项目三万用表的使用

项目三万用表的使用

教学目标

终极目标：能够熟练使用万用表测量电子元器件及电参数。

促成目标：

1）能懂得万用表测量的基本原理。

2）能知道万用表的基本组成。

3）会万用表的正确使用。

4）会用万用表测量电压、电流、电阻、电容及检测各类半导体器件的极性。

二、工作任务

1）用万用表测量交、直流电压和电流。

2）用万用表测量电阻、电容的大小。

3）用万用表判断二极管、晶体管、晶闸管等的极性。

三、相关实践知识

（一）万用表的正确使用

1）万用表使用前，应做到：

①万用表水平放置。

②应检查表针是否停在表盘左端的零位，如有偏离，可用小螺钉旋具轻轻转动表头上的机械零位调整旋钮，使表针指零。

③将表笔按被测参数要求正确插入表笔插孔。

④将选择开关旋到相应的项目和量程上，就可以使用了。

2）万用表使用后，应做到：

①拔出表笔。

②将选择开关旋至“OFF”档，若无此档，应旋至交流电压最大量程档，如“AC1000V”档。

③若长期不用，则应将表内电池取出，以防电池电解液渗漏而腐蚀内部电路。

（二）用万用表测量电压和电流

在电子制作中，常常用万用表测量电路中的电压和电流。将发光二极管和电阻、电位器接成如图3-1所示的电路，旋转电位器使发光二极管正常发光（发光二极管是一种特殊的二极管，通入一定电流时，它的透明管壳就会发光，发光二极管有多种颜色，常在电路中做指示灯）。我们将利用这个电路练习用万用表测量电压和电流。

1．测量直流电压

（1）选择量程万用表直流电压档标有“V”，有2.5Ｖ、10Ｖ、50Ｖ、250Ｖ和500Ｖ五个量程。根据电路中电源电压大小选择量程。由于电路中电源电压只有3Ｖ，所以选用10

Ｖ档。若不清楚电压大小，应先用最高电压档测量，逐渐换用低电压档。

（2）测量方法万用表应与被测电路并联。红笔应接被测电路和电源正极相接，黑笔应接被测电路和电源负极相接，如图3-1所示。

（3）正确读数仔细观查表盘，直流电压档刻度线是第二条刻度线，用10V档时，可用刻度线下第三行数字直接读出被测电压值。当发光二极管两端电压小于2.5V时，量程也可切换到2Ｖ档。注意读数时，视线应正对指针。

图3-1用万用表测量直流电压图3-2用万用表测量直流电流

2．测量直流电流

（1）选择量程万用表直流电流档标有“mA”有1mA、10mA、100mA三档量程。选择量程，应根据电路中的电流大小。如不知电流大小，应选用最大量程。

（2）测量方法万用表应与被测电路串联。应将电路相应部分断开后，将万用表表笔接在断点的两端。红表笔应接在和电源正极相连的断点，黑表笔接在和电源负极相连的断点，如图3-2所示。

（3）正确读数直流电流档刻度线仍为第二条，如选100mA档时，可用第三行数字，读数后乘10即可。

（三）用万用表测量电阻

万用表欧姆档可以测量导体的电阻。欧姆档用“Ω”表示，分为R×1、R×10、R×100和R×1k四档。有些万用表还有R×10k档。使用万用表欧姆档测电阻，除前面讲的使用前应做到的要求外，还应遵循以下步骤：

1）将选择开关置于R×100档，将两表笔短接调整欧姆档零位调整旋钮，使表针指向电阻刻度线右端的零位。若指针无法调到零点，说明表内电池电压不足，应更换电池。

2）用两表笔分别接触被测电阻两引脚进行测量。正确读出指针所指电阻的数值，再乘以倍率（R×100档应乘100，R×1k档应乘1000，…），就是被测电阻的阻值。

3）为使测量较为准确，测量时应使指针指在刻度线中心位置附近。若指针偏角较小，应换用R×1k档，若指针偏角较大，应换用R×1O档或R×1档。每次换档后，应再次调整欧姆档零位调整旋钮，然后再测量。

4）测量结束后，应拔出表笔，将选择开关置于“OFF”档或交流电压最大档位。收好万用表。

万用表测量电阻时应注意：

1）被测电阻应从电路中拆下后再测量。

2）两只表笔不要长时间碰在一起。

3）两只手不能同时接触两根表笔的金属杆或被测电阻两根引脚，最好用右手同时持两根表笔。

4）长时间不使用欧姆档，应将表中电池取出。

（四）用万用表检测半导体器件的极性

1．检测二极管极性

二极管正向导通，反向截止。用模拟式万用表R×1k（或R×100）档去测时，阻值较小时黑表笔对应的是阳极（因为黑表笔接的是电池的正极）。

若测得二极管的正反向电阻均为无穷大，则此二极管发生断路，若测得正反向阻值均为零，则此二极管发生短路。

2．检测晶体管极性

用下面方法可以简单判断晶体管的B、C、E极：

（1）判断B极用模拟式万用表的R×1k或R×100档去测。用两表笔分别去测三管管脚，其中定有两次测量的阻值较小（相当于PN结导通）。若这两次测量共用黑表笔，则类型为NPN；若这两次测量共用红表笔，则类型为PNP。并且共用的表笔对应的为B极。

（2）判断C、E极如图3-3所示，对于NPN型晶体管，用手指捏住B极与假设的C极，管脚间利用我们的手指充当电阻的作用，用黑表笔接假设的C极，红表笔接假设的E极，万用表R×1k档测量两极间的电阻RCE；之后将假设的C极与E极对调再测一次。虽然两次测量中万用表指针偏转角度都比较小，但仔细观察，总会有一次偏转角度稍大（即RCE较小），此时电流的流向一定是：黑表笔→C极→E极→红表笔，所以此时黑表笔所接的一定是集电极C，红表笔所接的一定是发射极E。对于PNP型的晶体管，道理也类似于NPN型，其电流流向一定是：黑表笔→E极→C极→红表笔，其电流流向也与晶体管符号中的箭头方向一致，所以此时黑表笔所接的一定是发射极E，红表笔所接的一定是集电极C。

图3-3万用表判断晶体管极性

更简单的判断C、E极方法如下：用手指捏住晶体管三管脚，两表笔去测C、E极电阻RCE。对于NPN型管而言，电阻较小时黑表笔对应的是C极；对于PNP型管而言，电阻较小时红表笔对应的是C极。

3．检测晶闸管（可控硅）极性

（1）单向晶闸管的检测模拟式万用表选用电阻R×1档，用红黑两表笔分别测任意两管脚间正反向电阻直至找出读数为数十欧姆的一对管脚，此时黑笔接的管脚为控制极G，红笔接的管脚为阴极K，另一空脚为阳极A，如图3-4所示。此时将黑表笔接已判断了的阳极A，红表笔仍接阴极K，此时万用表指针应不动，用短接线瞬间短接阳极A和控制极G，此时万用表指针应向右偏转，阻值读数为10Ω左右。如阳极A接黑表笔，阴极K接红表笔时，万用表指针发生偏转，说明该单向晶闸管已击穿损坏。

图3-4单向晶闸管管脚判别示意图

（2）双向晶闸管的检测用模拟式万用表电阻R×1档，用红黑两表笔分别测任意两管脚正反向电阻，结果其中两组读数为无穷大。若一组为数十欧姆时，该组红黑表笔所接的两管脚为第一阳极A1和控制极G，另一空脚即为第二阳极A2。再仔细测量A1、G极间正反向电阻，读数相对较小的那次测量的黑表笔所接的管脚为第一阳极A1，红表笔所接管脚为控制极G，如图3-5所示。将黑表笔接已确定了的第二阳极A2，红表笔接第一阳极A1，此时万用表指针应不发生偏转，阻值为无穷大。再用短接线将A2、G极瞬间短接，给G极加上正向触发电压，A2、A1间阻值为10Ω左右。随后断开A2、G极短接线，万用表读数应保持10Ω左右。互换红黑表笔接线，红表笔接第二阳极A2，黑表笔接第一阳极A1。同样万用表指针应不发生偏转，阻值为无穷大。用短接线将A2、G极间再次瞬间短接，给G极加上负向的触发电压，A1、A2间阻值也是10Ω左右。随后断开A2、G极间短接线，万用表读数应不变，保持10Ω左右。符合以上规律，说明被测双向晶闸管未损坏且三个管脚极性判断正确。

图3-5双向晶闸管管脚判别示意图

检测较大功率晶闸管管时，需要在万用表黑笔中串接一节1.5V干电池，以提高触发电压。

（五）用万用表测量常用电子元器件的性能

万用表测量常用电子元器件性能见表3-1。

四、相关理论知识——万用表的组成及基本工作原理

万用表是电子制作中必备的测试工具。它具有测量电流、电压和电阻等多种功能。

1．万用表的结构

万用表种类很多，外形各异，但基本结构和使用方法是相同的。万用表主要有指针式万用表与数字式万用表两种，其外形如图3-6所示。

a)指针式万用表b）数字式万用表c）六位半精密数字万用表

图3-6万用表外形图

2．指针式万用表的工作原理

指针式万用表的工作原理如图3-7所示，其工作原理分析如下：

图3-7指针式万用表的工作原理图

（1）直流电流的测量转换开关置于直流电流档，被测电流从+、－两端接入，便构成直流电流测量电路。图中RAl、RA2、RA3是分流器电阻，与表头构成闭合电路。通过改变转换开关的档位来改变分流器电阻，从而达到改变电流量程的目的。

（2）直流电压的测量转换开关置于直流电压档，被测电压接在+、－两端，便构成直流电压的测量电路。图中RVl、RV2、RV3是倍压器电阻，与表头构成闭合电路。通过改变转换开关的档位来改变倍压器电阻，从而达到改变电压量程的目的。

（3）交流电压的测量转换开关置于交流电压档，被测交流电压接在+、－两端，便构成交流电压测量电路。测量交流时必须加整流器，二极管VD1和VD2组成半波整流电路，表盘刻度反映的是交流电压的有效值。RVl‘、RV2’、RV3‘是倍压器电阻，电压量程的改变与测量直流、电压时相同。

（4）电阻的测量转换开关置于电阻档，被测电阻接在+、－两端，便构成电阻测量电

路。电阻自身不带电源，因此接入电池E。电阻的刻度与电流、电压的刻度方向相反，且标度尺的分度是不均匀的。

3．数字式万用表的工作原理

数字式万用表