电子测量技术 第3版 第4章 万用表及其测试技术

4.1概述

4.2模拟式万用表的使用

4.3数字式万用表的使用

第4章万用表及其测试技术4.1概述万用电表简称万用表，万用表是电子测量技术领域中最早出现的测量仪表，它以测量电压、电流、电阻三大参量为主，所以也称为三用表，国家标准中称为复用表。万用表是一种具有多种测量功能、多个测量范围（量程）、应用非常广泛的便携式仪表，它操作简单、读数方便、可靠性高、价格低廉等特点，在相当长的时间内，仍然在发挥着它独特的作用。所以，本书以普遍使用、技术成熟的指针式仪表为基础，对常见万用表测试原理进行分析，掌握其使用方法和测试技术。万用表种类繁多，根据其测量原理及测量结果的显示方式进行分类，一般可分为模拟式万用表和数字式万用表两大类。4.2模拟式万用表4.2.1模拟式万用电表的基本原理

4.2.2MF500型万用电表

4.3.3MF500型万用电表的使用4.2.4模拟式万用电表应用实例4.2.1模拟式万用电表的基本原理模拟式万用电表的基本测量过程是通过一定的测量机构，将被测的模拟电量转换成电流信号，再由电流信号去驱动表头指针偏转，通过相应的刻度板读数即可指示出被测量的大小1．直流电流的测量万用电表的表头是一个动圈式直流电流表，可以直接测量微小的直流电流。2．直流电压的测量万用电表表头是一直流电流表，但由于表头具有一定的内阻R0，电流流过表头就会产生一定的电压降，这个电压的大小与通过的电流成正比。直流电流表分流原理图直流电流表分压原理图3．交流电压的测量万用电表的表头是一个直流电流表，不能直接测量交流电压。交流电流表整流、分压原理图直流电阻的测量4．直流电阻的测量万用电表的电阻档是一个多量程的欧姆表。测量直流电阻的基本原理电路如图4-6所示。万用表测量电阻，实质是测量流过被测电阻Rx的电流。5．音频电平的测量万用电表可以测量音频电平值。电平值的测量是以测量交流电压来实现的，因此，电平测量原理与交流电压的测量相同。4.2.2MF500型万用电表

MF500型万用电表等是电子实训室最常见电子测量仪表，MF500型万用电表是一种高灵敏度，多量限的携带式整流系仪表。该仪表有二十四个，甚至更多的测量量程，能分别测量交直流电压、直流电流、电阻及音频电平。1．MF500型万用电表的主要性能指标（1）测量范围及基本误差（2）灵敏度（3）工作环境2．MF500型万用电表整机原理图3．转换开关通过上面知识的认识，可知万用电表的“万用”是通过节换测量线路实现的。而完成这种“切换”的装置，是转换开关。它分为单转换开关和双转换开关两种，常用的为单转换开关。转换开关的机械结构由多个活动接触点和多个固定接触点组成，前者称为“刀”，后者称为“掷”，且刀和刀之间是联动的，转换开关可以使某些“刀”与“掷”闭合，接通所要求的测量线路。4.2.3MF500型万用电表的使用1．操作面板

500型万用电表面板图2．表头刻度与符号

（1）刻度MF500型万用电表表头刻度盘上有四条刻度线，刻度线的两端标注着读测的种类。

（2）符号万用电表表头上有一些表示万用电表的特性和使用范围的符号，为了能更好地识别和使用万用电表，分别介绍这些常见的符号所代表的意义。3．模拟式万用电表的准确度等级及测量误差分析

（1）人身误差

测量前要把万用电表水平放置，进行机械调零。读数时眼睛要与指针保持垂直。测量电阻时，每换一次档都要进行调零。调不到零时要更换电池。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。（2）电压、电流档量程选择与测量误差直流电压、电流，交流电压、电流等各档，准确试等级的标定是由最大绝对允许误差与所选量程满度值的百分数表示：4．模拟式万用电表的基本使用方法（1）机械调零（2）接线端口选择（3）功能及量程的选择（4）测量过程4.2.4MF500型万用电表

MF500型万用电表等是电子实训室最常见电子测量仪表，MF500型万用电表是一种高灵敏度，多量限的携带式整流系仪表。该仪表有二十四个，甚至更多的测量量程，能分别测量交直流电压、直流电流、电阻及音频电平。4.2.2MF500型万用电表1．晶体二极管的测量万用电表欧姆档含内置电源，把万用电表的表笔接触到二极管的两个引脚上，二极管两端相当于加上了电压。二极管的主要特性是单向导电性，也就是在正向电压的作用下，导通电阻很小；而在反向电压作用下导通电阻极大或无穷大。根据这一特性，用万用电表的欧姆档测出二极管的正向电阻和反向电阻就可判断它的极性及其质量的好坏。2．发光二极管的测量对LED的检测采用万用表的R×10k档（内部电源为9V），其测量方法及对其质量好坏判别与普通二极管相同，但LED的正向、反向电阻均比普通二极管大得多。在测量LED的正向电阻时，可以看到二极管有发光现象。3．晶体三极管的测量晶体三极管的结构示意图根据PNP管、NPN管结构的原理，可以将三极管视为由两个二极管反向串联而成，如图4-10所示。4．变压器线圈极性的判定Tr为被测变压器，E为1.5V的干电池，N1为初级线圈，N2为次级线圈，K为开关。将万用电表置于直流电压1V或2.5V档，接入N2。观察开关k\K闭合一瞬间电表指针的摆动方向，若表针迅速向右摆动又回到零点，则说明a与c为同名端；否则，电表指针左摆，则a与c是异名端。4．变压器线圈极性的判定Tr为被测变压器，E为1.5V的干电池，N1为初级线圈，N2为次级线圈，K为开关。将万用电表置于直流电压1V或2.5V档，接入N2。观察开关k\K闭合一瞬间电表指针的摆动方向，若表针迅速向右摆动又回到零点，则说明a与c为同名端；否则，电表指针左摆，则a与c是异名端。5．电感器的检测（1）电容器容量大小及质量的判别（2）电解电容器的正、负极判别（3）变电容器的检测6．电容器的检测用万用表最小电阻档（R×1档，一般电感器的电感线圈的电阻值为几Ω或几十Ω）测量电感器的通断。具体操作：万用电表的两只表笔分别接触电感器的接线端，若测得线圈的电阻远大于标称值或趋于无穷大，说明电感器内部断路；若测得线圈的电阻远小于标称阻值或趋于0，说明电感线圈内部短路。4.3数字式万用电表4.3.1数字式万用电表结构图4.2.2MF500型万用电表1．晶体二极管的测量万用电表欧姆档含内置电源，把万用电表的表笔接触到二极管的两个引脚上，二极管两端相当于加上了电压。二极管的主要特性是单向导电性，也就是在正向电压的作用下，导通电阻很小；而在反向电压作用下导通电阻极大或无穷大。根据这一特性，用万用电表的欧姆档测出二极管的正向电阻和反向电阻就可判断它的极性及其质量的好坏。4.3.2数字式万用电表的分类国内外生产数字式万用电表多达数百种，其分类方法也很多。如果按显示器显示结果的位数分，可分为三位半、五位、八位等；按A/D转换方式可分为比较型和积分型等等。4.3.3数字式万用电表的性能特点1．显示直观2．测量速度快4．输入阻抗高5．抗干扰能力强6．具有完善的保护功能4.3.4DT830型数字式万用电表13DT830型数字式万用电表面板图1．DT830型数字式万用电表的主要技术指标DT830型数字式万用电表基本档共有28个：DCV：200mV、2V、20V、200V、1000VACV：200mV、2V、20V、200V、750VDCA：200μA、2mA、20mA、200mAACA：200μA、2mA、20mA、200mAΩ：200Ω、2kΩ、20kΩ、200kΩ、2MΩ、20MΩ2.数字式万用电表的基本测量方法（1）直流电压的测量将功能量程选择开关拨至“DCV”区域内合适的量程档，红表笔插入“V.Ω”插孔，黑表笔插入“COM”插孔，然后将电源开关拨至“ON”位置，将表笔与被测电路并联接入，显示器将显示被测电压的值。在显示直流电压值的同时，同时也显示红表笔端的极性。（2）交流电压的测量将功能量程选择开关拨到“ACV”区域内合适的量程档，表笔接法同直流电压的测量。将电源开关拨至“ON”的位置，即可进行交流电压的测量。（3）直流、交流电流的测量将功能量程选择开关拨至“DCV”或“ACA”区域内合适的量程档，红表笔接“mA”插孔（被测电流≤200mA）或接“10A”插孔（被测电流＞200mA）,黑表笔插入“COM”插孔，然后接通电源，将数字式万用电表串接于电路中，显示器即显示被测电流值，在显示直流电流的同时，将显示红表笔端的极性（测直流电流时，不必考虑正、负极性，电表可自动显示极性）。（4）电阻的测量将功能量程选择开关拨至“Ω”区域内的合适量程档，红表笔接“Ω”插孔，黑表笔接“COM”插孔。接通电源，将两表笔接于被测电阻两端，显示器将显示被测电阻值。（5）二极管的测试将功能量程选择开关拨至二极管符号“

”档，红表笔插入“V.Ω”，黑表笔插入“COM”插孔。接通电源，两表笔接到被测二极管两端或将二极管插入三极管专用管座C和E孔，显示器将显示二极管正向压降的mV值。当二极管反向连接时，显示超量程“1”标志。（6）晶体三极管的测量将功能量程选择开关拨至“hEF”位置（有的数字式万用电表为“NPN”或“PNP”标识），接通电源，将三极管的三个管脚按被测管型的不同，分别插入“hEF”相应的管座内，此时显示器将显示出晶体管的放大系数hEF值。4.3.5数字式万用电表的应用实例（1）线路通断的检测将功能量程选择开关拨至蜂呜器位置，红表笔接““V.Ω”插孔，黑表笔接“COM”插孔，接通电源。用表笔分别接于待测导体两端，若被测电路电阻低于约30Ω，蜂呜器发声，表示线路是通的。若被测电路是开路，蜂呜器不发声且显来为“1”。（2）判别电源火线与零线数字式万用电表对电源火线、零线的判别