指針式萬用表使用與原理.docVIP

“萬用表”是萬用電表的簡稱，它是我們電子制作中一個必不可少的工具。萬用表能測量電流、電壓、電阻、有的還可以測量三極管的放大倍數(shù)，頻率、電容值、邏輯電位、分貝值等。萬用表有很多種，現(xiàn)在最流行的有機(jī)械指針式的和數(shù)字式的萬用表（見圖）。它們各有優(yōu)點。對于電子初學(xué)者，建議使用指針式萬用表，因為它對我們熟悉一些電子知識原理很有幫助。下面我們介紹一些機(jī)械指針式萬用表的原理和使用方法。萬用表的基本原理萬用表的基本原理是利用一只靈敏的磁電式直流電流表（微安表）做表頭。當(dāng)微小電流通過表頭，就會有電流指示。但表頭不能通過大電流，所以，必須在表頭上并聯(lián)與串聯(lián)一些電阻進(jìn)行分流或降壓，從而測出電路中的電流、電壓和電阻。下面分別介紹。測直流電流原理。如圖1a所示，在表頭上并聯(lián)一個適當(dāng)?shù)碾娮瑁ń蟹至麟娮瑁┻M(jìn)行分流，就可以擴(kuò)展電流量程。改變分流電阻的阻值，就能改變電流測量范圍。測直流電壓原理。如圖1b所示，在表頭上串聯(lián)一個適當(dāng)?shù)碾娮瑁ń斜对鲭娮瑁┻M(jìn)行降壓，就可以擴(kuò)展電壓量程。改變倍增電阻的阻值，就能改變電壓的測量范圍。測交流電壓原理。如圖1c所示，因為表頭是直流表，所以測量交流時，需加裝一個并、串式半波整流電路，將交流進(jìn)行整流變成直流后再通過表頭，這樣就可以根據(jù)直流電的大小來測量交流電壓。擴(kuò)展交流電壓量程的方法與直流電壓量程相似。測電阻原理。如圖1d所示，在表頭上并聯(lián)和串聯(lián)適當(dāng)?shù)碾娮?，同時串接一節(jié)電池，使電流通過被測電阻，根據(jù)電流的大小，就可測量出電阻值。改變分流電阻的阻值，就能改變電阻的量程。萬用表的使用萬用表（以105型為例）的表盤如右圖所示。通過轉(zhuǎn)換開關(guān)的旋鈕來改變測量項目和測量量程。機(jī)械調(diào)零旋鈕用來保持指針在靜止處在左零位?！啊闭{(diào)零旋鈕是用來測量電阻時使指針對準(zhǔn)右零位，以保證測量數(shù)值準(zhǔn)確。萬用表的測量范圍如下：直流電壓：分5檔0-6V；0-30V；0-150V；0-300V；0-600V。交流電壓：分5檔0-6V；0-30V；0-150V；0-300V；0-600V直流電流：分3檔0-3mA；0-30mA；0-300mA。電阻：分5檔R*1；R*10；R*100；R*1K；R*10K測量電阻：-先將表棒搭在一起短路，使指針向右偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，隨即調(diào)整“”調(diào)零旋鈕，使指針恰好指到0。然后將兩根表棒分別接觸被測電阻（或電路）兩端，讀出指針在歐姆刻度線（第一條線）上的讀數(shù)，再乘以該檔標(biāo)的數(shù)字，就是所測電阻的阻值。例如用R*100擋測量電阻，指針指在80，則所測得的電阻值為80*100=8K。由于“”刻度線左部讀數(shù)較密，難于看準(zhǔn)，所以測量時應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)臍W姆檔。使指針在刻度線的中部或右部，這樣讀數(shù)比較清楚準(zhǔn)確。每次換檔，都應(yīng)重新將兩根表棒短接，重新調(diào)整指針到零位，才能測準(zhǔn)。測量直流電壓：-首先估計一下被測電壓的大小，然后將轉(zhuǎn)換開關(guān)撥至適當(dāng)?shù)腣量程，將正表棒接被測電壓“+”端，負(fù)表棒接被測量電壓“-”端。然后根據(jù)該擋量程數(shù)字與標(biāo)直流符號“DC-”刻度線（第二條線）上的指針?biāo)笖?shù)字，來讀出被測電壓的大小。如用V300伏檔測量，可以直接讀0-300的指示數(shù)值。如用V30伏檔測量，只須將刻度線上300這個數(shù)字去掉一個“0”，看成是30，再依次把200、100等數(shù)字看成是20、10既可直接讀出指針指示數(shù)值。例如用V6伏檔測量直流電壓，指針指在15，則所測得電壓為1.5伏。測量直流電流：-先估計一下被測電流的大小，然后將轉(zhuǎn)換開關(guān)撥至合適的mA量程，再把萬用表串接在電路中，如圖所示。同時觀察標(biāo)有直流符號“DC”的刻度線，如電流量程選在3mA檔，這時，應(yīng)把表面刻度線上300的數(shù)字，去掉兩個“0”，看成3，又依次把200、100看成是2、1，這樣就可以讀出被測電流數(shù)值。例如用直流3mA檔測量直流電流，指針在100，則電流為1mA。測量交流電壓：-測交流電壓的方法與測量直流電壓相似，所不同的是因交流電沒有正、負(fù)之分，所以測量交流時，表棒也就不需分正、負(fù)。讀數(shù)方法與上述的測量直流電壓的讀法一樣，只是數(shù)字應(yīng)看標(biāo)有交流符號“AC”的刻度線上的指針位置。使用萬用表的注意事項萬用表是比較精密的儀器，如果使用不當(dāng)，不僅造成測量不準(zhǔn)確且極易損壞。但是，只要我們掌握萬用表的使用方法和注意事項，謹(jǐn)慎從事，那么萬用表就能經(jīng)久耐用。使用萬用表是應(yīng)注意如下事項：測量電流與電壓不能旋錯檔位。如果誤將電阻檔或電流檔去測電壓，就極易燒壞電表。萬用表不用時，最好將檔位旋至交流電壓最高檔，避免因使用不當(dāng)而損壞。測量直流電壓和直流電流時，注意“+”“-”極性，不要接錯。如發(fā)現(xiàn)指針開反轉(zhuǎn)，既應(yīng)立即調(diào)換表棒，以免損壞指針及表頭。如果不知道被測電壓或電流的大小，應(yīng)先用最高檔，而后再選用合適的檔位來測試，以免表針偏轉(zhuǎn)過度而損壞表頭。所選用的檔位愈靠近被測值，測量的數(shù)值就愈準(zhǔn)確。測量電阻時，不要用手觸及元件的裸體的兩端（或兩支表棒的金屬部分），以免人體電阻與被測電阻并聯(lián)，使測量結(jié)果不準(zhǔn)確。測量電阻時，如將兩支表棒短接，調(diào)“零歐姆”旋鈕至最大，指針仍然達(dá)不到0點，這種現(xiàn)象通常是由于表內(nèi)電池電壓不足造成的，應(yīng)換上新電池方能準(zhǔn)確測量。萬用表不用時，不要旋在電阻檔，因為內(nèi)有電池，如不小心易使兩根表棒相碰短路，不僅耗費電池，嚴(yán)重時甚至?xí)p壞表頭。7樓：參與討論作者： 于 2007-3-21 15:57:43 發(fā)布：用萬用表檢測微機(jī)的項目及方法1、微機(jī)萬用表檢測的注意事項在用萬用表檢測微機(jī)端子的電壓和電阻時應(yīng)注意以下幾點事項：（1）在檢測之前，應(yīng)先檢查汽車微機(jī)控制系統(tǒng)及其他電氣系統(tǒng)各熔斷器、熔斷絲及有關(guān)的線束插頭（連接器）是否良好。幾種常見車型微機(jī)及熔斷器的安裝位置如圖 1所示，其他車型參見維修手冊。（2）在點火開關(guān)處于開啟（ON）位置時，蓄電池電壓應(yīng)不低于11V，過低的蓄電池電壓會影響測量結(jié)果。（3）必須使用高阻抗的萬用表（阻抗應(yīng)大于10M/V），低阻抗的萬用表會損壞微機(jī)。最好使用汽車專用萬用表進(jìn)行檢測。（4）必須在微機(jī)和線束連接器（插頭）處于連接的狀態(tài)下測量微機(jī)各端子的電壓，并且萬用表的測筆應(yīng)從線束插頭的導(dǎo)線一側(cè)插入進(jìn)行測量微機(jī)各端子的電壓（如圖 2所示）。（5）不可在拔下微機(jī)的線束與連接器的狀態(tài)下，直接測量微機(jī)的各端子電阻，否則會損壞微機(jī)。（6）若要拔下微機(jī)的線束連接器測量各控制線路，則應(yīng)先拆下蓄電池負(fù)極搭鐵線。不可在蓄電池連接完好的狀態(tài)下拔下微機(jī)的線束連接器，否則可能損壞微機(jī)。（7）在檢測時，應(yīng)先將微機(jī)連同線束一同拆下，在線束連接器處于連接的狀態(tài)下，按檢測數(shù)據(jù)表中的順序。分別在點火開關(guān)關(guān)閉（OFF）、開啟（ON）及發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)狀態(tài)下測量微機(jī)各端子與搭鐵端子之間的電壓。也可以拔下微機(jī)線束連接器，測量各控制線路的電阻，從而確定控制線路是否正常。2、微機(jī)端子電壓的測量方法和步驟（1）用萬用表檢測蓄電池的電壓，應(yīng)大于或等于11V，否則充電后再測量。（2）從汽車上拆下微機(jī)，但保持線束連接器與微機(jī)處于連接狀態(tài)（即不拔下線束）。（3）將點火開關(guān)置于“ON”位置。（4）將萬用表置于電壓檔。（5）依次將萬用表測筆從線束插頭的導(dǎo)線一側(cè)插入，如圖 2所示，測量微機(jī)各端子與搭鐵端子之間的電壓。（6）記錄各端子與搭鐵端子間的電壓值，并與標(biāo)準(zhǔn)檢測數(shù)據(jù)相比較。如測得的電壓與標(biāo)準(zhǔn)值不符，則說明微機(jī)或控制線路有故障。3、微機(jī)端子間電阻的測量方法和步驟（1）從汽車上拆下微機(jī)。（2）拔下導(dǎo)線連接器。（3）如圖 3所示，用萬用表歐姆檔，測量導(dǎo)線連接器各端子間電阻值（注意：不要觸碰微機(jī)的接線端子，應(yīng)將測筆從導(dǎo)線側(cè)插入導(dǎo)線連接器中）。（4）記錄所測電阻值，并與標(biāo)準(zhǔn)檢測數(shù)據(jù)相比較，從而確定微機(jī)控制線路是否正常。若通過上述檢查確認(rèn)微機(jī)有故障，也不可輕易廢棄微機(jī)，應(yīng)再通過總成互換的方法再次進(jìn)行確定是否真的是微機(jī)損壞。微機(jī)損壞多數(shù)情況下是能夠維修的。因為微機(jī)多數(shù)損壞是因檢測或使用不當(dāng)引起的二極管、三極管、電容、電阻的損壞，而這些元件是通用標(biāo)準(zhǔn)件，市場上可購得，只要熟悉電子電路維修技術(shù)就可以更換。但微機(jī)中的專用集成電路或PROM等損壞是無法修的。8樓：參與討論作者： 于 2007-3-21 16:08:26 發(fā)布：更好地利用數(shù)字萬用表測量的8項提示提示1 避免因連接、測試線和數(shù)字萬用表連線造成的測量誤差 消除因接線所造成誤差的最簡單方法是進(jìn)行調(diào)零測量。對于直流電壓或電阻測量，要選擇適合的測量量程，然后把探頭接到一起并等待一個測量 這是最接近于零輸入的情況 然后按調(diào)零(null)按鈕。以下得到的讀數(shù)將扣除調(diào)零測量的結(jié)果。調(diào)零測量非常適合直流和電阻測量功能。但這項這技術(shù)并不適合交流測量。交流轉(zhuǎn)換器在量程的較低部分不能很好工作;AGILENT 34401A 數(shù)字萬用表的模擬轉(zhuǎn)換器未規(guī)定低于10%滿度時的技術(shù)指標(biāo)。AGILENT 34410A 和34411A數(shù)字萬用表用數(shù)字技術(shù)，能一直測量到1%滿度，但也不能用于測量短路。連接 如果您用不同金屬連接，就會構(gòu)成一個熱偶結(jié)。熱偶結(jié)產(chǎn)生隨溫度變化的電壓。這一電壓雖然很低，但如果您正在測量小電壓，或您的系統(tǒng)有許多連接，就需要認(rèn)真對待這一問題?？烧J(rèn)為這一熱偶結(jié)是在DUT 處、繼電器(多路轉(zhuǎn)換器)處和您數(shù)字萬用表處。使用銅 - 銅結(jié)可把這一偏置量減到最小。在進(jìn)行電阻測量時，您可使用偏置補償測量任何偏置電壓，并扣除這項誤差。圖1示出在偏置補償測量中進(jìn)行的兩次測量，第一次測量帶有電流源，第二次測量沒有電流源。把第一個讀數(shù)減第二個讀數(shù)，再除以已知的電流源電流值，就得到實際電阻值。由于測量中要取兩個讀數(shù)，因此讀數(shù)速度會降低，但測量精度將提高。偏置補償既可用于兩線，也可用于四線電阻測量。圖 1使用兩次測量的偏置補償。第一次測量是標(biāo)準(zhǔn)歐姆測量; 第二次是測量熱電動勢產(chǎn)生的偏置量。電壓表讀數(shù)是這兩次測量的差除以已知電流源。連線 四線歐姆法是測量小電阻的最精確方法。用這種方法能自動扣除測試線電阻和接觸電阻。四線電阻測量連接見圖2。使用一個已知電流源和測量電阻器產(chǎn)生的電壓，就能計算出未知電阻值。一組附加測試線用來承載至未知電阻器的電流，在它上面產(chǎn)生的電壓可通過電壓感應(yīng)線測量。沒有電流流過電壓感應(yīng)線，因此它也不會產(chǎn)生電壓降。沒有電流流過電壓敏感線。 數(shù)字萬用表用所測電壓值除以已知電流，從而得到未知電阻值。內(nèi)部數(shù)字萬用表偏置自動歸零用于消除數(shù)字萬用表內(nèi)部的誤差源。在自動歸零被啟用時，數(shù)字萬用表在每次測量后從內(nèi)部斷開輸入信號，得到一個零讀數(shù)。然后在接著的測量中減去該零讀數(shù)。這樣就避免了數(shù)字萬用表輸入電路中所存在偏置電壓對測量精度的影響。四線測量中自動歸零是始終啟用的，但您可為提高測量速度而禁用自動歸零功能。當(dāng)自動歸零禁用時，數(shù)字萬用表取一次零讀數(shù)，然后把它從隨后的所有測量中扣除。在您每次改變功能、量程或積分時間時，都會取一次新的零讀數(shù)。提示2 測量大電阻穩(wěn)定時間效應(yīng)與電阻器并聯(lián)的電容會在最初連接后和量程改變后產(chǎn)生穩(wěn)定時間誤差?，F(xiàn)代數(shù)字萬用表插入一個觸發(fā)延遲，它給出用于使測量達(dá)到穩(wěn)定的時間。觸發(fā)延遲的長度取決于所選的功能和量程。在電纜和裝置的組合電容量小于數(shù)百pF 時，這些延遲對于電阻測量是足夠的，但如果電阻器上有并聯(lián)的電容，或您測量的是高于100 k 的電阻，默認(rèn)的延遲也許是不夠的。由于RC時間常數(shù)的影響，穩(wěn)定可能需要相當(dāng)長的時間。有些精密電阻器和多功能校準(zhǔn)器使用并聯(lián)的電容器(1000 pF 至100 F)，它和高值電阻器一起濾除由內(nèi)部電路注入的噪聲電流。由于電纜和其它裝置中的介電吸收(浸潤)效應(yīng)，有可能會增加RC 時間常數(shù)，并要求更長的穩(wěn)定時間。在這種情況下，您可能需要在進(jìn)行測試前先增加觸發(fā)延遲。電容存在時的偏置補償如果電阻器上有并聯(lián)電容，就可能需要關(guān)斷偏置補償。當(dāng)偏置補償在沒有電流源的情況下取第二個讀數(shù)時，它將測量任何電壓偏置。但如果裝置有長的穩(wěn)定時間，就會造成有誤差的偏置測量。數(shù)字萬用表會把同樣的觸發(fā)延遲用于偏置測量，以試圖避免穩(wěn)定時間問題。增加觸發(fā)延遲是使裝置完全穩(wěn)定的另一解決方案。高電阻測量中的連接在您測量大電阻時，絕緣電阻和表面污染會造成相當(dāng)大的誤差。需采取各種預(yù)防措施保持高阻系統(tǒng)的“清潔”。測試線和夾具對絕緣材料和“骯臟”表面膜層吸濕所造成的泄漏非常敏感。與PTFE Teflon絕緣體(109 )相比，尼龍和PVC是相對差的絕緣體(1013 G)。如果您在潮濕條件下測量1 M 電阻，尼龍或PVC 絕緣體泄漏對誤差的貢獻(xiàn)很容易達(dá)到0.1%。提示3 用直流偏置進(jìn)行交流測量許多信號包含AC和DC兩種成份。例如不對稱方波就包含這兩種成份。許多聲頻信號中也含有由DC偏置電流產(chǎn)生的DC偏移，該電流用于驅(qū)動輸出晶體管。有些情況需要測量DC+AC電壓，而另一些情況可能只需要AC成份。對于這一聲頻例子，放大器增益就是把輸入AC電壓與輸出AC 電壓相比較。大多數(shù)現(xiàn)代萬用表在AC RMS轉(zhuǎn)換器前面使用一個隔直流電容器。它隔離DC電壓，而允許萬用表只測量AC值。更重要的是萬用表可為實現(xiàn)最好的測量標(biāo)度AC信號。例如在測量電源的AC紋波時，萬用表隔離高電平的DC，而根據(jù)按AC成分選擇的量程放大AC 信號。為進(jìn)行最精確的AC+DC測量，應(yīng)獨立測量這兩種成分。萬用表可通過使用適合的量程和抑制AC 成分的積分時間，實現(xiàn)所可能的最好DC測量。在進(jìn)行AC測量時，要按AC成份選擇適宜的量程。您可使用如下公式計算AC+DC RMS 值:True RMSAC+DC = ( AC2 + DC2 )AGILENT 新的34410A 和34411A在進(jìn)行AC 電壓測量時使用隔直流電容器。AC 的測量采用數(shù)字技術(shù)，可得到更快的穩(wěn)定時間，并能處理更高的峰值因子，這是在測量脈沖串時經(jīng)常會遇到的情況。在測量脈沖時，要確保脈沖不包含高于萬用表帶寬的頻率。34410A 和34411A能測量達(dá)300 kHz的AC信號。如果有大量AC成分的頻率低于8 kHz，那么34410A 和34411A 會有帶峰值檢測的DC功能精確測量DC和AC成分。對于更高頻率的信號，您可單獨測量AC成分，再用公式計算AC+DC的測量結(jié)果。提示4 用數(shù)字萬用表測量低頻交流信號大多數(shù)現(xiàn)代萬用表可測量頻率低至20 Hz 的AC信號。但有些應(yīng)用要求測量更低頻率的信號。為進(jìn)行這樣的測量，您需要選擇適合的萬用表，并進(jìn)行適宜的配置。請看下面這些例子:AGILENT 34410A 和34411A 萬用表使用數(shù)字采樣技術(shù)，可進(jìn)行低至3 Hz 的真有效值測量。它通過數(shù)字方法在慢濾波器時把穩(wěn)定時間提高到2.5 s，為進(jìn)行最好的測量，您應(yīng)注意:1. 設(shè)置正確的AC 濾波器非常重要。濾波器用于平滑真有效值轉(zhuǎn)換器的輸出。在頻率低于20 Hz時，正確的設(shè)置是LOW。在LOW濾波器設(shè)置時，通過插入2.5 s延遲保證萬用表穩(wěn)定。用如下命令設(shè)置低濾波器。VOLTage:AC:BANDwidth MIN2. 如果您知道被測信號的最大電平，應(yīng)設(shè)置手動量程，以幫助加快測量。每次低頻測量的較長穩(wěn)定時間將會顯著減慢自動量程。我們推薦您設(shè)置手動量程。3. 34401A 用一個隔直流電容器阻斷AC RMS 轉(zhuǎn)換器測量直流信號。從而允許萬用表用最好的量程測量AC 成份。在測量具有高輸出阻抗的源時，為保證隔直流電容器的穩(wěn)定，需要保證有充裕的時間。穩(wěn)定時間不受AC 信號頻率影響，但會受DC 信號中任何變化的影響。The AGILENT 3458A 有三種測量AC RMS 電壓的方法; 它的同步采樣模式能測量低至1 Hz 的信號。為把萬用表配置為進(jìn)行低頻測量:1. 選擇同步采樣模式:SETACV: SYNC2. 在您使用同步采樣模式時，對于ACV 和ACDCV 功能，輸入信號是DC 耦合的。在ACV 功能時，用數(shù)學(xué)方法把DC 成分從讀數(shù)中扣除。