數(shù)字萬(wàn)用表原理以及各種測(cè)量使用方法全程圖解
數(shù)字萬(wàn)用表相對(duì)來(lái)說(shuō)，屬于比較簡(jiǎn)單的測(cè)量?jī)x器。數(shù)字萬(wàn)用表可用來(lái)測(cè)量直流和交流電壓、直流和交流電流、電阻、電容、頻率、電池、二極管等等。整機(jī)電路設(shè)計(jì)以大規(guī)模集成電路雙積分A/D轉(zhuǎn)換器為核心，并配以全過(guò)程過(guò)載保護(hù)電路，使之成為一臺(tái)性能優(yōu)越的工具儀表，是電工的必備工具之一。
本篇，作者就教大家數(shù)字萬(wàn)用表的正確使用方法。從數(shù)字萬(wàn)用表的電壓、電阻、電流、二極管、三極管、MOS場(chǎng)效應(yīng)管的測(cè)量等測(cè)量方法開始，讓你更好的掌握萬(wàn)用表測(cè)量方法。
數(shù)字萬(wàn)用表工作原理
數(shù)字萬(wàn)用表是高精度儀器。數(shù)字萬(wàn)用表的雙積分ADC是讓萬(wàn)用表達(dá)到高精度的關(guān)鍵器件。
圖1是雙積分ADC的工作原理。
圖1 雙積分ADC的工作原理
雙積分ADC包括2個(gè)部分：第一部分是充電和積分電路(圖1的上升部分);第二部分是放電部分(圖1的下降部分)。
在上升部分，未知信號(hào)按固定時(shí)間(t1)給積分器充電(積分時(shí)間通常是市電周期的整數(shù)倍數(shù)，以抑制市電干擾)。在下降部分，積分器按參考電壓進(jìn)行固定速率的放電，t2是放電時(shí)間，由計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，以測(cè)量未知的輸入電壓。
圖2是最經(jīng)典的數(shù)字萬(wàn)用表34401A的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2 業(yè)界經(jīng)典的數(shù)字萬(wàn)用表34401A的結(jié)構(gòu)框圖
34401A數(shù)字萬(wàn)用表包括幾個(gè)部分：
1)前面板輸入和后面板輸入選擇部分;
2)測(cè)試功能切換部分;
3)直流放大和電阻測(cè)試中的電流產(chǎn)生電路;
4)AC測(cè)量中的AC到DC轉(zhuǎn)換電路;
5)雙積分ADC部分;
6)邏輯控制和處理部分;
7)編程接口部分;
8)供電部分;
9)前面板部分。
直流電壓DC、交流電壓AC、電流I、4線電阻的測(cè)量?jī)?nèi)部原理如下：
圖4 AC測(cè)量?jī)?nèi)部原理
圖3 DC測(cè)量?jī)?nèi)部原理
圖5 電流I(ACI,DCI)測(cè)量?jī)?nèi)部原理
圖6 4線電阻測(cè)量?jī)?nèi)部原理
一、操作前注意事項(xiàng)
(1)將ON-OFF開關(guān)置于ON位置，檢查9V電池，如果電池電壓不足，或“BAT”將顯示在顯示器上，這時(shí)，則應(yīng)更換電池;如果沒(méi)有出現(xiàn)則按以下步驟進(jìn)行;
(2)測(cè)試前，功能開關(guān)應(yīng)放置于所需量程上，同時(shí)要注意指針的位置，如下圖所示：
(3)同時(shí)要特別注意的是，測(cè)量過(guò)程中，若需要換擋或換插針位置時(shí)，必須將兩支表筆從測(cè)量物體上移開，再進(jìn)行換擋和換插針位置。
二、電壓檔的使用與注意事項(xiàng)
1、直流電壓的測(cè)量，如電池、隨身聽電源等。
首先將黑表筆插進(jìn)“com”孔，紅表筆插進(jìn)“VΩ”。把旋鈕選到比估計(jì)值大的量程(注意：表盤上的數(shù)值均為最大量程，“V-”表示直流電壓檔，“V～”表示交流電壓檔，“A”是電流檔)，接著把表筆接電源或電池兩端;保持接觸穩(wěn)定。數(shù)值可以直接從顯示屏上讀取，若顯示為“1.”，則表明量程太小，那么就要加大量程后再測(cè)量工業(yè)電器。如果在數(shù)值左邊出現(xiàn)“-”，則表明表筆極性與實(shí)際電源極性相反，此時(shí)紅表筆接的是負(fù)極。
2、交流電壓的測(cè)量。表筆插孔與直流電壓的測(cè)量一樣，不過(guò)應(yīng)該將旋鈕打到交流檔“V～”處所需的量程即可。交流電壓無(wú)正負(fù)之分，測(cè)量方法跟前面相同。無(wú)論測(cè)交流還是直流電壓，都要注意人身安全，不要隨便用手觸摸表筆的金屬部分。
測(cè)電壓時(shí)，必須把黑表筆插于COM孔，紅表筆插于V孔，如下圖紅色框所示;
若測(cè)直流電壓，則將指針打到如下圖所示直流檔位：
若測(cè)交流電壓，則將指針打到如下圖所示交流電壓檔位：
(1)如果不知道被測(cè)電壓范圍，將功能開關(guān)置于大量程并逐漸降低量程(不能在測(cè)量中改變量程);
(2)如果顯示“1”，表示過(guò)量程，功能開關(guān)應(yīng)置于更高的量程;
(3) △!表示不要輸入高于萬(wàn)用表要求的電壓，顯示更高的電壓值是可能的，但有損壞內(nèi)部線路的危險(xiǎn);
(4)當(dāng)測(cè)高壓時(shí)，應(yīng)特別注意避免觸電;
(5)數(shù)字表電壓檔的內(nèi)阻很大，至少在兆歐級(jí)，對(duì)被測(cè)電路影響很小。但極高的輸出阻抗使其易受感應(yīng)電壓的影響，在一些電磁干擾比較強(qiáng)的場(chǎng)合測(cè)出的數(shù)據(jù)可能是虛的。要注意到避免外界磁場(chǎng)對(duì)萬(wàn)用表的影響(比如有大功率用電器件在使用時(shí));
(6)在使用萬(wàn)用表過(guò)程中，不能用手去接觸表筆的金屬部分 ，這樣一方面可以保證測(cè)量的準(zhǔn)確，另一方面也可以保證人身安全。
三、電容檔的測(cè)量與注意事項(xiàng)
電容容量的測(cè)量方法：
如下圖方框所示，將指針打到電容檔(F檔)。
在數(shù)字萬(wàn)用表的檔位左下方有兩個(gè)孔，上面寫的是Cx，把需要測(cè)的電容原件插到里面就可以測(cè)了，要是有極性的電容要注意正負(fù)極。
電容(或電容量，Capacitance)指的是在給定電位差下的電荷儲(chǔ)藏量;記為C，國(guó)際單位是法拉(F)，表征電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量。
如何判斷電容的好壞?
用指針式萬(wàn)用表歐姆檔(檔位隨電容量調(diào)節(jié))，先對(duì)電容放電，然后兩表筆觸碰電容兩引腳，此時(shí)表指針會(huì)快速擺動(dòng)并迅速回到起始位置，反過(guò)來(lái)再觸碰指針會(huì)擺到更遠(yuǎn)位置并快速回頭到原來(lái)位置。如指針擺動(dòng)了回不到原來(lái)位置那電容就是漏電了(大容量電解電容有輕微漏電是正常的)。如指針不動(dòng)那就是電容斷路了(容量太小如幾PF測(cè)不出來(lái)，我用10K檔最小能測(cè)到3N3，4N7等容量的小電容)。
測(cè)電容是否漏電的方法：
對(duì)一千微法以上的電容，可先用R×10Ω檔將其快速充電，并初步估測(cè)電容容量，然后改到R×1kΩ檔繼續(xù)測(cè)一會(huì)兒，這時(shí)指針不應(yīng)回返，而應(yīng)停在或十分接近∞處，否則就是有漏電現(xiàn)象。對(duì)一些幾十微法以下的定時(shí)或振蕩電容(比如彩電開關(guān)電源的振蕩電容)，對(duì)其漏電特性要求非常高，只要稍有漏電就不能用，這時(shí)可在R×1kΩ檔充完電后再改用R×10kΩ檔繼續(xù)測(cè)量，同樣表針應(yīng)停在∞處而不應(yīng)回返。
四、電流檔的使用與注意事項(xiàng)
1、直流電流的測(cè)量。先將黑表筆插入“COM”孔。若測(cè)量大于200mA的電流，則要將紅表筆插入“10A”插孔并將旋鈕打到直流“10A”檔;若測(cè)量小于200mA的電流，則將紅表筆插入“200mA”插孔，將旋鈕打到直流200mA以內(nèi)的合適量程。調(diào)整好后，就可以測(cè)量了。將萬(wàn)用表串進(jìn)電路中，保持穩(wěn)定，即可讀數(shù)。若顯示為“1.”，那么就要加大量程;如果在數(shù)值左邊出現(xiàn)“-”，則表明電流從黑表筆流進(jìn)萬(wàn)用表。
交流電流的測(cè)量。測(cè)量方法與1相同，不過(guò)檔位應(yīng)該打到交流檔位，電流測(cè)量完畢后應(yīng)將紅筆插回“VΩ”孔，若忘記這一步而直接測(cè)電壓，哈哈!你的表或電源會(huì)在“一縷青煙中上云霄”--報(bào)廢!
如下圖方框所示，萬(wàn)用表電流檔分為交流檔與直流檔兩個(gè)，當(dāng)測(cè)量電流時(shí)，必須將萬(wàn)用表指針打到相應(yīng)的檔位上才能進(jìn)行測(cè)量。
交流檔
直流檔
在測(cè)量電流時(shí)，若使用mA檔進(jìn)行測(cè)量，須把萬(wàn)用表黑表筆插在COM孔上，把紅表筆插在mA檔上，如下圖方框所示;
若使用10A檔進(jìn)行測(cè)量，則黑表筆不變，仍插在COM孔上，而把紅表筆拔出插到10A孔上，如下圖方框所示。
電流測(cè)量注意事項(xiàng)：
(1)如果使用前不知道被測(cè)電流范圍，將功能開關(guān)置于最大量程并逐漸降低量程(不能在測(cè)量中改變量程);
(2)如果顯示器只顯示“1”，表示過(guò)量程，功能開關(guān)應(yīng)置于更高量程;
(3)表筆插孔上表示最大輸入電流為10A，測(cè)量過(guò)大的電流將會(huì)燒壞保險(xiǎn)絲。
五、二極管檔的使用與注意事項(xiàng)
將萬(wàn)用表指針打到如下圖方框所示二極管檔，黑表筆插于COM孔，紅表筆插于V孔。此檔位除了可測(cè)量二極管外，還可用于測(cè)量三極管、編碼開關(guān)、線路是否連通等。
下面以三極管和電位器來(lái)進(jìn)行舉例說(shuō)明
1、三極管的結(jié)構(gòu)：
三極管的基本結(jié)構(gòu)是兩個(gè)反向連結(jié)的PN接面，也可簡(jiǎn)單地看做是兩個(gè)二極管的相接，如下圖所示，可有PNP和NPN兩種組合。
三個(gè)接出來(lái)的端點(diǎn)依序稱為射極(emitter, E)、基極(base, B)和集極(collector, C)
2、三極管的測(cè)量測(cè)量方法：
將萬(wàn)用表調(diào)到二極管檔位。這一檔顯示的是被測(cè)二極管兩端的電壓降。判斷三極管的類型和極性時(shí)。將表筆接三極管的任意兩腳，如果示值在700(單位毫伏)左右，表示是硅三極管。如果顯示值在200左右，就是鍺三極管。如果沒(méi)有顯示(開路狀態(tài)顯示1)，則需要調(diào)換紅黑表筆測(cè)試。此外還可以判斷三極管的類型：紅表筆接一腳(基極)，另兩腳分別接黑表筆都導(dǎo)通(顯示數(shù)值)，說(shuō)明是NPN型三極管。若是黑表筆接一腳(基極)，另兩腳分別接紅表筆都導(dǎo)通(顯示數(shù)值)，說(shuō)明是PNP型三極管。至于發(fā)射極和集電極的判斷還要用其他方法。
同時(shí)，通過(guò)電阻檔，根據(jù)三極管放大倍數(shù)和內(nèi)阻大小，也可判斷三極管是NPN型還是PNP型。
3、判斷三極管好壞：
將表筆接三極管的任意兩腳，如果沒(méi)有顯示(開路狀態(tài)顯示1)或蜂鳴器響，調(diào)換紅黑表筆再進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果一樣的，則可斷定三極管是壞的。
六、電阻檔的使用與注意事項(xiàng)
將萬(wàn)用表指針打到如下圖方框所示電阻檔，黑表筆插于COM孔，紅表筆插于V孔，再對(duì)被測(cè)電阻阻值進(jìn)行測(cè)量。
電阻測(cè)量注意事項(xiàng)：
(1)如果被測(cè)電阻值超出所選擇量程的最大值，將顯示過(guò)量程“1”，應(yīng)選擇更高的量程，對(duì)于大于1 MΩ或更高的電阻，要幾秒鐘后讀數(shù)才能穩(wěn)定，對(duì)于高阻值讀數(shù)這是正常的;
(2)當(dāng)無(wú)輸入時(shí)，如開路情況，顯示為“1”;
(3)當(dāng)檢查內(nèi)部線路阻抗時(shí)，要保證被測(cè)線路所有電源斷電，所有電容放電;
(4)200MΩ短路時(shí)約有四個(gè)字，測(cè)量時(shí)應(yīng)從讀數(shù)中減去，如測(cè)l00MΩ電阻時(shí)，顯示為101.0，第四個(gè)字應(yīng)被減去;
(5)可用電阻檔粗略檢測(cè)電容的好壞，用紅表筆接電容器正極，黑表筆接電容器負(fù)極，萬(wàn)用表的基準(zhǔn)電源將通過(guò)基準(zhǔn)電阻對(duì)電容器充電，正常時(shí)萬(wàn)用表顯示的充電電壓將從一低值開始逐漸升高，直至顯示溢出。如果充電開始即顯示溢出“1”，說(shuō)明電容器開路，如果始終顯示為固定阻值或“000”，說(shuō)明電容器漏電或短路;
(6)檢查電路通斷時(shí)，測(cè)量時(shí)只要沒(méi)有聽到蜂鳴聲，即可判斷電路不通;
(7)測(cè)量小阻值電阻時(shí)，應(yīng)先將兩表筆短路，讀出表筆連線的自身電阻(一般為0.2～0.3歐)，以對(duì)被測(cè)阻值作出修正;
(8)電阻檔有過(guò)電壓保護(hù)功能，瞬間誤測(cè)規(guī)定范圍內(nèi)的電壓不會(huì)造成損壞。例如，DT-830型數(shù)字式萬(wàn)用表電阻檔最大允許輸入電壓(直流或交流峰值)為250伏，這是誤用電阻檔測(cè)量電壓時(shí)儀表的安全值，但不可帶電(如電池、人體等等)測(cè)量電阻，這樣會(huì)導(dǎo)致萬(wàn)用表電阻精度下降，甚至損壞。
七、hFE檔的使用與注意事項(xiàng)
此檔位主要是用于測(cè)三極管的放大倍數(shù)β值，在測(cè)量之前，須先確定三極管是PNP型或NPN型，同時(shí)確定各腳極性。
萬(wàn)用表使用的其他注意事項(xiàng)：
(1)在使用萬(wàn)用表過(guò)程中，不能用手去接觸表筆的金屬部分，這樣一方面可以保證測(cè)量的準(zhǔn)確，另一方面也可以保證人身安全。
(2)在測(cè)量某一電量時(shí)，不能在測(cè)量的同時(shí)換檔，尤其是在測(cè)量高電壓或大電流時(shí)，更應(yīng)注意。否則，會(huì)使萬(wàn)用表毀壞。如需換擋，應(yīng)先斷開表筆，換擋后再去測(cè)量。
數(shù)字萬(wàn)用表保養(yǎng)注意事項(xiàng)：
數(shù)字萬(wàn)用表是一種精密電子儀表，不要隨意更改線路，并注意以下幾點(diǎn)：
①不要超量程使用;
②在電池沒(méi)有裝好或后蓋沒(méi)有上緊時(shí)，請(qǐng)不要使用萬(wàn)用表;
③只有在測(cè)試表筆從萬(wàn)用表移開并切斷電源后，才能更換電池和保險(xiǎn)絲。電池更換：注意9V電池的使用情況，如果需要更換電池，打開后蓋螺絲，用同一型號(hào)電池更換，更換保險(xiǎn)絲時(shí)，請(qǐng)使用相同型號(hào)的保險(xiǎn)絲;
④萬(wàn)用表使用完畢，應(yīng)將轉(zhuǎn)換開關(guān)置于“OFF”擋。如果長(zhǎng)期不使用，還應(yīng)將萬(wàn)用表內(nèi)部的電池取出來(lái)，以免電池腐蝕表內(nèi)其它器件。
以上就是100唯爾(100vr.com)小編為您介紹的關(guān)于數(shù)字萬(wàn)用表的知識(shí)技巧了，學(xué)習(xí)以上的數(shù)字萬(wàn)用表原理以及各種測(cè)量使用方法全程圖解知識(shí)，對(duì)于數(shù)字萬(wàn)用表的幫助都是非常大的，這也是新手學(xué)習(xí)電子專業(yè)所需要注意的地方。如果使用100唯爾還有什么問(wèn)題可以點(diǎn)擊右側(cè)人工服務(wù)，我們會(huì)有專業(yè)的人士來(lái)為您解答。
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