第二节 万用表
一、使用准备
万用表是一种多用途、广量程、使用方便的测量仪表,可用来测量直流电压、直流电流、交流电压和电阻,中高档的万用表还可以测量交流电流、电容、电感及晶体管的主要参数等。如图1-6所示,主要有指针式和数字式两类万用表。
图1-6 指针式和数字万用表
指针式万用表的表头是进行各种测量的公用部分。表头内部有一个可动的线圈(称为动圈)。它的电阻 Rg称为表头的内阻。动圈处于永久磁铁的磁场中,当动圈通有电流之后会受到磁场力的作用而发生偏转。固定在动圈上的指针随着动圈一起偏转的角度与动圈中的电流成正比。当指针指示到表盘刻度的满标度时,动圈中所通过的电流称为满偏电流Ig。Rg与Ig是表头的两个主要参数。
1.正确使用转换开关和表笔插孔
指针式万用表面板功能如图1-7所示。万用表有红与黑两支表笔(测棒),表笔可插入万用表的“+”“-”两个插孔里。注意:一定要严格将红表笔插入“+”极性孔里,黑表笔插入“-”极性孔里。测量直流电流、电压等物理量时,必须注意正负极性。根据测量对象,将转换开关旋至所需位置,在被测量大小不详时,应先选用量程较大的挡试测,如不合适再逐步改用较低的挡位,以表头指针移动到满刻度的2/3位置附近为宜。
图1-7 指针式万用表面板功能
2.使用前准备
① 测量准备如图1-8所示,将万用表水平放置。
② 检查指针。
③ 插好表笔。
④ 检查电池。
⑤ 选择项目和量程。
3.使用后维护
① 拔出表笔。
② 将量程选择开关拨到“OFF”或交流电压最高挡。
③ 若长期搁置不用时,应将万用表中的电池取出。
④ 平时对万用表要保持干燥、清洁,严禁振动和机械冲击。
图1-8 测量准备
二、直流电压测量
(1)选择量程。测量直流电压如图1-9所示。
图1-9 测量直流电压
(2)测量方法。将万用表并联在被测电路的两端。测量直流电压时,红表笔接被测电路的正极,黑表笔接被测电路的负极。
(3)正确读数。
三、直流电流测量
测量直流电流如图1-10所示。
图1-10 测量直流电流
(1)选择量程。
(2)测量方法。将万用表与被测电路串联。应将电路相应部分断开后,将万用表表笔接在断点的两端。如是直流电流,红表笔接在与电路的正极相连的断点,黑表笔接在与电路的负极相连的断点。
(3)正确读数。
四、电阻器测量
在使用万用表的欧姆挡测量电阻之前,应首先把红、黑表笔短接,调节指针到欧姆标尺的零位上,并要正确选择电阻倍率挡。测量某电阻Rx时,一定要使被测电阻不与其他电路有任何接触,也不要用手接触表笔的导电部分,以免影响测量结果。当利用欧姆表内部电池作为测试电源时(如判断二极管或晶体管的引脚),要注意到:黑表笔接的是电源正极,红表笔接的是电源负极。
万用表测量电阻(欧姆表)的电路原理如图1-11所示。
图1-11 欧姆表的电路原理
可变电阻R称为调零电阻,当红、黑表笔相接时(相当于被测电阻Rx=0),调节R的阻值使指针指到表头的满刻度,即
万用表电阻挡的零点在表头的满刻度位置上。而电阻无穷大时(红、黑表笔间开路)指针在表头的零刻度位置上。
当红、黑表笔间接被测电阻Rx时,通过表头的电流为
可见表头读数I与被测电阻Rx是一一对应的,呈反比例关系,因此欧姆表刻度不是线性的。
1.检测电阻
(1)选择合适的量程。测量电阻器阻值如图1-12所示。
(2)把红、黑表笔短接,调节电阻调零旋钮使指针指在第一条刻度线的0Ω位置上。
图1-12 测量电阻器阻值
(3)将电阻器接入红、黑表笔之间,根据指针位置读出最小刻度值,再乘以该挡的倍率,即为该电阻的读数。
2.检测电位器
检测电位器时,首先要看转轴转动是否平滑,开关是否灵活(带开关电位器),如图1-13所示。
图1-13 检测电位器
(1)根据电位器的标称阻值选择量程,并进行电阻调零。
(2)将表笔与电位器边上的两引脚相连,其读数应为电位器的标称阻值。
(3)把表笔分别与边上的引脚和中间的引脚相连,将电位器的转轴逆时针旋转,指针应平滑移动,电阻值逐渐减小;若将电位器的转轴顺时针旋转,电阻值应逐渐增大,直至接近电位器的标称值,测电位器阻值变化如图1-14所示。
图1-14 测电位器阻值变化
五、数字万用表使用
数字表操作时首先将ON-OFF开关置于ON位置。检查9V电池,如果电压不足,需更换电池。
直流电压(DCV)测量:将量程转换开关置于 DCV 范围,并选择量程。测量时,将黑表笔插入COM插孔,红表笔插入V/Ω插孔,测量时若显示器上显示“1”,表示过量程,应重新选择量程。
交流电压(ACV)测量:将量程转换开关置于 ACV 范围,并选择量程。测量时,将黑表笔插入COM插孔,红表笔插入V/Ω插孔。测量时不允许超过额定值,以免损坏内部电路。显示值为交流电压的有效值。
直流电流(DCA)测量:将量程转换开关转到 DCA 位置,并选择量程。测量时,将黑表笔插入COM插孔,当测量最大值为200 mA时,红表笔插入mA插孔;当测量最大值为20 A时,红表笔插入A插孔。注意:测量电流时,应将万用表串入被测电路。
交流电流(ACA)测量:将量程转换开关转到 ACA 位置,选择量程。测量时,将测试表笔串入被测电路,黑表笔插入 COM 插孔,当测量最大值为 200mA 时,红表笔插入mA插孔;当测量最大值为20A时,红表笔插入A插孔。显示值为交流电压的有效值。
电阻测量:测量时应切断电源,将量程转换开关置于Ω量程,将黑表笔插入COM插孔,红表笔插入V/Ω插孔。