数字万用表是什么?基础知识介绍
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数字万用表,一种多用途电子测量仪器,一般包含安培计、电压表、欧姆计等功能,有时也称为万用计、多用计、多用电表,或三用电表。数字万用表适用于基本故障诊断的便携式装置,也有放置在工作台的装置,有的分辨率可以达到七、八位。数字多用表(DMM)是在电气测量中要用到的电子仪器。它可以有很多特殊功能,但主要功能就是对电压、电阻和电流进行测量,数字多用表,作为现代化的多用途电子测量仪器,主要用于物理、电气、电子等测量领域。分辨率是判断一块表测量结果的好坏。
了解一块表的分辨率,你就可以知道是否可以看到被测量信号的微小变化。例如,如果数字多用表在4V范围内的分辨率是1mV,那么在测量1V的信号时,你就可以看到1mV(1/1000伏特)的微小变化如果你要测量小于1/4英寸(或1毫米)的长度,你肯定不会用最小单位为英寸(或厘米)的尺子。如果温度为98.6°F,那么用只有整数标记的温度计测量是没用的。你需要一块分辨率为0.1°F的温度表。位数、字就是用来描述表的分辨率的。数字多用表是按它们可以显示的位数和字分类的。一个3位半的表,可以显示三个从0到9的全数字位,和一个半位(只显示1或没有显示)。
一块3位半的数字表可以达到1999字的分辨率。一块4位半的数字表可以达到19999字的分辨率。用字来描述数字表的分辨率比用位描述好,3位半数字表的分辨率已经提高到3200或4000字。3200字的数字表为某些测量提供了更好的分辨率。例如,一个1999字的表,在测量大于200V的电压时,你不可能显示到0.1V。而3200字的数字表在测320伏特的电压时,仍可显示到0.1V。当被测电压高于320V,而又要达到0.1V的分辨率时,就要用价格贵一些的20000字的数字表。
万用表,也称作多用表、复用表等,是电子工程师最基本也最不可或缺的测量工具。它的基本功能包括:测量交直流电压、交直流电流、电阻阻值,检测二极管极性,测试电路通断等。有些高档一点的还会包含电容容值测量、三极管测试、脉冲频率测量等。万用表大体可分为两类:指针万用表和数字万用表,先来看图认识一下,如图1所示。
前,指针万用表基本上已经被淘汰了,只在某些特殊场合才能见到(比如科研和教学机构),而数字万用表是当今的绝对主流。图中最右边的自动量程万用表也是数字万用表的一种,顾名思义,它能自动切换量程,不用你自己再手动拨动了,但档位(指电压、电流、电阻等这些不同的测量项目)还是要手动拨的,无疑自动量程万用表更高级一点,用起来也更省事。所以我们下面就以手动量程的数字万用表为例,来讲解万用表的使用方法。
万用表代表什么数字
一、电压的测量
1、直流电压的测量,如电池、随身听电源等。首先将黑表笔插进“com”孔,红表笔插进“V Ω ”。把旋钮选到比估计值大的量程(注意:表盘上的数值均为最大量程,“V-”表示直流电压档,“V~”表示交流电压档,“A”是电流档),接着把表笔接电源或电池两端;保持接触稳定。数值可以直接从显示屏上读取,若显示为“1.”,则表明量程太小,那么就要加大量程后再测量。如果在数值左边出现“-”,则表明表笔极性与实际电源极性相反,此时红表笔接的是负极。
2、交流电压的测量。表笔插孔与直流电压的测量一样,不过应该将旋钮打到交流档“V~”处所需的量程即可。交流电压无正负之分,测量方法跟前面相同。无论测交流还是直流电压,都要注意人身安全,不要随便用手触摸表笔的金属部分。
二、电流的测量
1、直流电流的测量。先将黑表笔插入“COM”孔。若测量大于200mA的电流,则要将红表笔插入“10A”插孔并将旋钮打到直流“10A”档;若测量小于200mA的电流,则将红表笔插入 “200mA”插孔,将旋钮打到直流200mA以内的合适量程。调整好后,就可以测量了。将万用表串进电路中,保持稳定,即可读数。若显示为“1.”,那么就要加大量程;如果在数值左边出现“-”,则表明电流从黑表笔流进万用表。
交流电流的测量。测量方法与1相同,不过档位应该打到交流档位,电流测量完毕后应将红笔插回“VΩ”孔,若忘记这一步而直接测电压,哈哈!你的表或电源会在“一缕青烟中上云霄”--报废!
三、电阻的测量
将表笔插进“COM”和“VΩ”孔中,把旋钮打旋到“Ω”中所需的量程,用表笔接在电阻两端金属部位,测量中可以用手接触电阻,但不要把手同时接触电阻两端,这样会影响测量精确度的--人体是电阻很大但是有限大的导体。读数时,要保持表笔和电阻有良好的接触;注意单位:在“200”档时单位是“Ω”,在“2K”到“200K“档时单位为 “KΩ ”,“2M”以上的单位是“MΩ”。
四、二极管的测量
数字万用表可以测量发光二极管,整流二极管……测量时,表笔位置与电压测量一样,将旋钮旋到-||--(不会画这个标志)档;用红表笔接二极管的正极,黑表笔接负极,这时会显示二极管的正向压降。肖特基二极管的压降是0.2V左右,普通硅整流管(1N4000、1N5400系列等)约为0.7V,发光二极管约为1.8~2.3V。调换表笔,显示屏显示“1.”则为正常,因为二极管的反向电阻很大,否则此管已被击穿。
对于指针式万用表,红表笔表内接电池负极,黑表笔表内接电池正极,所以使用指针式表测二极管时若阻值很小,则黑表笔一端为正极;若阻值很大,则红表笔一端为负极。
对于数字式万用表,若阻值很小,红表笔为正极;阻值大,黑表笔为正极。
五、三极管的测量
表笔插位同上;其原理同二极管。先假定A脚为基极,用黑表笔与该脚相接,红表笔与其他两脚分别接触其他两脚;若两次读数均为0.7V左右,然后再用红笔接A脚,黑笔接触其他两脚,若均显示1,则A脚为基极,否则需要重新测量,且此管为PNP管。那么集电极和发射极如何判断呢?数字表不能像指针表那样利用指针摆幅来判断,那怎么办呢?我们可以利用“hFE”档来判断:先将档位打到“hFE”档,可以看到档位旁有一排小插孔,分为PNP和NPN管的测量。前面已经判断出管型,将基极插入对应管型“b”孔,其余两脚分别插入“c”,“e”孔,此时可以读取数值,即 β值;再固定基极,其余两脚对调;比较两次读数,读数较大的管脚位置与表面“c”,“e”相对应。
小技巧:上法只能直接对如9000系列的小型管测量,若要测量大管,可以采用接线法,即用小导线将三个管脚引出。这样方便了很多哦。
六、MOS场效应管的测量
N沟道的有国产的3D01,4D01,日产的3SK系列。G极(栅极)的确定:利用万用表的二极管档。若某脚与其他两脚间的正反压降均大于2V,即显示“1”,此脚即为栅极G。再交换表笔测量其余两脚,压降小的那次中,黑表笔接的是D极(漏极),红表笔接的是S极(源极)。
万用表是用来测量什么的
万用表具有用途多,量程广,使用方便等优点,是电子测量中最常用的工具。它可以用来测量电阻,交直流电压和直流电压。有的万用表还可以测量晶体管的主要参数及电容器的电容量等。掌握万用表的使用方是电子技术的一项基本技能。
常见的多用表有指针式多用表和数字式多用表。指针式多用表是一表头为核心部件的多功能测量仪表,测量值由表头指针指示读取。数字式多用表的测量值由液晶显示屏直接以数字的形式显示,读取方便,有些还带有语音提示功能。万用表是公用一个表头,集电
压表、电流表和欧姆表于一体的仪表。万用表的直流电流档是多量程的直流电压表。表头并联闭路式分压电阻即可扩大其电压量程。
万用表的直流电压档是多量程的直流电压表。表头串联分压电阻即可扩大其电压量程。分压电阻不同,相应的量程也不同。
万用表的表头为磁电系测量机构,它只能通过直流,,利用二极管将交流变为直流,从而实现交流电的测量。
在电流接法的基础上,加上电池,分电阻和波段开关,就构成了一个欧姆表。
万用表使用方法图解
要用万用表完成一项实际的测量工作,除了要有如图1的万用表的主体机身之外,还得有两支表笔才行,表笔通常都是一只黑色、一只红色,如图2所示。
图2 万用表表笔、机身上的表笔插孔特写
对照图中的表笔插孔,使用万用表进行具体测量时,黑色表笔要插到标有“COM”的黑色插孔里,而红色表笔根据测量项目的不同,插到不同的插孔:测量小电流(≤200mA)信号时插到“mA”插孔,测量大电流(大于200mA)信号时插到“20A”插孔,其余测量项目均插到标有“VΩ”的插孔。要特别注意进行不同测量项目时千万不要插错了位置!
插好表笔之后还要选择档位和量程,靠机身中间的档位旋钮开关来实现,如图3所示。
图3 万用表档位开关
围绕旋钮开关的一圈分为了多个档位:电阻Ω、电容F、关闭OFF、三极管hFE、直流电压V—、交流电压V~、直流电流A—、交流电流A~、二极管、通断。有的档位不分量程,而有的档位则包含多个量程,看图即可一目了然了。下面我们介绍几个最常用的档位的使用方法。
交直流电压:交流和直流电压的测量方法是完全相同的,仅根据具体的被测信号选择不同的档位量程即可。首先在测量前对被测信号的幅值应该有一个大概的评估,然后根据这个大概值去选择档位:比如照明电是220V交流,那么选择交流电压750V档位(绝不能选择低于被测信号最大值的档位,以免损坏万用表);单片机系统多数都在5V以下,那么选择直流电压20V档位。选择好档位后就可以把表笔接入被测系统了,如果是交流电压自然就无所谓方向了,两支表笔的低位也就是等同的了,把它们分别接触到两个被测点上即可,如果是直流信号,那么最好是红色表笔接电压高的一点,而黑色表笔接电压低的一点。有时候我们习惯上只说某一点的电压是多少多少,而不是说哪两点之间的电压是多少,其实此时这某一点都是针对参考地来说的,即该点和参考地之间的电压,那么通常来说黑表笔就是接触到参考地上的了。
电阻:电阻阻值的测量很简单,先把档位开关打到Ω档,如果不知道大概的阻值范围,就选择最大量程,然后用两支表笔分别接触待测电阻的两端即可,根据屏幕显示的数值可进一步选择更加合适的量程。值得一提的是,多数万用表进行测量时都有一个反应时间,慢的话需要等上几秒才能显示出一个稳定的测量值,所以大家在使用的时候也不要太心急哦。