万用表使用基础知识

蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧蕧藣藣藣藣万万用表使用基础知识篇2摇摇摇摇第第一章摇万用表使用的基础知识摇摇万用表也称多用表,是万用电表的简称,它具有多种测量功能,操作简单,且携带方便,已成为应用最广泛的电工、电子测量仪表之一。对于广大电工、家电维修、办公设备、通信设备、汽车维修等从业人员,尤其是电工、电子初学者和无线电爱好者来说,能够掌握万用表的使用方法和技巧,是快速判断元器件好坏、检测电气设备线路(或电路)是否正常的基础。因此,学习本章内容,您不仅可以了解如何选购万用表,而且会掌握万用表的基本原理、使用方法和注意事项等方面的知识。第一节　万用表的分类、测量原理一、万用表的分类绎万用表种类较多,下面根据它的实物外形、显示方式和测量功能来进行分类。1郾按实物外形分类万用表按实物外形主要可以分为台式、手持式、钳式、笔式等多种,如图1鄄1所示。图1鄄1摇常见的万用表的实物外形台式万用表属于高准确度万用表,多应用在科研、工厂、通信等专业性比较高的领域。手持式万用表是目前最常用的万用表,广泛应用在电子、电工的相关领域。钳式万用表也叫叉形万用表或卡式万用表,多应用在电工领域和普通制冷维修领域。笔式万用表也叫袖珍万用表,它也多应用在电工领域和普通制冷维修领域。2郾按显示方式分类万用表按显示方式可分为表盘显示和显示屏显示两种。3摇摇摇摇(1)表盘显示方式表盘显示方式还需要指针配合完成,所以此类万用表也叫指针万用表,并且此类万用表是通过机械系统完成的,所以也叫机械型万用表。目前,常见的指针万用表有MF47、MF50、MF110、MF500型等,如图1鄄2所示。图1鄄2摇常见的表盘显示万用表实物外形表盘显示方式的万用表根据功能转换旋钮(也称功能/量程开关或功能转换开关)又可分为单旋钮型万用表和双旋钮型万用表两类。常见的单旋钮型万用表有MF30、MF47等,而常见的双旋钮型指针万用表为MF500型万用表。图1鄄3摇常见的显示屏显示万用表实物外形(2)显示屏显示方式显示屏显示方式的万用表通过数字电路完成,所以此类万用表也叫数字万用表或数字多用表(DMM)。目前,常见的数字万用表有DT9205、MS8228、UT171E等。此类万用表按功能操作方式又可以分为旋钮操作方式和按键操作方式两类。常见的显示屏显示万用表如图1鄄3所示蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚藗藗藗藗。提示数字万用表根据显示位数通常可分为3位半、4位半、5位半、6位半等多种。另外,数字万用表还可以按照功能/量程开关的转换方式进行分类,可分为手动转换(MANRANGZ),自动转换(AUTORANGZ),自动/手动转换(AUTO/MANRANGZ)三种。3郾按测量功能分类万用表按测量功能可分为普通型万用表和多功能型万用表两类。(1)普通型万用表普通型万用表只能测量电阻、电压、电流,所以也叫三用表,并且电流挡测量的电流容量较小,如常见的MF500就属于此类万用表。(2)多功能型万用表早期的多功能型万用表仅增加了大电流测量、晶体管放大倍数测量等功能,如MF30和4摇摇摇摇部分型号的MF47型万用表。后期的多功能型万用表还增加了通路/断路测量功能、电容测量、电源欠电压(电池电量不足)提示功能、自动延迟关机功能,部分新型多功能型万用表还设置了行电压、音频电平、温度、电感量、频率测量和红外信号检测(遥控器检测)等功能,并且多功能型万用表的保护功能也越来越完善。二、指针万用表的构成与工作原理绎1郾指针万用表的构成(1)外部构成指针万用表外部由外壳、磁电式表头、功能/量程转换开关、“赘冶调零旋钮、表笔插孔、晶体管插孔等构成,如图1鄄4所示。图1鄄4摇指针万用表的外部构成(2)内部构成指针万用表内部由磁电式表头、电路板、电池等构成,如图1鄄5所示。图1鄄5摇指针万用表的内部构成1)表头摇表头由电磁系统(磁铁、线圈、游丝)、表盘和指针(表针)构成,如图1鄄6所示。有微弱的电流通过线圈后,它就会产生磁场,控制指针从左侧向右侧偏转。电流越5摇摇摇摇大,偏转角度也越大。因线圈采用线径较细的漆包线绕制,所以需要通过电阻降压限流为它供电,才能获得较大的量程范围和较多的测量功能。图1鄄6摇指针万用表表头的构成2)表盘摇表盘上有大量的符号和多条刻度线。图1鄄7是MF500型万用表的表盘。图1鄄7摇MF500型万用表的表盘第1条刻度线是电阻挡的读数。它的右端为“0冶,左端为“无穷大(肄)冶,所以读数要从右向左读,也就是指针越靠近右端,数值越小。第2条刻度线是交流、直流电压及直流电流的读数,它的左端为“0冶,右端为最大值,所以读数要从左向右读,也就是指针越靠近右端,数值越大。如果量程开关的位置不同,即使指针在同一位置,数值也是不同的。第3条刻度线是为了提高0~10V交流电压读数准确度而设置的,它的左端为“0冶,右端为10V,所以读数要从左向右读,也就是指针越靠近右端,数值越大。第4条刻度线是分贝的读数,它的左端为“-10dB冶,右端为“+22dB冶,所以读数要从左向右读,也就是指针越靠近右端,数值越大。3)电路板摇电路板上不仅有大量的电阻、电容、电感等电子元器件,还安装了功能/量程转换开关,如图1鄄8所示。6摇摇摇摇图1鄄8摇MF47F型万用表电路板构成图1鄄9摇指针万用表的测量电路2郾指针万用表的测量原理指针万用表的基本测量电路如图1鄄9所示。测量交流电压时,将功能/量程转换开关SA置于交流电压挡的位置,交流电压通过R4限流,再通过二极管VD半波整流,为表头的线圈供电,控制指针摆动到相应的刻度位置上。测量直流电压时,将功能/量程转换开关SA置于直流电压挡V的位置,直流电压通过R3限流,为表头的线圈供电,控制指针摆动到相应的刻度位置上。测量直流电流时,将功能/量程转换开关SA置于直流电流挡mA的位置,直流电流通过R2限流,为表头的线圈供电,就会控制指针摆动到相应的刻度位置上。测量电阻时,将功能/量程转换开关SA置于电阻挡的位置,此时表内的电池电流通过赘挡调零电位器RP、限流电阻R1、表头线圈和被测电阻R构成的回路为表头的线圈供电,就会控制指针摆动到相应的刻度位置上。由于被测电阻R的阻值不同,所以为表头线圈提供的电流是非线性的。因此,表盘上的刻度为了真实地反映出被测电阻的阻值,刻度线的排列是不均匀的。三、数字万用表的构成与工作原理绎1郾数字万用表的构成(1)外部构成数字万用表外部由外壳、液晶显示屏、功能/量程转换开关、电源开关、表笔插孔、晶体管插孔、表笔等部分构成,如图1鄄10所示。(2)内部构成数字万用表内部由显示屏、电路板、功能/量程转换开关等构成。电路板实物如图1鄄117摇摇摇摇图1鄄10摇数字万用表的外部构成图1鄄11摇数字万用表的内部实物构成所示,电路框图如图1鄄12所示。其中,输入电路、A-D转换器属于模拟电路部分。而计数器、逻辑控制电路、时钟发生器、显示屏属于数字电路部分。图1鄄12摇数字万用表的构成方框图2郾数字万用表的测量原理数字万用表按A-D转换器的不同可分为逐次逼近比较式、双积分式和复合式数字万用表三种。下面分别介绍它们的测量原理。8摇摇摇摇(1)逐次逼近比较式数字万用表典型的逐次逼近比较式数字万用表由比较器、D-A转换器、基准源(基准电压发生器)、脉冲分配器、时钟脉冲发生器(振荡器)、数码寄存器、显示屏等构成,如图1鄄13所示。图1鄄13摇典型的逐次逼近比较式数字万用表电路构成框图此类万用表在测量时,需要通过多次比较,才能完成检测信号的识别和处理,比如在测量1郾893V电压值时,它的比较程序如图1鄄14所示。图1鄄14摇逐次逼近比较过程(2)双积分式数字万用表典型的双积分式数字万用表由积分器、零比较器、功能/量程转换开关、控制逻辑(CPU)、闸门、计数器、时钟脉冲(振荡器)、寄存器、译码器、显示屏等构成,如图1鄄15所示。图1鄄15摇典型的双积分式数字万用表电路构成框图此类万用表在测量时,需要通过准备阶段、取样阶段、比较阶段才能完成检测信号的识别和处理,它的信号处理原理如图1鄄16所示。9摇摇摇摇图1鄄16摇双积分A-D转换器的处理过程(3)复合式数字万用表典型的复合式数字万用表由信号调节器、A-D转换器、DC/DC变换器、时钟振荡器、功能/量程转换开关、逻辑控制电路(CPU)、计数器、显示屏等构成,如图1鄄17所示。由于此类万用表的功能全,目前的数字万用表多采用此类方式。图1鄄17摇典型的复合式数字万用表电路构成框图第二节　指针万用表的特点、选购、注意事项一、指针万用表的特点绎指针万用表的特点如下。一是内部电路结构简单,成本较低,维护简单,过电流、过电压能力强。二是灵敏度高,测量时可以快速显示测量结果,并且通过指针的摆动,就可以判断所测电压是否过电压,方便直观。三是指针万用表输出电压较高,电流较大,测试晶闸管(曾称可控硅)、发光二极管、场效应晶体管、扬声器等元器件比较方便。二、指针万用表的选购绎选购指针万用表时主要考虑以下几方面。10摇摇摇1郾外观首先可根据需要选择万用表整体的大小,一般业余爱好者如果经常要带着万用表外出的话,可选择体积相对较小的万用表,如MF47、MF50及胜利VC3021等型万用表;如果对功能多少和准确度要求不高,仅要求体积小巧、携带方便,可选择袖珍型万用表,如MF110等型万用表或钳形、笔形万用表。如果不需要带着外出,而且需要较高的准确度,可选择体积较大的,如MF500型、MF14型等万用表。选择外观时,万用表的表盘罩最好是玻璃的,因玻璃透明度好,而不会像塑料那样容易被磨花。在检查机械传动机构时,主要从三方面来考虑。一是平衡特性,即把万用表平着放、立着放,指针静止的位置差别越小越好,如图1鄄18所示。图1鄄18摇万用表平衡性能检查蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚蕚藗藗藗藗提示摇摇若指针在未使用时的位置不能在左侧的“0冶位置,则需要调“0冶。此时,用一字槽螺丝刀(规范名称为螺钉旋具,本书为适应读者习惯,沿用俗称)调节面板上的调零钮,使指针回到“0冶位置上,如图1鄄19所示。图1鄄19摇指针万用表指针复位的调整11摇摇摇二是阻尼特性,指针向右摆动时应平稳、缓慢。三是旋转功能/量程转换开关时要清脆有力,定位要准确,如图1鄄20所示。图1鄄20摇万用表功能/量程转换开关检查2郾万用表的功能通常讲,万用表的功能越多越好,但是在一般情况下,还是选择自己够用的功能就可以了。一般电工维修、制冷维修人员选择具有欧姆挡、直流/交流电压挡、直流/交流电流挡的万用表就可以了。如果搞家电、通讯维修,则要选择功能多一点的万用表,并且欧姆挡应设有R伊1、R伊10、R伊100、R伊1k、R伊10k五个量程。另外,最好还能有测量晶体管的直流放大倍数hFE挡和通断测量挡,这样使用起来会更方便些。3郾万用表的准确度在选择购买万用表时,检测万用表的准确度是十分必要的。选购时,应选购准确度高的万用表,最起码也要选择电阻挡、电压挡和电流挡准确度高的万用表。在购买指针万用表时,可以借助测量已知量(如电阻、电容、电池电压、交流电压等)的方法,对需要购买的指针万用表的测量功能进行检测,确认性能优良后再购买。三、使用指针万用表时的注意事项绎使用指针万用表时应注意的事项如下:一是使用或携带时,不能摔、振到指针万用表,也不能被钳子等硬物碰撞到表盘罩,以免损坏万用表或其表盘。二是应在无强磁场的条件下使用指针万用表,否则会导致测量误差过大。三是在使用万用表测量较高的直流/交流电压过程中,不能用手去接触表笔的金属部分,以免被电击;在测量大阻值电阻时,也不能用手碰到表笔的金属部分,以免测量的阻值低于标称值。四是测量电流与电压时不能旋错挡位,否则很容易损坏