万用电表

分类

    万用表可以分为模拟式和数字式万用表。

    模拟式万用表是由磁电式测量机构作为核心，用指针来显示被测量数值；

    数字式万用表是由数字电压表作为核心，配以不同转换器，用液晶显示器显示被测量数值。

万用表面板结构

    各种模拟式万用表的面板布置不完全相同，模拟式万用表面板结构一般包括刻度尺、量程选择开关、机械零位调节旋钮、欧姆档零位调节旋钮、供接线用的插孔或者接线柱等。

    该仪器的外部面板由五部分组成，各部分的功能如下：

    （1）刻度尺:显示各种被测量的数值及范围。

    （2）量程选择开关：根据具体情况转换不同的量程、不同的物理量。

    （3）机械零位调节旋钮：用于校准指针的机械零位。

    （4）欧姆档零位调节旋钮：用来进行电气零位调节。

    （5）插孔或者接线柱：用来外接测试表笔。

万用表的基本原理

    万用表的基本原理是利用一只灵敏的磁电式直流电流表（微安表）做表头。当微小电流通过表头，就会有电流指示。但表头不能通过大电流，所以，必须在表头上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。下面分别介绍。

    ·测直流电流原理。

    在表头上并联一个适当的电阻（叫分流电阻）进行分流，就可以扩展电流量程。改变分流电阻的阻值，就能改变电流测量范围。

    ·测直流电压原理。

    在表头上串联一个适当的电阻（叫倍增电阻）进行降压，就可以扩展电压量程。改变倍增电阻的阻值，就能改变电压的测量范围。

    ·测交流电压原理。

    因为表头是直流表，所以测量交流时，需加装一个并、串式半波整流电路，将交流进行整流变成直流后再通过表头，这样就可以根据直流电的大小来测量交流电压。扩展交流电压量程的方法与直流电压量程相似。

    ·测电阻原理。

    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。改变分流电阻的阻值，就能改变电阻的量程。

万用表的使用

    万用表（以105型为例）的表盘如右图所示。通过转换开关的旋钮来改变测量项目和测量量程。机械调零旋钮用来保持指针在静止处在左零位。“Ω”调零旋钮是用来测量电阻时使指针对准右零位，以保证测量数值准确。

    万用表的测量范围如下：

    ·直流电压：分5档—0-6V；0-30V；0-150V；0-300V；0-600V。

    ·交流电压：分5档—0-6V；0-30V；0-150V；0-300V；0-600V

    ·直流电流：分3档—0-3mA；0-30mA；0-300mA。

    ·电阻：分5档—R*1；R*10；R*100；R*1K；R*10K

    测量电阻：--先将表棒搭在一起短路，使指针向右偏转转，随即调整“Ω”调零旋钮，使指针恰好指到0。然后将两根表棒分别接触被测电阻（或电路）两端，读出指针在欧姆刻度线（条线）上的读数，再乘以该档标的数字，就是所测电阻的阻值。例如用R*100挡测量电阻，指针指在80，则所测得的电阻值为80*100=8K。由于“Ω”刻度线左部读数较密，难于看准，所以测量时应选择适当的欧姆档。使指针在刻度线的中部或右部，这样读数比较清楚准确。每次换档，都应重新将两根表棒短接，重新调整指针到零位，才能测准。

    测量直流电压　　测量直流电压：--首先估计一下被测电压的大小，然后将转换开关拨至适当的V量程，将正表棒接被测电压“+”端，负表棒接被测量电压“-”端。然后根据该挡量程数字与标直流符号“DC-”刻度线（条线）上的指针所指数字，来读出被测电压的大小。如用V300伏档测量，可以直接读0-300的指示数值。如用V30伏档测量，只须将刻度线上300这个数字去掉一个“0”，看成是30，再依次把200、100等数字看成是20、10既可直接读出指针指示数值。例如用V6伏档测量直流电压，指针指在15，则所测得电压为1.5伏。

    测量直流电流：--先估计一下被测电流的大小，然后将转换开关拨至合适的mA量程，再把万用表串接在电路中，如图所示。同时观察标有直流符号“DC”的刻度线，如电流量程选在3mA档，这时，应把表面刻度线上300的数字，去掉两个“0”，看成3，又依次把200、100看成是2、1，这样就可以读出被测电流数值。例如用直流3mA档测量直流电流，指针在100，则电流为1mA。

    测量交流电压：--测交流电压的方法与测量直流电压相似，所不同的是因交流电没有正、负之分，所以测量交流时，表棒也就不需分正、负。读数方法与上述的测量直流电压的读法一样，只是数字应看标有交流符号“AC”的刻度线上的指针位置。

    检查发光二极管(LED)

    发光二极管的正向压降较高，用普通模拟式万用电表的电阻档很难检查LED的好坏。使用数字式万用表检查时有两种方法。

    (1)利用二极管档检查发光二极管：二极管档的开路测试电压约为2.8V，高于发光二极管的正向压降，而且该档有限流电阻，可用以检查各种型号的LED发光情况。用红色表笔接LED的正极，黑色表笔接负极，LED能发出微弱的光。如果LED的正负极性接反，则不能发光，据此也可判定LED的正负极。

    (2)利用插口检查发光二极管：插口上也接有2.8V电压，因此，使用档检查发光二极管是比较理想的，只要将LED的正极插入C孔，负极插入E孔，仪表旋至NPN档，发光二极管就能正常工作并发光。因为正向电流较大，显示器出现过载符号“1”。如果将正、负极接反，或者LED内部开路，并显示出000。由此可以迅速判断发光二极管的开路或者短路故障。 ?

    检测三极管

    利用数字式万用表，可判定三极管的各个电极，测量等参数。数字式万用电表电阻档的测试电流很小，不适于检测三极管，而应该使用二极管档和插口进行检测。

    (1)判断基极：将数字式万用表拨至二极管档，红色表笔固定接某个电极，用黑色表笔依次接触另外两个电极。若两次显示值基本相等(都在1V以下，或者都显示溢出)，说明红色表笔接的是基极;若两次显示值中一次在1V以下，另一次溢出，说明红色表笔接的不是基极，应改换其它电极重新测量。

    (2)鉴别NPN型管与PNP型管：确定基极之后，用红色表笔接基极 ，用黑色表笔依次接触其它两个电极。如果显示为1V以下，则该管为NPN型管;如果两次显示都溢出，则该管为PNP型管。

    （3)测量三极管的参数：根据被测管管型，选择“PNP”或者“NPN”档，将管脚插入插口的对应孔内即可进行测量。一般数字式万用表都有测量三极管的电路，在已知NPN和PNP型后，依据三极管正常运行处于放大状态时b值较大，可以判别发射极和集电极。 ?[1]

测试工作环境

    对于模拟式万用表，保证准确性的工作环境温度通常规定为23℃±10℃，若温度偏差太大，将影响表头的灵敏度，并改变表内元件的参数，造成温度误差;环境湿度一般为40%～60%，极限范围为25%～80%，过于潮湿会降低万用表的绝缘强度，并促使表内元件蜕化变质。由于这种表属于磁电式仪表，故在使用时不要接近较大的导磁材料，如避免直接放置于钢铁材料工作台面或尺寸较大的铁质设备上，表的附近更不能存在较强的电磁场。

    对于数字万用表，要倍加关注环境温、湿度因素对测试性能和万用表本身的影响。由于显示屏液晶材料是介于固体和液态之间的一种晶状物质，当温度过高时将会发生液化，而温度低于0℃时则可能发生固化，这种现象均会降低其使用寿命。再者，尽管通常情况下规定的工作温度范围一般是0℃～40℃，但准确度指标是在特定的温、湿度状况下才能保证的，超出此范围将引起附加误差。如DT1000型四位半万用表的准确度是在23℃±5℃、相对湿度低于75%时测取的，且有效时间仅定为一年。

使用万用表的注意事项

    万用表是比较精密的仪器，如果使用不当，不仅造成测量不准确且极易损坏。但是，只要我们掌握万用表的使用方法和注意事项，谨慎从事，那么万用表就能。使用万用表是应注意如下事项：

    ·测量电流与电压不能旋错档位。如果误将电阻档或电流档去测电压，就极易烧坏电表。万用表不用时，好将档位旋至交流电压高档，避免因使用不当而损坏。

    ·测量直流电压和直流电流时，注意“+”“-”极性，不要接错。如发现指针开反转，既应立即调换表棒，以免损坏指针及表头。

    ·如果不知道被测电压或电流的大小，应先用高档，而后再选用合适的档位来测试，以免表针偏转过度而损坏表头。所选用的档位愈靠近被测值，测量的数值就愈准确。

    ·测量电阻时，不要用手触及元件的裸体的两端（或两支表棒的金属部分），以免人体电阻与被测电阻并联，使测量结果不准确。

    ·测量电阻时，如将两支表棒短接，调“零欧姆”旋钮至大，指针仍然达不到0点，这种现象通常是由于表内电池电压不足造成的，应换上新电池方能准确测量。

    ·万用表不用时，不要旋在电阻档，因为内有电池，如不小心易使两根表棒相碰短路，不仅耗费电池，严重时甚至会损坏表头。