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數字萬用表使用方法

來源：電子產品世界 2021-12-22 09:21:15

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1、為什么選擇數字萬用表?——眾里尋她千百度的理由很充分

萬用表，別名有多用表、復用表、三用表(電流、電壓、電阻三用)等，是電子測試領域最基本的工具，一般以測量電壓、電流和電阻為主要目的，有些甚至還可以測量電容、電感、功率、晶體管共射極直流放大系數hFE等。根據內部結構，萬用表分為指針式萬用表和數字萬用表，與傳統模擬式萬用表相比，數字式儀表靈敏度高，精確度高，抗干擾性能好，過載能力強，便于攜帶，使用也更方便簡單，顯示清晰，從根本上消除讀取數據時的視差。因此數字萬用表已成為主流，且有取代模擬表的趨勢。

萬用表是利用一只靈敏的磁電式直流電流表(微安表)做表頭，當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與串聯一些電阻進行分流或降壓，從而可以測出電路中的電流、電壓和電阻。

數字萬用表是在數字直流電壓表的基礎上擴展而成的，核心就是一個200mV量程的數字電壓表，其主要工作原理是需要把被測量的電壓信號、電流信號、交流電壓信號、電阻、電容、電感、二極管等統一轉換直流電壓信號并且經過衰減器衰減到200mV以下，再由模/數(A/D)轉換器將電壓模擬量轉換成數字量，然后通過電子計數器計數，最后把測量結果用數字直接顯示在顯示屏上。

萬用表由表頭、測量電路及轉換開關、表筆等四個主要部分組成。

3.1 數字萬用表的表頭

數字萬用表的表頭(以FLUKE17B為例)一般由一只A/D(模擬/數字)轉換芯片+外圍元件+液晶顯示器組成，精度受表頭的影響，萬用表由于A/D芯片轉換出來的數字，一般也稱為3 1/2位數字萬用表、4 1/2位數字萬用表等等。最常用的芯片是ICL7106(3位半LCD手動量程經典芯片，后續版本為7106A,7106B,7206,7240等等),ICL7129(4位半LCD手動量程經典芯片),ICL7107(3位半LED手動量程經典芯片)。

3.2 數字萬用表的測量電路

測量線路是用來把各種被測量轉換到適合表頭測量的微小直流電流的電路，由電阻、半導體元件及電池組成，可以將各種不同的被測量(如電流、電壓、電阻等)，經過一系列的處理(如整流、分流、分壓等)統一變成一定量限的微小直流電流送入表頭進行測量。

3.3 數字萬用表的選擇開關

選擇開關是一個多檔位的旋轉開關，用來選擇測量項目，一般的測量項目包括：mA(直流電流)、V(-)(直流電壓)、V(～)(交流電壓)、Ω(電阻)等，此外一般也標配二極管檔。

3.4 數字萬用表的表筆

表筆分為紅、黑二只，測量電壓(或電流)時應將紅色表筆插入V(Ω)(或A、mA)插孔，黑色表筆插入COM插孔。

4.1 準確度(精度)

數字萬用表的準確度是測量結果中系統誤差與隨機誤差的綜合。它表示測量值與真值的一致程度，也反映測量誤差的大小。一般情況下，準確度愈高，測量誤差就愈小，反之亦然。

數字萬用表的準確度遠優于模擬指針萬用表。萬用表的準確度是一個很重要的指標，它反映萬用表的質量和工藝能力，準確度差的萬用表很難表達出真實的值，容易引起測量上的誤判。

4.2 分辨力(分辨率)

數字萬用表在最低電壓量程上末位1個字所對應的電壓值，稱作分辨力，它反映出儀表靈敏度的高低。數字數字儀表的分辨力隨顯示位數的增加而提高。不同位數的數字萬用表所能達到的最高分辨力指標不同。

數字萬用表的分辨力指標亦可用分辨率來顯示。分辨率是指儀表能顯示的最小數字(零除外)與最大數字的百分比。

4.3 測量范圍

在多功能數字萬用表中，不同功能均有其對應得可以測量得最大值和最小值。

4.4 測量速率

數字萬用表每秒鐘對被測電量的測量次數叫測量速率，其單位是“次/s”。它主要取決于 A/D 轉換器的轉換速率。有的手持式數字萬用表用測量周期來表示測量的快慢。完成一次測量過程所需要的時間叫測量周期。測量速率與準確度指標存在著矛盾，通常是準確度愈高。

4.5 輸入阻抗

測量電壓時，儀表應具有很高的輸入阻抗，這樣在測量過程中從被測電路中吸取的電流極少，不會影響被測電路或信號源的工作狀態，能夠減少測量誤差。

測量電流時，儀表應該具有很低的輸入阻抗，這樣接入被測電路后，可盡量減小儀表對被測電路的影響，但是在使用萬用表電流檔時，由于輸入阻抗較小，所以較容易燒壞儀表，請用戶在使用時注意。

5.1 數字萬用表的使用方法

下圖介紹數字萬用表的使用流程，簡潔明了，下面具體各參數測量方法見5.2-5.9：

5.2 數字萬用表對電壓測量

1、直流電壓測量

1) 將黑表筆插入COM插孔，紅表筆插入V/Ω插孔;

2) 將功能開關置于直流電壓檔V-量程范圍，并將測試表筆連接到待測電源(測開路電壓)或負載上(測負載電壓降)，紅表筆所接端的極性將同時顯示于顯示器上;

3) 查看讀數，并確認單位。

貼心提示：

1) 如果不知被測電壓范圍.將功能開關置于最大量程并逐漸下降;

2) 如果顯示器只顯示“1”，表示過量程，功能開關應置于更高量程;

3) “ ”表示不要測量高于1000V的電壓，顯示更高的電壓值是可能的，但有損壞內部線路的危險;

4) 當測量高電壓時，要格外注意避免觸電。

2、交流電壓測量(交流電壓測量的是有效值，即rms)

1) 將黑表筆插入COM插孔，紅表筆插入V/Ω插孔;

2) 將功能開關置于交流電壓檔V~量程范圍，并將測試筆連接到待測電源或負載上，測量交流電壓時，沒有極性顯示。

5.3 數字萬用表對電流測量

1、直流電流的測量

1) 將黑表筆插入COM插孔，當測量最大值為200mA的電流時，紅表筆插入mA插孔，當測量最大值為20A的電流時，紅表筆插入20A插孔;

2) 將功能開關置于直流電流檔A-量程，并將測試表筆串聯接入到待測負載上，電流值顯示的同時，將顯示紅表筆的極性。

貼心提示：

1) 如果使用前不知道被測電流范圍，將功能開關置于最大量程并逐漸下降;

2) 表示最大輸入電流為200mA，過量的電流將燒壞保險絲，應再更換，20A量程無保險絲保護，測量時不能超過15秒。

2、交流電流的測量

測量方法與1相同，不過檔位應該打到交流檔位，電流測量完畢后應將紅筆插回“VΩ”孔，若忘記這一步而直接測電壓，表或電源會報廢!

5.4 數字萬用表對電阻測量

將表筆插進“COM”和“VΩ”孔中，把旋鈕打旋到“Ω”中所需的量程，用表筆接在電阻兩端金屬部位。

貼心提示：

1) 如果被測電阻值超出所選擇量程的最大值，將顯示過量程“1”,應選擇更高的量程，對于大于1MΩ或更高的電阻，要幾秒鐘后讀數才能穩定，這是正常的;

2) 當沒有連接好時，例如開路情況，儀表顯示為“1”;

3) 當檢查被測線路的阻抗時，要保證移開被測線路中的所有電源，所有電容放電.被測線路中，如有電源和儲能元件，會影響線路阻抗測試正確性;

4) 萬用表的200MΩ檔位，短路時有10個字，測量一個電阻時，應從測量讀數中減去這10個字。如測一個電阻時，顯示為101.0，應從101.0中減去10個字。被測元件的實際阻值為100.0即100MΩ;

5) 測量中可以用手接觸電阻，但不要把手同時接觸電阻兩端--人體是電阻很大但是有限大的導體。

5.5 數字萬用表對二極管測量

數字萬用表可以測量發光二極管，整流二極管……測量時，表筆位置與電壓測量一樣，將旋鈕旋到“ ”檔;用紅表筆接二極管的正極，黑表筆接負極，這時會顯示二極管的正向壓降。肖基特二極管的壓降是0.2V左右，普通硅整流管(1N4000、1N5400系列等)約為0.7V，發光二極管約為 1.8～2.3V。調換表筆，顯示屏顯示“1.”則為正常，因為二極管的反向電阻很大，否則此管已被擊穿。

5.6 數字萬用表對三極管測量

表筆插位同上;其原理同二極管。先假定A腳為基極，用黑表筆與該腳相接，紅表筆與其他兩腳分別接觸其他兩腳;若兩次讀數均為0.7V左右，然后再用紅筆接A腳，黑筆接觸其他兩腳，若均顯示"1"，則A腳為基極，否則需要重新測量，且此管為PNP管。那么集電極和發射極如何判斷呢?數字表不能像指針表那樣利用指針擺幅來判斷，那怎么辦呢?我們可以利用“hFE”檔來判斷：先將檔位打到“hFE”檔，可以看到檔位旁有一排小插孔，分為PNP和NPN管的測量。前面已經判斷出管型，將基極插入對應管型“b”孔，其余兩腳分別插入“c”，“e”孔，此時可以讀取數值，即β值;再固定基極，其余兩腳對調; 比較兩次讀數，讀數較大的管腳位置與表面“c”，“e”相對應。

貼心提示：上法只能直接對如9000系列的小型管測量，若要測量大管，可以采用接線法，即用小導線將三個管腳引出。這樣方便了很多哦。

5.7 數字萬用表對MOS場效應管測量

N溝道的有國產的3D01，4D01，日產的3SK系列。G極(柵極)的確定：利用萬用表的二極管檔。若某腳與其他兩腳間的正反壓降均大于2V，即顯示“1”，此腳即為柵極G。再交換表筆測量其余兩腳，壓降小的那次中，黑表筆接的是D極(漏極)，紅表筆接的是S極(源極)。

1、電壓檔：

在檢測或制作時，可以用來測量器件的各管腳電壓，與正常時的電壓比較，即可得出是否損壞。還可以用來檢測穩壓值較小的穩壓二極管的穩壓值，其原理如圖：R為1K，電源端的電壓視穩壓管的標稱穩壓值而定，一般比標稱電壓大3V以上，但不要超過15V。再用萬用表檢測D管兩端電壓值，此值即為D管實際穩壓值。

2、電流檔

將表串入電路中，對電流進行測量和監視，若電流遠偏離正常值(憑經驗或原有正常參數)，必要時可以調整電路或者需要檢修。還可以利用該表的20A檔測量電池的短路電流，即將兩表筆直接接在電池兩端。切記時間絕對不要超過1秒!注意：此方法只適用于干電池，5號，7號充電電池，且初學者要有熟悉維修的人員指導下進行，切不可自行操作!根據短路電流即可判斷電池的性能，在滿電的同種電池的情況下，短路電流越大越好。

3、電阻檔

可用于判斷電阻，二極管，三極管好壞的方法之一。對于電阻其實際阻值偏離標稱值過多時則已損壞。對于二三極管，若任兩腳間的電阻都不為很的大值(幾百K 以上)，則可認為性能下降或者已擊穿損壞，注意此三極管是不帶阻的。此法也可用于集成塊，須要說明的是：集成塊的測量只能和正常時參數作比較。

4、普通萬用表的表筆都存在阻值較大，有興趣的愛好者可自行制作一副表筆;方法：準備一米左右的優質音箱線或者多蕊銅電線，帶絕緣套的夾子一對(紅黑色)，用于音箱接線的香蕉插一對(紅黑色);線的一端焊牢在夾上，另一端相應接入香蕉插中;一副優良的表筆即大功告成。

5.8 數字萬用表對電容測試

連接待測電容之前，注意每次轉換量程時，復零需要時間，有漂移讀數存在不會影響測試精度。

1、將功能開關置于電容量程C(F);

2、將電容器插入電容測試座中。

貼心提示：

1) 儀器本身已對電容檔設置了保護，故在電容測試過程中不用考慮極性及電容充放電等情況;

2) 測量電容時，將電容插入專用的電容測試座中;

3) 測量大電容時穩定讀數需要一定的時間;

4) 電容的單位換算：1μF=106pFlμF=103nF。