 小电流通过表头，就会有电流知识，但表头不能通过大电流，所以，必须 在表头匕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ｍ。其量限多、分档细、灵敏度高、体积轻巧、性能稳定、过 载保护可靠、读数清晰、使用方便。其电阻档基本原理（图１）是在表头上 并联和串联适当的电阻，同时串接一节电池，使电流通过被测电阻，根 据电流的大小，就可测量出电阻值。改变分流电阻ＲＰ的阻值，就能改变 电阻的量程。图１中ｖ 为直流电源，Ｒ 为直流电流测量电路中最小量程 档分流电阻，Ｒｘ为被测电阻。当ａ、ｂ两端短路时，调节可变电阻Ｒ可使 表头指针达到满偏。则Ｉ＝Ｖｓ／Ｒｍ （１） 式中Ｒ 为综合内阻，称为中值电阻，５：／Ｊ＇为： ＋ 盘Ｌｆ 嚣— 一习 扫 —Ｊ— ｖ ｌ｝ 图３ １６．５Ｋ，１６５Ｋ。 图４ １０，Ｒ×１００，Ｒ Ｘ １Ｋ，Ｒ Ｘ １０Ｋ各挡中值电阻为１６５Ｑ，１．６５ｋｎ， ３基于ｍｕｌｔｉｓｉｍ的电阻档仿真研究 根据ＭＦ一４７型万用表电阻档电路原理图３，利用ｍｕｈｉｓｉｍ建立如 图所示仿真电路。该仿真电路（图４）表头用虚拟万用表的电流档代替， 和表头并联，Ｄ Ｄ 为两反并联的二极管，对表头起保 Ｒｘ＝０时，Ｉ ＝Ｌ表头指针达到满偏，该点为欧姆表的零值刻度； Ｒ，为滑动变阻器，电容在电表电路断开时，起到保护表针的作用，电阻起到限流 Ｒｘ＝Ｒｍ时，Ｉ ＿（１／２）Ｌ表头指针偏转到表盘的中心位置；Ｒｘ＝２Ｒｍ时，Ｉ ＝ 护作用，改变其中的电阻值，即可改变电表的量程。用虚拟万用表的欧姆 （１／３）１，表头指针偏转到表盘的１，３位置；Ｒ ＝ｏ。时，Ｉ ＝ｑ表头指针不偏 作用，转，该点为欧姆表的。。刻度。不同Ｒｘ值时，指针偏转隋况如图２所示 测量电表的中值电阻（图４电路中的电源撤掉，接虚拟万用表），可直接 图４中Ｒ４阻值为１７＿３ｋｎ，经测量中值电阻为１６．５ｋｎ。 因此欧姆表量程的设计都以中心刻度为准，然后分别求出相当于各个 测出中值电阻， ｋＱ挡。更换不同的阻值，可以分别测 被测电阻Ｒ 的刻度值。根据上述推理，欧姆表的刻度应该是从零到无 由前面的理论学习可知应是×１ 穷大，一个量程就能包括所有阻值，可是实际隋况并非如此，从公式（２） 出各档的中值电阻。结束语 可看出Ｉ 与Ｒｘ为非线ｌ生关系，当Ｒｘ＞＞Ｒｍ时，Ｉ 基本上不随Ｒｘ的变 通过对万用表电阻档电路的仿真研究，学生们加深了对万用表电 换而变化，其阻值无法精确地读出，就会造成很大的读数误差。只有Ｒｘ 动手能力得到了提高，学习兴趣也激发出来了，这时 在１０Ｒｍ至０．１Ｒｍ范围内测量时才较准。由此我们知道，—个量程是测 阻档电路的理解，量不出多级别阻值的电阻的。根据式（２），要改变量程就必须改变使表 非常想亲自动手组装万用表了。这对实际组装万用表起到了很好的铺 头产生１／２满刻度偏转的中值电阻Ｒｍ。为了使欧姆表在各量程能共用 垫。职业教育专家姜大源谈职业教育指出：在职业教育面向人人的时 职业教育的受众，更多的可能是以形象思维为主的青少年。不善于 个电阻刻度线，一般都以（ＲＸ １）为基础，采用ｌ０的整数倍来扩大量 代，当ａ、ｂ两端接上被测电阻Ｒｘ后，则电路中的电流将相应减少，其值 ，＝去＝＋ ＋ ， （（）２） 一而乐于在具体隋境或氛围中通过“行动”来学习日。作为高 程，Ｒ Ｘ １，Ｒ Ｘ １０，Ｒ Ｘ １００，Ｒ×１Ｋ，Ｒ×１０Ｋ等，其方法是将各档的中值电 用符号去思考，为学生创建更加的学习氛围或情境，应该继续努力。 阻Ｒｍ提高相应的倍率即可，另一方面，由式（１）可看出用提高电源电压 职院校的教师，参考文献 的方法也可增大中值电阻Ｒｍ，从而使量程扩大。由以上分析可知，用电 １１张庆芳，黄英．ＭＦ４７型万用表电阻档电路的分析与仿真硼．高等函授学 阻档测电阻时，电阻大小与电流为非线性关系。每次使用万用表测电阻 『２０１２，９． 时其内阻都可能发生变化（电池内阻变化、可调电位器位置变化），都需 报，中国职业教育改革与发展建言：措施与创新叨．职业技术教育， 要进行调零，并且换挡后中值电阻不同了，还需要进行调零。ＭＦ４７型万 姜大源． 用表欧姆档电路如图示，Ｒ×１挡中值电阻为１６－５ｎ，可以推算出Ｒ Ｘ ２０１１．２８．作者简介：甘永双（１９７２一），辽宁锦州人，辽宁铁道职业技术学院教师，职称：讲师，研究方向：电工电子技术。
