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文档简介

1、万用表的使用方法4位、5位等数字万用表的最大显示值分别为19999、,余者类推。 袖珍数字万用表常采用高12.5mm的液晶显示器(LCD)。为提高观察的清晰度,也有采用字高18mm的大屏幕LCD,如DT830A、DT890D、DT940C、DT960T、DT970、DT980型等采用字高25mm(1in)的超大屏幕LCD。 新型袖珍数字万用表大多增加了功能标志符,如单位符号mV、V、kV、A、mA、A、k、M、nS、kHz、pF、nF、F、,测量项目符号AC、DC、LO、MEM,特殊符号LOBAT(低电压符号)、H(读数保持符号)、AUTO(自动量程符号)、10(10倍乘符号)、)(蜂鸣器符号

2、) 为克服数字显示不能反映被测量的变化过程及变化趋势之不足,“数字/模拟条图”双重显示袖珍数字万用表、多重显示袖珍数字万用表也竞相问世。这类仪表兼有数字仪表和模拟表的优点,为袖珍数字万用表完全取代指针式(模拟式)万用表创造了条件。 准确度高 袖珍数字万用表的准确度是测量结果中系统误差和随机意味着的综合,它表示测量结果与真值的一致程度,反映测量误差的大小,一般讲,准确度愈高,测量误差就愈小,反之亦然。 根据JJG315-83直流数字电压表计量检定规程规定,数字电压表(DVM)的测量误差用绝对误差形式表示。即 =Ux-UN 式中:-测量误差/V; Ux-被测电压/V; UN-被测电压的实际值/V(

3、可用准确度比被测电压表高35倍的标准仪表读得)。 数字电压表测量准确度的表示方法有两种表达式: =(a%RDG+b%FS);(1-1) =(a%RDG+n个字)。(1-2) 式1-1中,RDG为被测量值的读数(显示值),FS为该量程的满度值。a为误差的相对项系数,与所选择的测量项目及量程有关;b为误差的固定项系数,与测量项目及量程无关。a%RDG项为读数误差,是数字万用表内A/D转换器和功能转换器的综合误差;b%FS项为满度误差,是由数字化处理带来的误差(包括零飘、噪声),对于给定的量程是不变的。 式1-2中,n是量化误差反映在末位数上的变化量,满度误差用末位数字的跳变个数来表示,记为n个字,

4、即在该量程上末位数字跳变n个字时的量值恰好等于b%Fs,由此可见,(1-1)式与(1-2)式是等价的。 袖珍数字万用表的准确度远优于指针式万用表。表1-1列出国内外数字万用表典型产品与指针式万用表基本量程(数字电压表的不经分压器和不加放大器的量程,是测量误差最小的量程)的准确度比较(不含满度误差项,仅指综合误差项)。由表1-1可见,袖珍数字万用表的优良性能是传统的指针式万用表望尘莫及的。万用表量程选择及测量误差分析用万用表进行测量时会带来一定的误差。这些误差有些是仪表本身的准确度等级所允许的最大绝对误差。有些是调整、使用不当带来的人为误差。正确了解万用表的特点以及测量误差产生的原因,掌握正确的

5、测量技术和方法,就可以减小测量误差。人为读数误差是影响测 量精度的原因之一。它是不可避免的,但可以尽量减小。因此,使用中要特别注意以下几点:1测量前要把万用表水平放置,进行机械调零;2读数时眼睛要与指针保持垂直;3测电阻时,每换一次挡都要进行调零。调不到零时要更换新电池;4测量电阻或高压时,不能用手捏住表笔的金属部位,以免人体电阻分流,增大测量误差或触电;5在测量RC电路中的电阻时,要切断电路中的电源,并把电容器储存的电泄放完,然后再进行测量。在排除了人为读数误差以后,我们对其他误差进行一些分析。1万用表电压、电流挡量程选择与测量误差万用表的准确度等级一般分为01、05、15、25、5等几个等

6、级。直流电压、电流,交流电压、电流等各挡,准确度(精确度)等级的标定是由其最大绝对允许误差 X与所选量程满度值的百分数表示的。以公式表示:A=(X/满度值)100 1(1)采用准确度不同的万用表测量同一个电压所产生的误差例如:有一个10V标准电压,用100V挡、05级和15V挡、2.5级的两块万用表测量,问哪块表测量误差小?解:由1式得:第一块表测:最大绝对允许误差X1=0.5100V=050V。第二块表测:最大绝对允许误差X2=25l5V=0.375V。比较X1和X2可以看出:虽然第一块表准确度比第二块表准确度高,但用第一块表测量所产生的误差却比第二块表测量所产生的误差大。因此,可以看出,在

7、选用万用表时,并非准确度越高越好。有了准确度高的万用表,还要选用合适的量程。只有正确选择量程,才能发挥万用表潜在的准确度。(2)用一块万用表的不同量程测量同一个电压所产生的误差例如:MF30型万用表,其准确度为25级,选用100V挡和25V挡测量一个23V标准电压,问哪一挡误差小?解:100V挡最大绝对允许误差:X(100)=2.5100V=2.5V。25V挡最大绝对允许误差:X(25)=2.525V=0.625V。由上面的解可知:用100V挡测量23V标准电压,在万用表上的示值在205V255V之间。用25V挡测量23V标准电压,在万用表上的示值在22.375V23.625V之间。由以上结果

8、来看,X(100)大于X(25),即100V挡测量的误差比25V挡测量的误差大得多。因此,一块万用表测量不同电压时,用不同量程测量所产生的误差是不相同的。在满足被测信号数值的情况下,应尽量选用量程小的挡。这样可以提高测量的精确度。(3)用一块万用表的同一个量程测量不同的两个电压所产生的误差例如:MF30型万用表,其准确度为2.5级,用100V挡测量一个20V和80V的标准电压,问哪一挡误差小?解:最大相对误差:A=最大绝对误差X/被测标准电压调100,100V挡的最大绝对误差X(100)=2.5100V=2.5V。对于20V而言,其示值介于17.5V22.5V之间。其最大相对误差为:A(20)

9、=(2.5V/20V)100=12.5。对于80V而言,其示值介于77.5V82.5V之间。其最大相对误差为:A(80)=(2.5V/80V)100=3.1。比较被测电压20V和80V的最大相对误差可以看出:前者比后者的误差大的多。因此,用一块万用表的同一个量程测量两个不同电压的时候,谁离满挡值近,谁的准确度就高。所以,在测量电压时,应使被测电压指示在万用表量程的2/3以上。只有这样才能减小测量误差。2电阻挡的量程选择与测量误差电阻挡的每一个量程都可以测量0的电阻值。欧姆表的标尺刻度是非线性、不均匀的倒刻度。是用标尺弧长的百分数来表示的。而且各量程的内阻等于标尺弧长的中心刻度数乘倍率,称作“中

10、心电阻”。也就是说,被测电阻等于所选挡量程的中心电阻时,电路中流过的电流是满度电流的一半。指针指示在刻度的中央。其准确度用下式表示:R=(R/中心电阻)1002(1)用一块万用表测量同一个电阻时,选用不同的量程所产生的误差例如:MF30型万用表,其Rxl0挡的中心电阻为250;Rl00挡的中心电阻为2.5k。准确度等级为2.5级。用它测一个500的标准电阻,问用Rl0挡与R100挡来测量,哪个误差大?解:由2式得:Rl0挡最大绝对允许误差R(10)=中心电阻R=250(2.5)=6.25。用它测量500标准电阻,则500标准电阻的示值介于4937550625之间。最大相对误差为:6.25500

11、100=1.25。Rl00挡最大绝对允许误差R(100)=中心电阻R2.5k(2.5)=62.5。用它测量500标准电阻,则500标准电阻的示值介于437.5562.5之间。最大相对误差为:62.5500100=10.5。由计算结果对比表明,选择不同的电阻量程,测量产生的误差相差很大。因此,在选择挡位量程时,要尽量使被测电阻值处于量程标尺弧长的中心部位。测量精度会高一些。论文摘 要:在进行万用表使用的教学过程中,常常遇到一些学生原理不清,以至出现操作错误或不会使用的现象。本文由万用表的结构及工作原理,在讨论和分析多量程的工作原理的基础上针对使用中存在的问题,提出了改进教学方法的一些建议。 关键

12、词:表头 转换开关 量程 支路 1、引言 全国中等职业技术学校电工类专业通用教材电工技能训练2001年6月第3版,教材中以500型万用表的面板图为例来说明其使用方法及注意事项。由于万用表是多量程的,它的结构型式又多种多样,不同型号的万用表,其面板上的布置也有所不同。因此要做到熟练和正确使用万用表,不但要了解其各个调节旋钮的用途和使用方法,而且要熟悉各标度尺的用途,才能准确地读出所需测量的数据。在对学生实习指导中 ,我们采用的是MF47型万用表,这种万用表的面板上除转换开关比500型的少一个外,表头和500型基本相同,功能却比较多。学生在学习中也经常遇到和出现一些问题。首先是在认识表头时产生疑惑

13、,为什么交、直流电压与直流电流用的是同一刻度线?在拨动转换开关时,为什么转动开关到一个档位会引起量程的变化?为解决这些问题,我们在教学中作了进一步的分析讨论。 2、万用表的结构及工作原理 万用表的结构主要由测量机构(俗称表头)、测量线路和转换开关三大部分组成。万用表的表头是一个磁电系测量机构,图1为一个最简单的万用表原理电路图。图中S1是一个具有12个分接头的转换开关,用来选择测量种类和量程。S2是一个单刀双掷开关。测量电阻时,S2拨至“2”位,进行其他测量时,S2拨至“1”位。 下面说明万用表的工作原理。 2.1 直流电流的测量 测量直流电流时,S1可拨在4、5、6三个位置,S2拨在1位置。

14、被测电流从正端流入,负端流出。R1、R2、R3、R4为并联分流电阻,拨动S1可改变测量电流的量程,这和电流表并联分流电阻扩大量程原理是一样的。 2.2 直流电压的测量 测量直流电压时S1可拨在10、11、12三个们位置,S2拨在1位置。被测电压加在正负两端,R5、R6、R7为串联附加电阻,拨动S1就可以得到不同的电压量程,这和电压表串联附加电阻扩大电压量程的原理是一样的。 2.3 电阻测量 测量电阻时,S1可拨在7、8、9三个位置,S2应拨在2位置,将表内电池接入电路。被测电阻接在万用表的正负端,表头内就有电流通过,拨动S1时就可以得到不同的量程。如果被测电阻未接入,则输入端开路,表内无电流通

15、过,指针不偏转,所以欧姆档标度尺的左侧是“欧姆”符号;如果输入端短路,则被测电阻为0,此时指针偏转角最大,所以标度尺的右侧是“欧姆0”。 2.4 交流电压测量 测量交流电压时,S1可拨在1、2、3三个位置,S2在1位置。由于磁电系仪表只能测量直流,故在测量交流电压时,需把交流变成直流后进行测量。图1中的两个二极管即为整流器,它使交流电压正半波通过表头,而负半波不通过表头,通过表头的电流为单相脉动电流。R11、R12、R13为串联附加电阻,拨动S1可以得到不同的交流电压量程。 3、万用表使用教学中遇到的问题及建议 在万用表使用的教学过程中,出现和遇到的问题多种多样,现把具有代表性的问题归纳如下:

16、 3.1概念不清,不会读数 针对这一问题,可从万用表的结构上入手,测量前应认真检查表笔位置,红色表笔应接在标有正的接线柱上(内部电池为负极),黑表笔应接在标有负号的接线柱上(内部电池为正极)。在测量电压时,应并联接入被测电路;在测量电流时应串联接入被测电路。在测量直流电流、电压时,红表笔应接被测电路的正极,黑表笔应接被测电路负极,以避免极性接反而造成仪表损坏。 根据测量对象,将转换开关拨到相应档位。有的万用表有两个转换开关,一个选择测量种类,另一个改变量程,在使用时应先选择测量种类,然后选择量程。 读数时,要根据测量的对象在相应的标度尺读取读数。 如图2所示,上面为MF47型万用表的测直流电压

17、、直流电流、交流电压时的表盘上的刻度线;中间是测交流电压时的量程;下面为转换开关。 刻度线下有3行数字:第一行0、50、100、150、200、250;第二行0、10、20、30、40、50;第三行0、2、4、6、8、10,这是为读数方便所设,刻度线为等分刻度,第一行每小格为5,第二行每小格为1,第三行每小格为0.2测电压时单位为V,测电流时为mA。 现假如要测量交流电压,档位选择在交流500V,测量后指针在位置,所测量后的电压值为多少呢? 为读数方便,可看第一行或第二行数字。第一行表盘刻度满量程为250V,指针在位置,表盘数值为150+85=190V,而档位选择在交流500V上,即满量程为5

18、00V,那么实测数值为1902=380V;第二行表盘刻度满量程为50V,指针在位置,表盘数值为30+81=38V,而档位选择在交流500V上,即满量程为500V,那么实测数值为3810=380V。 3.2操作不当,损坏仪表 在变换测量种类时,时常有学生忘记拨动转换开关的现象。如果误用电流档或电阻档去测电压,就有可能损坏表头,甚至造成测量线路短路。因此测量电压、电流时,要有专人监护。 在万用表使用的操作中,有个别学生出于好奇,将仪表后面的电池盖板打开,将转换开关拨到直流电压档的适当量程位置上,直接测表内的电池练习读表。测完后,准备做测量直流电阻练习。他们将转换开关拨到所需测量的电阻档R1k上,先将测试棒二端短接,但却出现了指针不能回零的现象。 根据万用表的工作原理,上述操作测直流电压时,不影响正常使用,而在这种情况下,再使用电阻档,将有可能损坏表头保护电路。经检查以后发现高速熔断保险丝管(250V,0.5A)断路。 3.3量程选择不当,误差偏大 选择量程时,应尽可能使被测量值达到表头量程的1/2或2/3以上,以减小测量误差,若事先不知道被测量程的大小,应先选用最大量程试测,再逐步换用适当的量程。 有些学生在测电阻时,开始知道调整零欧姆调整旋钮,变换倍率后就忘了调零。测量时用拇指和食指拿着电阻或者表棒离电阻太近以至触及元件外皮,这些不规范的操作都会使误差偏大

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