本文介绍的毫伏表表头过载保护器可解决上述的问题。这种过载保护器具有以下特点：(1)对测试信号无影响；(2)无需拆开毫伏表，对毫伏表电路无影响；(3)在表针指示超出表头最大指示值且指针尚未到达限位柱时进行保护，未超过最大指示值时不动作；(4)测量时不附加任何动作。
　　工作原理

　　在毫伏表后板都有一“表头监视电压”输出端，此端输出电压与表头指针指示成正比，波形与被测量信号相同，表头满量程时监视输出电压值在毫伏表说明书中能查到，如无说明书，找一幅度可调的正弦波信号发生器(频率在毫伏表有效频率范围内)输出连接至毫伏表通道I输入端，将后板上表头监视电压输出I接至毫伏表通道II输入端，设置合适量程，调节信号发生器幅度至毫伏表通道I指针刚好指到表头满量程位置，此时通道II所测得电压即为该表满量程监视电压输出值，如国产DF2170B、DF2172、DF2174B、DF2175B、DF2220等毫伏表满量程表头监视电压为1V，韩国产D－172、D－171等毫伏表满量程表头监视电压为100mV，其值均为有效值，输出阻抗为600Ω。利用此电压来控制毫伏表输入信号的通断，在不超量程时将待测信号接通，超量程时切断待测信号，并输出报警信号提醒操作人员及时变换量程或先衰减待测信号后再测量。
　　毫伏表表头保护器电路原理图如图1所示。从毫伏表表头监视端输出的电压由运算放大器U1A、U1B放大，又经D1、D2整流，C3、R9滤波后作为控制电路取样值。比较器U2A基准电压值由其正向输入端的精密可调电位器RP1提供。经放大后的表头监视电压取样值接至比较器反向输入端。当取样值小于基准值时，比较器输出高电平，D3截止，三极管BG2基极由R12提供高电平，BG2导通，继电器J吸合，接通待测信号至毫伏表输入端。与此同时，三极管BG3导通，BG4截止，指警指示D6不亮。当取样值大于基准值时，比较器翻转，输出低电平，D3导通，拉低三极管BG2基极电位，BG2截止，继电器释放，切断毫伏表输入端信号。与此同时，三极管BG3截止，BG4导通，报警指示D6点亮。在毫伏表输入切断的时候，表头监视电压小于满量程时电压值，比较器U2A取样值小于设定基准值，比较器输出高电平，D3截止，电源经R12向C4充是，延时一段时间后，BG2因其基极电位慢慢升高而导通，继电器吸合，重新接通待测信号至毫伏表。此时，过载保护电路又通过毫伏表头监视电压端重新取样。

图1 

　　在表头指针过载时，电路检测到过载信号就会立即动作，切断毫伏表输入信号，而表头是机械结构，其响应速度比电路慢，在电路起控时，指针一般都还未来得及偏转到表头限位柱位置，从而有效地制止了打表现象。但是，在毫伏表输入幅值数倍于毫伏表满量程值时，即使取样接通时间再短，都有可能使表头因电压太高而受冲击，表针惯性加大而造成打表损伤。为避免这种情况，特加设了比较器U2B、C5、BG1组成的严重过载保护电路。取样信号输入至比较器正向输入端，基准值接至比较器反向输入端，其值由RP2设定，为比较器U2A设定值的3倍，在毫伏表严重过载而使取样值超过设定值时，比较器U2B输出高电平，BG1导通，强行拉低BG2、BG3基极电位，使继电器J释放，报警指示D6亮。C5、R13组成的延时电路使延时时间达1分钟左右，足够操作人员采取必要措施。因利用了继电器的常开触点来接通信号，保证了保护器未工作时没有待测信号接至毫伏表。

元件选择与调试

　　C1、C2、C4、C5用钽电解电容，C3用涤沦电容。三极管用9014NPN。继电器用DSY2YH－S－09VDC或其它小型双触点9V继电器，电阻用1/4W电阻，RP1、RP2用精密可调电位器。其余元件按图注参数选用。6个输入输出端子全用莲花插座，外壳用金属壳并接电路地。
　　以D－172型毫伏表为例简述调试过程：先将毫伏表通道I设置为300mV挡，将信号发生器设置为10kHz，正弦波输出接至毫伏表通道I输入端，调节信号幅度至毫伏表指示105mV。拆下毫伏表输入端，把此信号接入保护器的毫伏表表头监视信号输入端任一通道，调整RP1精密电位器至继电器J释放，报警灯D6点亮。拔下此信号线时电路延时1～2秒后继电器吸合，报警灯熄灭。把信号接入另一通道验证，应有相应动作。在设定RP2基准值时，用以上方法从毫伏表表头监视电压输入端输入毫伏表满量程表头监视输出电压的3倍信号电压，本例为300mV，在比较器U2B输出端接入一发光指示灯D′、R′(如图1虚线所示)，调整RP2至发光管D′点亮。调整完毕用漆封固RP1、RP2，取下发光指示灯D′、R′。
　　在应用时，只要双通道毫伏表任一通道过载，保护器都能切断毫伏表输入，指警灯点亮，延时1～2秒后又重新接通测量取样。没有过载时保护器不动作，不会影响测量。在严重过载时继电器会长时间切断信号，一般为1分钟左右，报警灯也随之点亮，然后再以极短时间再取样。保护器连接方式如图2所示。

不同型号的毫伏表满量程表头监视电压输出值有可能不同，保护器不能通用，应重新调整RP1、RP2