第2章 万用表检修电动自行车方法

2.1 指针式万用表应用基础

2.1.1 指针式万用表的结构

指针式万用表的面板上主要有表头和量程开关（也叫选择开关），还有零电阻调整器（也叫欧姆挡调零旋钮）和正表笔端子、负表笔端子（也叫表笔插孔），有的指针式万用表上还设有扩展功能的插孔，如晶体管测量插孔等，TY-360TR型指针式万用表结构如图2-1-1所示。下面以常见的几款指针式万用表为例，介绍该类型万用表各部分的作用与功能。

1. 表头

指针式万用表的表头是一个灵敏度较高的电流表，表盘上面印有多种符号、刻度线和数值，如图2-1-2所示。在表盘中的刻度盘下装有反射镜面，可有效减少视差。各条刻度线中，其右端标有“Ω”的是电阻刻度线，最右端为零，最左端为∞（无穷大），刻度值分布不均匀。在上面第二行刻度值左端，标有符号“-/～”，其中标有“-”符号的刻度表示是直流电压或电流数值，而标有“～”符号的刻度表示是交流电压数值（包括中间10V交流电压刻度）。刻度线下的几行数字（包括重叠的数字），是与量程开关的不同挡位相对应的刻度值。另外，表头的最左端“∞”位也是表头指针的机械调零位，通过调整表盘下面的机械调零位旋钮，可以校正表头的指针正确归零。

2. 量程开关

万用表的量程开关是一个多挡位的旋转开关，用来选择测量项目和量程范围（参见图2-1-1）。一般的万用表测量项目包括直流电流“DC.A”、直流电压“DC.V”、交流电压“AC.V”和电阻“Ω”。每个测量项目又划分为几个不同的量程以供选择。如TY-360TR型指针式万用表的量程范围和技术参数见表2-1-1。

此外，有一些功能比较多的指针式万用表还会增加其他测试量程，如电容、电感、晶体管参数、频率等。

3. 表笔和表笔插孔

表笔是供测量用的连接线和触针，为区别极性或方向分为红表笔、黑表笔，使用时应将红表笔插入标有“+”符号的端子，黑表笔插入标有“-”符号的端子。需要说明的是，在电阻挡等要用到表内电池时，通常红表笔上是带负电极的，而黑表笔则是带正电极的，与万用表测量时的极性不同。

4. 电池与保险丝

在指针式万用表中，电池主要是为电阻挡的测量提供工作电源的，直流电压、电流挡和交流电压、电流挡则不需要用电池也能正常工作。保险丝是防止在测量发生意外时，保护万用表不被损坏的装置。图2-1-3所示是MF64型指针式万用表电池与保险丝位置示意图。

MF64型指针式万用表的电池是15V和1.5V各一只，保险丝是0.5A规格的熔断丝，该表电路中还有硅二极管保护装置，利用并联在测量电路上硅管的伏安特性，起到防止意外过载而不损坏万用表的作用。

2.1.2 指针式万用表的使用方法

指针式万用表在使用前应做到：①将万用表水平放置；②检查表针是否停在表盘最左端的零位，如有偏离，可用小螺丝刀轻轻转动表头上的机械零位调整旋钮，使表针指零；③将表笔按正负极性或量程要求插入相应的表笔插孔；④将选择开关旋到相应的项目和量程。做好以上准备通常就可以测量了。

指针式万用表则使用后应做到：①拔出表笔；②将选择开关旋至“OFF”挡，若无此挡，则应旋转至交流电压最大量程挡位，如交流500V挡位；③若长期不用，则应将表内电池取出，以防电池漏液而腐蚀内部电路。

特别警示：用指针式万用表测量前，必须确认量程开关已调节至所需量程。特别是当设置为电流挡和电阻挡量程时，不要测量错误的电压；不要在充满可燃性气体的环境里进行测量，因为那样可能会产生火花、引起爆炸；不要在手潮湿的情况下使用；不要进行超量程范围测量；测量时，不要打开电池盖，也不要在非正常情况下进行测量（例如，万用表机体损坏，万用表或表笔引线的金属部件裸露）；当表笔连接在被测物上时，不要切换量程开关；万用表表面潮湿而未完成擦拭除潮前，不能进行测试和更换电池、保险丝的操作；在更换电池、保险丝时应将量程开关转到“OFF”挡，并取下表笔线后再打开电池盖更换。

1. 测量直流电压

以MF64型指针式万用表，测量某电动自行车充电器输出电压为例，如图2-1-4所示。测量步骤是：（1）根据充电器输出电压的最高值选择万用表的量程挡位（一般空载输出电压在55V左右），即将MF64型指针式万用表选择开关置直流电压100V挡位；（2）测量时，将MF64型指针式万用表红表笔（+）接充电器输出连接器的正极（高电位），黑表笔（-）接连接器的负极（低电位）；（3）正确读取表盘指针停留在刻度线上面的刻度数，然后直接读出数值，即该充电器输出电压值，约55V。需要注意的是，如果表盘的刻度数值小于挡位设定数值，那么还要乘以相差的倍率才是实际电压值。

由于直流电压测量是将万用表并联在被测电路上，而遇到某些高内阻电路时就有可能会影响到测量精度，所以选择直流电压量程时宁可选得稍高一些，以增大仪表内阻来减小影响。

值得一提的是： 指针式万用表在读数时，眼睛的视线应正对指针和表盘，尽量不要倾斜，以免影响读取测量数值的精度和增大误差。

2. 测量交流电压

用指针式万用表测量交流电压的方法和测量直流电压的方法相似，只要将量程开关旋至高于待测交流电压范围的挡位即可。测量时不用区分表笔的正负极性，只是要注意交流电压的额定频率和波形，因为这两个参数会直接影响测量精度。如MF30型万用表交流电压测量时的额定频率为45～1000Hz时，正弦电压的波形失真范围小于2%，如达到10kHz时，虽能测量但误差已经比较大了，非正弦波或失真波形更是如此。当然，测量电动自行车时似乎没有这些顾虑。

3. 测量直流电流

MF64 型指针式万用表对直流电流的测量范围是50μA ～2.5A，测量时只要将量程开关旋至相应挡位，再将仪表串入被测电路即可。如测量某充电器输出电流为例，测量步骤是：（1）根据实际充电电流选择量程，一般电池正常放电后进行充电的电流不大于2A，所以我们要选择最大量程挡位。该万用表直流电流的量程挡位（DC.A）有50μA、0.25mA、2.5mA、12.5mA、25mA、125mA、0.5A（2.5A）七挡；（2）测量时断开充电器输出端与印制板的连接线，如图2-1-5 所示，将MF64 型指针式万用表串入断开的两端（注意红表笔接印制板端）；（3）正确读出表针所指示的数值，约2A，即该充电器在充电状态的实际充电电流。

值得一提的是： 用指针式万用表进行较大电流测量时，注意测量的操作动作要准，速度要快，时间要短，这样可有效防止万用表损坏。通常在测量较大电流的电路时，应尽量先将表笔连接妥当再打开被测电路电源以确保安全。

4. 测量电子元件

电动自行车中的电子元件主要集中在控制器和充电器中，在维修中，经常需要用万用表对它们进行检查和测量，因此必须了解和掌握相关的测量方法。

（1）测量电阻：万用表欧姆挡通常用符号“Ω”表示，它是测量导体、元件和电路等电阻的最常用挡位。欧姆挡一般分为R ×1、R ×10、R ×100、R ×1k和R ×10k五挡，有些万用表还有R × 100k挡的。使用万用表欧姆挡测量电阻时，除前面讲的使用前应做到的要求外，还应遵循以下步骤：①将量程开关置于R × 100挡，将两表笔短接调整欧姆挡零位调整旋钮，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元件两引脚或电路测试点位进行测量，正确读出指针所指电阻的数值，再乘以倍率就是被测电阻的阻值（如R × 10挡位应乘10，R × 100挡位应乘100，R × 1k挡位应乘1000等）；③为使测量较为准确，测量时应尽量满足指针能在全刻度的20%～80%间读取数值，因为刻度线中心位置的测量精度较高；若指针偏角较小，应换用R ×1k挡位，若指针偏角较大，应换用R ×10挡位或R ×1挡位；每次换挡位后，应再次调整欧姆挡位零位调整旋钮使指针归零，然后测量；④测量结束后，应拔出表笔，将选择开关置于“OFF”挡位或交流电压最大挡位，再收好万用表。图2-1-6所示是用MF64型指针式万用表测量某充电器输入端直流电阻的示意图，由图可见，充电器输入端的直流电阻约为2MΩ。

（2）测量电容：该表没有专门设置电容挡，实测时要将电容、万用表与电源、电阻连接为一个等效电路，通过电容加入后容抗使测量电流发生变化的差值来计算电容量。通常在维修中为简便易行，一般只用指针式万用表定性地测量电容的质量，而且是使用R × 100或R × 1k电阻挡来测量容量较大的电容（5000pF以上）。测量时先校正指针归零，然后将两表笔搭接在电容的两端引脚，此时万用表指针将迅速右摆后再逐渐返回左端，指针停止时所指电阻值为此电容绝缘电阻。电容的绝缘电阻越大越好，一般应接近∞。用万用表测量电容时若表针不动，说明电容已开路；摆动后不返回，说明电容已漏电。测量容量较小的电容（5000pF以下）时，由于容量小表针基本不动，所以难以判断是否有开路问题，如果此时表针瞬间摆动较大值，反而要考虑到该电容是否短路或漏电。对于电解电容的测量，由于电解电容是有极性的，所以测试时应将红表笔接电解电容负极，黑表笔接正极，电容量越大，表针摆动就会越大，而后根据表针返回看其绝缘电阻。在每次测量后都应将电容两端短接，将电容上所充电荷放掉。

（3）用万用表测量晶体二极管：在没有专门的二极管挡设置时，一般可使用R × 100或R × 1k电阻挡来测量。图2-1-7所示是用MF64型指针式万用表测量二极管，正向测量时，黑表笔接二极管正极，红表笔接二极管负极，其正向电阻的阻值越小越好。反向测量时，红表笔接二极管正极，黑表笔接二极管负极，其反向电阻的阻值越大越好。

（4）用万用表测量晶体三极管：以用指针式万用表分别测三极管穿透电流和放大能力为例说明其测量方法。①图2-1-8所示是用MF64型指针式万用表测三极管穿透电流示意图，当对NPN型三极管测量时用黑表笔（正电极）接集电极c极、红表笔（负电极）接发射极e极（如果是PNP型三极管则表笔须对调），此时三极管的c、e极间电阻值越大，说明三极管穿透电流越小，工作稳定性越好；如果此时再用手握此管管帽，指针摆动或电阻值逐渐减小，则说明该三极管稳定性很差。②图2-1-9所示是在①项测量基础上再用MF64型万用表测三极管的放大能力示意图。方法是在三极管c、b两极间接一个100kΩ电阻（也可用左手同时捏住b、c两极以人体电阻代替），则表针应向右摆动，摆动角度越大，说明三极管放大倍数越大。