专利名称：一种特高灵敏度指针式万用表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及仪器仪表领域，特别是一种特高灵敏度的指针式万用表。
背景技术：
指针式万用表(如上海自行研发的MFlO指针式万用表)是应用广泛的测量仪器， 它的优点是1、测量电流、电压时无需外加电源；2、测量结果一目了然，特别是测量高阻值电阻，无需像数字表一样要等待一段时间数字才能较稳定，它直观、形象的读数指示，是数字表无法取代的；3、结构简单，成本较低，经久耐用，维修简便。4、测量变电量时有趋向性， 不像数字表那样是杂乱无章的数字；5、过流过压能力强；6、输出电压高电流大，测特殊元件方便等。然而，几十年时间里指针式万用表的发展几乎停滞不前；究其原因，主要是指针式万用表有一瓶颈制约了它的发展，即提高灵敏度的同时又提高了电压降。对万用表来说，灵敏度越高越好，电压降越低越好，这是优质万用表的先决条件。常规的万用表对灵敏度和电压降两方兼顾，从而就有1、电压灵敏度低，普通指针式万用表DCV档的电压灵敏度一般为涨Ω/V-10K Ω/V，高档指针式万用表20Κ Ω/V，MFlO达100Κ Ω/V，这对测量高内阻的电压是很不利的；2、电流档满刻度压降大，有0. 3V的，有0. 5V的，如500型满刻度压降达 0.75V，这对低电压时测电流很不准；3、电阻档测量范围小，从几百K Ω到几M Ω不等。
发明内容本实用新型的目的是克服上述背景技术中的不足，提供一种指针式万用表的改进，该万用表应具有灵敏度高，电压降小，结构简单，使用方便的特点。为实现以上目的，本实用新型采用了以下的技术方案一种特高灵敏度指针式万用表，包括外壳、指针、两个探针、换挡开关、表头以及换挡电路，其特征在于所述的万用表还设有一个直流信号放大电路，该直流信号放大电路包括依序连接的以下电路用于放大万用表的表头电流的放大电路、对所述放大电路提供工作电压的电源转换电路、稳压电路、延时关机电路；所述延时关机电路的输入端与电池连接，所述放大电路的输出端与所述表头串联。所述延时关机电路包括第一运算放大器IC1、三极管Ζ1、双刀双掷开关K ；所述双刀双掷开关的两把闸刀中，其中一把闸刀接9V叠层电池的正极，另一把闸刀通过一电容C 连接9V叠层电池的负极，双刀双掷开关的一对接线柱串联；另一对接线柱的负极接线柱通过电阻Rl与9V叠层电池的负极电连接，并且与所述第一运算放大器的同相输入端电连接， 正极接线柱通过电阻R3与所述第一运算放大器的反相输入端电连接，并且该正极接线柱还与所述三极管的发射极电连接；所述三极管的基极与所述第一运算放大器的输出端电连接，集电极与所述稳压电路电连接；所述第一运算放大器的反相输入端通过电阻R2与所述 9V叠层电池的负极电连接，负电源端连接所述9V叠层电池的负极，正电源端与所述三极管的集电极电连接，并且该正电源端通过一个二极管D1与所述负极接线柱电连接。[0008]所述稳压电路包括一个三端稳压集成器IC4，该三端稳压集成器的输入端与所述三极管的集电极电连接，输出端与所述电源转换电路电连接，公共端与所述9V叠层电池的负极电连接。所述电源转换电路由第二运算放大器IC2、电阻R4、R5组成，所述第二运算放大器的正相输入端分为两路，一路串联所述电阻R5后，分别与所述9V叠层电池的负极、以及所述放大电路电连接，另一路串联所述电阻R4后，分别与所述三端稳压集成器的输出端、以及所述放大电路电连接；所述第二运算放大器的反相输入端与其输出端串联后接地，并且该反相输入端与所述表头的负极电连接。所述放大电路包括第三运算放大器IC3、电阻R6、R7、R8，所述第三运算放大器的正相输入端与所述换挡电路电连接，反相输入端分为两路，一路通过所述电阻R7与所述第二运算放大器的输出端电连接，另一路通过所述电阻R8与第三运算放大器的输出端电连接，第三运算放大器的负电源端与所述9V叠层电池的负极电连接，正电源端与所述三端稳压集成器的输出端电连接；所述电阻R6并联在所述第三运算放大器的正相输入端和所述第二运算放大器的输出端之间。所述第三运算放大器的输出端与所述表头的正极之间串联有一个作为满刻度微调旋钮的可调电阻R9。本实用新型的使用原理是利用第三运算放大器IC3完成直流信号放大，即将普通指针表的表头电流(200-40 μ Α)放大到1 μ A满刻度，甚至0. 5 μ A满刻度，从而提高了普通指针表的电压灵敏度，使指针式万用表能与数字万用表表相媲美；第二运算放大器IC2 通过电阻R4、R5分压，为第三运算放大器IC3提供工作电压；延时关机电路完成自动延时关机，以便延长9V叠层电池的使用寿命；三端稳压集成器IC4对电路起稳压作用，使第三运算放大器IC3工作更稳定。本实用新型其余部分的工作原理与常规指针式万用表类似。本实用新型的有益效果是本实用新型在常规指针式万用表的基础上，增设了一个直流信号放大电路，使得指针式万用表的灵敏度大大提升。同时，直流电压档的灵敏度不受表头电压、电流、内阻的限制，DCV的灵敏度可随意设定；而且只要选用合适的电阻(m Ω 级)，直流电流档的压降值也可以随意设定。此外，本实用新型的改进电路完全可以与常规万用表的电路制作在同一块电路板上，结构简单，使用方便，生产也比较容易。
图1是本实用新型的电路原理示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图，对本实用新型作进一步说明，但本实用新型并不局限于以下实施例。如图1所示，本实用新型所述的一种特高灵敏度指针式万用表，与常规指针式万用表类似的外壳、指针、探针、换挡开关、表头5以及换挡电路A(图中用虚线框所示)，为使图面整洁，图中外壳、指针、两个探针、换挡开关均予以省略不画，所述换挡电路中各零部件的连接关系以及工作原理均不作详细介绍，所述的两个探针分别插在换挡电路的正、负插孔中。[0017]为了提高指针式万用表的灵敏度、同时不影响万用表的压降，本实用新型在常规指针式万用表的基础上增设了一个直流信号放大电路B(图中用虚线框所示)。如图1所示，该直流信号放大电路包括依序连接的以下电路用于放大万用表的表头电流的放大电路1 (图中用虚线框所示)、对所述放大电路提供工作电压的电源转换电路2 (图中用虚线框所示)、稳压电路3 (图中用虚线框所示)、延时关机电路4(图中用虚线框所示)；所述延时关机电路的输入端与直流电源连接(本实用新型中采用9V层叠电池)，所述放大电路的输出端与所述表头串联。如图所示，所述延时关机电路包括第一运算放大器IC1、三极管Z1、双刀双掷开关 K;所述双刀双掷开关的两把闸刀中，其中一把闸刀的静触点接9V叠层电池的正极，另一把闸刀的静触点通过一电容C连接9V叠层电池的负极(所述电容C起储能作用，当电源断开时，电容C充电，开关合上使电路延时一定时间)，双刀双掷开关的一对关闭触点串联；正电源动触点与所述三极管的发射极连接，电容正端动触点与ICl的同相输入端连接；所述第一运算放大器的反相输入端通过电阻R3、R2分压获得电压，同相输入端接Rl到负电源端；所述三极管的基极与所述第一运算放大器的输出端电连接，集电极与所述稳压电路电连接；ICl的负电源端连接所述9V叠层电池的负极，正电源端与所述三极管的集电极电连接，ICl的同相输入端还通过一个二极管Dl和IC4的输入端连接，并与ICl的U+连接。所述稳压电路包括一个三端稳压集成器IC4(常规元器件，可外购获得，其工作原理不作详细介绍)，该三端稳压集成器的输入端与所述三极管的集电极电连接，输出端与所述直流放大电路IC3和电源转换电路IC2连接，公共端与所述9V叠层电池的负极电连接。所述电源转换电路由第二运算放大器IC2、电阻R4、R5组成，所述第二运算放大器的正相输入端分为两路，一路串联所述电阻R5后，分别与所述9V叠层电池的负极、以及所述放大电路电连接，另一路串联所述电阻R4后，分别与所述三端稳压集成器的输出端、以及所述放大电路电连接；所述第二运算放大器的反相输入端与其输出端并联后接地，并且该反相输入端与所述表头的负极电连接。所述放大电路包括第三运算放大器IC3、电阻R6、R7、R8，所述第三运算放大器的正相输入端与所述换挡电路电连接(常规换挡电路直接与表头串联，本实用新型中，换挡电路与第三运算放大器的正相输入端电连接)，反相输入端分为两路，一路通过所述电阻 R7与所述第二运算放大器的输出端电连接，另一路通过所述电阻R8与第三运算放大器的输出端连接，第三运算放大器的负电源端与所述9V叠层电池的负极电连接，正电源端与所述三端稳压集成器的输出端连接；所述电阻R6并联在所述第三运算放大器的正相输入端和所述第二运算放大器的输出端之间。所述第三运算放大器的输出端与所述表头的正极之间串联有一个作为满刻度微调旋钮的可调电阻R9。所述满刻度微调旋钮安装在万用表的外 ^zC 上 ο所述第一运算放大器、第二运算放大器可分别选用独立的运算放大器，也可利用双运放的两个运放模块代替，具体根据实际情况确定。本实用新型中的所有元器件均可外购获得。本实用新型中所述的电阻可选用误差为的常规金属膜电阻，推荐使用误差为1%。的常规金属膜电阻以提高本实用新型的精度，使本实用新型的误差小于0. 5%。本实用新型的主要技术性能如下[0025]DCV :50mV/0. 5V/2. 5V/1OV (1M Ω / V) /50V (2OOK Ω /V) /250V (2OK Ω / V) 1000V(10KQ/V)；DCA :1 μ A /10 μ A /100 μ A /ImA /IOmA /IOOmA /1Α/10Α (压降 O. 05V)；ACV :5V /50V /500V (ΙΟΚΩ/V)；Ω :Χ1/Χ10/Χ100/Χ1Κ /XlOOK /ΧΙΜΩ ；ACA :50mA /500mA/5A 。C :xln /xlOn/xlOOn/xl μ F (不必夕卜力口交流电)该表试验，连续开机8小时，温漂可忽略不计，精度不变，工作稳定。
权利要求1.一种特高灵敏度指针式万用表，包括外壳、指针、两个探针、换挡开关、表头(5)以及换挡电路(A)，其特征在于所述的万用表还设有一个直流信号放大电路(B)，该直流信号放大电路包括依序连接的以下电路用于放大万用表的表头电流的放大电路(1)、对所述放大电路提供工作电压的电源转换电路O)、稳压电路(3)、延时关机电路(4)；所述延时关机电路的输入端与电池连接，所述放大电路的输出端与所述表头串联。
2.根据权利要求1所述的一种特高灵敏度指针式万用表，其特征在于所述延时关机电路包括第一运算放大器IC1、三极管Z1、双刀双掷开关K ；所述双刀双掷开关的两把闸刀中，其中一把闸刀接9V叠层电池的正极，另一把闸刀通过一电容C连接9V叠层电池的负极，双刀双掷开关的一对接线柱串联；另一对接线柱的负极接线柱通过电阻Rl与9V叠层电池的负极电连接，并且与所述第一运算放大器的同相输入端电连接，正极接线柱通过电阻 R3与所述第一运算放大器的反相输入端电连接，并且该正极接线柱还与所述三极管的发射极电连接；所述三极管的基极与所述第一运算放大器的输出端电连接，集电极与所述稳压电路电连接；所述第一运算放大器的反相输入端通过电阻R2与所述9V叠层电池的负极电连接，负电源端连接所述9V叠层电池的负极，正电源端与所述三极管的集电极电连接，并且该正电源端通过一个二极管Dl与所述负极接线柱电连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种特高灵敏度指针式万用表，其特征在于所述稳压电路包括一个三端稳压集成器IC4，该三端稳压集成器的输入端与所述三极管的集电极电连接，输出端与所述电源转换电路电连接，公共端与所述9V叠层电池的负极电连接。
4.根据权利要求3所述的一种特高灵敏度指针式万用表，其特征在于所述电源转换电路由第二运算放大器IC2、电阻R4、R5组成，所述第二运算放大器的正相输入端分为两路，一路串联所述电阻R5后，分别与所述9V叠层电池的负极、以及所述放大电路电连接， 另一路串联所述电阻R4后，分别与所述三端稳压集成器的输出端、以及所述放大电路电连接；所述第二运算放大器的反相输入端与其输出端串联后接地，并且该反相输入端与所述表头的负极电连接。
5.根据权利要求4所述的一种特高灵敏度指针式万用表，其特征在于所述放大电路包括第三运算放大器IC3、电阻R6、R7、R8，所述第三运算放大器的正相输入端与所述换挡电路电连接，反相输入端分为两路，一路通过所述电阻R7与所述第二运算放大器的输出端电连接，另一路通过所述电阻R8与第三运算放大器的输出端电连接，第三运算放大器的负电源端与所述9V叠层电池的负极电连接，正电源端与所述三端稳压集成器的输出端电连接；所述电阻R6并联在所述第三运算放大器的正相输入端和所述第二运算放大器的输出端之间。
6.根据权利要求5所述的一种特高灵敏度指针式万用表，其特征在于所述第三运算放大器的输出端与所述表头的正极之间串联有一个作为满刻度微调旋钮的可调电阻R9。
专利摘要本实用新型涉及一种特高灵敏度的指针式万用表。所要解决的技术问题是提供的万用表应具有灵敏度高，电压降小，结构简单，使用方便的特点。技术方案是一种特高灵敏度指针式万用表，包括外壳、指针、两个探针、换挡开关、表头以及换挡电路，其特征在于所述的万用表还设有一个直流信号放大电路，该直流信号放大电路包括依序连接的以下电路用于放大万用表的表头电流的放大电路、对所述放大电路提供工作电压的电源转换电路、稳压电路、延时关机电路；所述延时关机电路的输入端与电池连接，所述放大电路的输出端与所述表头串联。
文档编号G01R15/12GK202033399SQ20112010159
公开日2011年11月9日 申请日期2011年4月7日 优先权日2011年4月7日
发明者郑关联 申请人:郑关联