萬用表,也稱作多用表、復用表等,是電子工程師最基本也最不可或缺的測量工具。它的基本功能包括:測量交直流電壓、交直流電流、電阻阻值,檢測二極管極性,測試電路通斷等。有些高檔一點的還會包含電容容值測量、三極管測試、脈沖頻率測量等。萬用表大體可分為兩類:指針萬用表和數字萬用表,先來看圖認識一下,如圖1所示。
圖1 指針萬用表、數字萬用表、自動量程萬用表
目前,指針萬用表基本上已經被淘汰了,只在某些特殊場合才能見到(比如科研和教學機構),而數字萬用表是當今的絕對主流。圖中最右邊的自動量程萬用表也是數字萬用表的一種,顧名思義,它能自動切換量程,不用你自己再手動撥動了,但檔位(指電壓、電流、電阻等這些不同的測量項目)還是要手動撥的,無疑自動量程萬用表更高級一點,用起來也更省事。所以我們下面就以手動量程的數字萬用表為例,來講解萬用表的使用方法。
萬用表代表什么數字
一、電壓的測量
1、直流電壓的測量,如電池、隨身聽電源等。首先將黑表筆插進“com”孔,紅表筆插進“V Ω ”。把旋鈕選到比估計值大的量程(注意:表盤上的數值均為最大量程,“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;保持接觸穩定。數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量。如果在數值左邊出現“-”,則表明表筆極性與實際電源極性相反,此時紅表筆接的是負極。
2、交流電壓的測量。表筆插孔與直流電壓的測量一樣,不過應該將旋鈕打到交流檔“V~”處所需的量程即可。交流電壓無正負之分,測量方法跟前面相同。無論測交流還是直流電壓,都要注意人身安全,不要隨便用手觸摸表筆的金屬部分。
二、電流的測量
1、直流電流的測量。先將黑表筆插入“COM”孔。若測量大于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以內的合適量程。調整好后,就可以測量了。將萬用表串進電路中,保持穩定,即可讀數。若顯示為“1.”,那么就要加大量程;如果在數值左邊出現“-”,則表明電流從黑表筆流進萬用表。
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,哈哈!你的表或電源會在“一縷青煙中上云霄”--報廢!
三、電阻的測量
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,測量中可以用手接觸電阻,但不要把手同時接觸電阻兩端,這樣會影響測量精確度的--人體是電阻很大但是有限大的導體。讀數時,要保持表筆和電阻有良好的接觸;注意單位:在“200”檔時單位是“Ω”,在“2K”到“200K“檔時單位為 “KΩ ”,“2M”以上的單位是“MΩ”。
四、二極管的測量
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-||--(不會畫這個標志)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。肖特基二極管的壓降是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。
對于指針式萬用表,紅表筆表內接電池負極,黑表筆表內接電池正極,所以使用指針式表測二極管時若阻值很小,則黑表筆一端為正極;若阻值很大,則紅表筆一端為負極。
對于數字式萬用表,若阻值很小,紅表筆為正極;阻值大,黑表筆為正極。
五、三極管的測量
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。
小技巧: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。
六、MOS場效應管的測量
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)。
萬用表是用來測量什么的
萬用表具有用途多,量程廣,使用方便等優點,是電子測量中最常用的工具。它可以用來測量電阻,交直流電壓和直流電壓。有的萬用表還可以測量晶體管的主要參數及電容器的電容量等。掌握萬用表的使用方是電子技術的一項基本技能。
常見的多用表有指針式多用表和數字式多用表。指針式多用表是一表頭為核心部件的多功能測量儀表,測量值由表頭指針指示讀取。數字式多用表的測量值由液晶顯示屏直接以數字的形式顯示,讀取方便,有些還帶有語音提示功能。萬用表是公用一個表頭,集電
壓表、電流表和歐姆表于一體的儀表。萬用表的直流電流檔是多量程的直流電壓表。表頭并聯閉路式分壓電阻即可擴大其電壓量程。
萬用表的直流電壓檔是多量程的直流電壓表。表頭串聯分壓電阻即可擴大其電壓量程。分壓電阻不同,相應的量程也不同。
萬用表的表頭為磁電系測量機構,它只能通過直流,,利用二極管將交流變為直流,從而實現交流電的測量。
在電流接法的基礎上,加上電池,分電阻和波段開關,就構成了一個歐姆表。
萬用表使用方法圖解
要用萬用表完成一項實際的測量工作,除了要有如圖1的萬用表的主體機身之外,還得有兩支表筆才行,表筆通常都是一只黑色、一只紅色,如圖2所示。
圖2 萬用表表筆、機身上的表筆插孔特寫
對照圖中的表筆插孔,使用萬用表進行具體測量時,黑色表筆要插到標有“COM”的黑色插孔里,而紅色表筆根據測量項目的不同,插到不同的插孔:測量小電流(≤200mA)信號時插到“mA”插孔,測量大電流(大于200mA)信號時插到“20A”插孔,其余測量項目均插到標有“VΩ”的插孔。要特別注意進行不同測量項目時千萬不要插錯了位置!
插好表筆之后還要選擇檔位和量程,靠機身中間的檔位旋鈕開關來實現,如圖3所示。
圖3 萬用表檔位開關
圍繞旋鈕開關的一圈分為了多個檔位:電阻Ω、電容F、關閉OFF、三極管hFE、直流電壓V—、交流電壓V~、直流電流A—、交流電流A~、二極管、通斷。有的檔位不分量程,而有的檔位則包含多個量程,看圖即可一目了然了。下面我們介紹幾個最常用的檔位的使用方法。
交直流電壓:交流和直流電壓的測量方法是完全相同的,僅根據具體的被測信號選擇不同的檔位量程即可。首先在測量前對被測信號的幅值應該有一個大概的評估,然后根據這個大概值去選擇檔位:比如照明電是220V交流,那么選擇交流電壓750V檔位(絕不能選擇低于被測信號最大值的檔位,以免損壞萬用表);單片機系統多數都在5V以下,那么選擇直流電壓20V檔位。選擇好檔位后就可以把表筆接入被測系統了,如果是交流電壓自然就無所謂方向了,兩支表筆的低位也就是等同的了,把它們分別接觸到兩個被測點上即可,如果是直流信號,那么最好是紅色表筆接電壓高的一點,而黑色表筆接電壓低的一點。有時候我們習慣上只說某一點的電壓是多少多少,而不是說哪兩點之間的電壓是多少,其實此時這某一點都是針對參考地來說的,即該點和參考地之間的電壓,那么通常來說黑表筆就是接觸到參考地上的了。
電阻:電阻阻值的測量很簡單,先把檔位開關打到Ω檔,如果不知道大概的阻值范圍,就選擇最大量程,然后用兩支表筆分別接觸待測電阻的兩端即可,根據屏幕顯示的數值可進一步選擇更加合適的量程。值得一提的是,多數萬用表進行測量時都有一個反應時間,慢的話需要等上幾秒才能顯示出一個穩定的測量值,所以大家在使用的時候也不要太心急哦。
交直流電流:電流的測量相對復雜一點,因為測量電流將萬用表串聯的回路中。那么首先需要我們把待測回路在某一個點上斷開,把紅表筆從VΩ插孔換到mA或20A插孔中(同理根據事先大概的評估來選擇,如無把握就選擇20A孔,如實測數值很小則再換到mA孔),把檔位開關打到mA或20A檔位上,然后用萬用表的兩支表筆分別接觸斷點的兩端,也就是用表筆和萬用表本身將斷開的回路再連起來,這樣萬用表就串在原來的回路中了,此時就可以在屏幕上讀到電流的測量值了。需要特別注意的一點是:當每次測量完電流后,都必需把插在電流插孔上的紅表筆插回到VΩ插孔,以免其他人隨后拿去測其他信號時造成意外短路損壞被測設備或萬用表。
二極管和通斷:有的萬用表上二極管和通斷是同一個檔,有的是分開的兩個,這從一個側面說明它們在原理上相同的。萬用表從兩支表筆之間輸出一個很小的電流信號,通常為1mA或更小,然后測量兩支表筆之間的電壓,如果這個電壓值很小,小到幾乎為0,那就可以認為此時兩支表筆之間是短路的,即被測物是連通的導線或等效阻值很小而近似通路,反之如果這個電壓值很大以致超量程了(通常屏幕會在高位顯示一個1后面是空白或者是OL之類的提示),那么就可以認為兩支表筆之間的被測物是斷開的或者說絕緣的,這就是通斷功能。通常當萬用表檢測到短路(即“通”)時還會發出提示聲音。
那么二極管呢,同樣是這個原理,如果測到的電壓值大約等于一個PN結的正向導通電壓(硅管0.5~0.7V、鍺管0.2~0.3V),那么說明此時與紅表筆接觸的就是二極管的陽極,黑表筆接觸的是陰極,反之如果顯示超量程那么說明二極管接反了,你需要再反過來再測,如果正反電壓都很小,或者都很大,那么說明二極管可能是壞了。
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