第1章　萬用表的使用

1.1　指針式萬用表

1.1.1　指針式萬用表的組成

指針式萬用表的外形如圖1-1所示，主要由表頭、面板、轉換開關（又稱量程選擇開關，簡稱量程開關）和測量線路等組成。

（1）表頭

如圖1-2所示，表頭一般采用高靈敏度的磁電式機構，是測量的顯示裝置。萬用表的表頭實際上是一只高靈敏度的磁電式直流電流表，有萬用表的“心臟”之稱。萬用表的主要性能指標取決于表頭的性能，表頭性能參數較多，在此主要介紹靈敏度和內阻。

（2）面板

如圖1-3所示，指針式萬用表的面板一般由表盤、機械調零旋鈕、零歐姆調節旋鈕、轉換開關、表筆插孔等組成。表頭上的表盤印有多種符號、刻度線和數值。有些萬用表的刻度盤上帶反射鏡，能減小視差。

（3）轉換開關

如圖1-4所示，萬用表的轉換開關，又稱為量程選擇開關，是一個多擋位的旋轉開關，用來選擇測量項目和量程（或倍率）。某些萬用表采用兩個轉換開關，分別稱為量程選擇開關和項目（功能）選擇開關。

（4）測量線路

測量線路的作用是將不同性質和大小的被測電學量轉換為表頭所能接受的直流電流。為了實現不同測量項目和測量量程（或倍率），在萬用表的內部設置了一套測量線路。一般來說，萬用表的測量線路是由多量程的直流電流表、多量程直流電壓表、多量程整流式交流電壓表和多量程歐姆表等測量線路組合而成。在某些萬用表中，還附加有電容、電感、晶體管直流放大倍數和溫度測量等測量電路。

1.1.2　指針式萬用表的技術特性

（1）精度

萬用表的精度一般用準確度表示。它反映了儀表基本誤差的大小，準確度愈高，測量誤差愈小。萬用表的準確度等級主要有1.0、1.5、2.5、5.0 4個等級。2.5 級準確度即表示基本誤差為±2.5%，依次類推。例如，國產500型萬用表屬于2.5級儀表；MF18型萬用表屬于高精度萬用表，測量直流電壓（DCV）、直流電流（DCA）和電阻（Ω）的準確度均為1.0級，可供實驗室使用。

（2）靈敏度

萬用表所用表頭的滿度電流I_g稱作表頭靈敏度，一般為10～20μA，I_g愈小，表頭靈敏度愈高。萬用表的電壓靈敏度S_V等于電壓擋的等效內阻R_V與滿量程電壓U_M的比值，即

其單位是Ω/V或kΩ/V，簡稱每伏歐姆數。此數值一般標在儀表盤上。500型萬用表的直流電壓靈敏度為20kΩ/V，交流電壓靈敏度則降低到4kΩ/V。電壓靈敏度愈高，表明萬用表的內阻（即儀表輸入電阻）愈高。高靈敏度萬用表適合電子測量用，可以測量高內阻的信號電壓。低靈敏度萬用表僅適合于電工測量。

電壓靈敏度取決于表頭靈敏度和靈敏度調整電路。如果不加靈敏度調整電路，萬用表所能達到的最高電壓靈敏度等于表頭靈敏度的倒數。

（3）測試功能

普通萬用表大多只能測量電壓、電流和電阻，因此亦稱V-A-Ω三用表。近年來問世的新型萬用表，增加了許多新穎實用的測試功能，例如測量電容、電感、晶體管參數、電池容量、音頻功率、直流高壓和交流高壓，檢查線路通斷（蜂鳴器擋）。有的萬用表還設計了信號發生器，為維修人員提供了方便。

（4）頻率特性

萬用表的工作頻率較低，頻率范圍窄。便攜式萬用表一般為45～2000Hz，袖珍式儀表大多為45～1000Hz。某些萬用表（例如MF10型）的說明書中規定可以擴展頻率范圍，但基本誤差亦隨之增大。

1.1.3　指針式萬用表上的符號及數值含義

（1）萬用表上的符號

在指針式萬用表上，通常印有各種符號，它們所表示的含義見表1-1。

（2）萬用表上的各種數值和標尺

萬用表上還印有各種數值和標尺，其含義如下。

①27℃　表示熱帶使用儀表，標準溫度為（27±2）℃，而一般儀表的標準溫度為（20±2）℃。

②20kΩ/V或10kΩ/V　表示儀表的直流測試的靈敏度。此值的倒數就是表頭的滿度電流值，通常為萬用表的最小直流電流擋。在測量直流電壓時，將此數乘以使用擋的滿度值，即為該擋的輸入電阻。不同擋位的輸入電阻不同；而同一擋位指示值變化時，其輸入電阻卻不變。

③4kΩ/或10kΩ/　表示交流電壓的靈敏度。在測量交流電壓時，將此數乘以使用擋的滿度電壓值，即得到該擋的內阻值（輸入電阻）。注意，這是某一擋位的輸入電阻，改變擋位時，儀表的輸入電阻跟著改變；而在同一擋位，被測值不同時，儀表輸入電阻不變。

④0dB=1mW600Ω　表示分貝（dB）標尺是以在600Ω負荷電阻上，得到1mW功率時的指示定為零分貝。

⑤A-V-Ω　指安培、伏特、歐姆，即表示該萬用表是可測電流、電壓和電阻的復用表。

⑥MF　M表示儀表，F代表復用式，MF即萬用表的標志。

⑦2.5-　表示儀表準確度等級，直流測量誤差小于滿刻度的2.5%。

⑧萬用表弧形標尺　在萬用表上一般有一條歐姆標尺、一條直流用的50格等分度標尺，一條50以上交流用的標尺、一條10（或5或2.5）專用標尺及一條dB標尺。有的萬用表上還有（交流電流）、μF（電容）、mH（電感），Z（阻抗）、W（音頻功率）、I_CEO（晶體三極管穿透電流）或β（晶體三極管直流放大倍數）等標尺。 

萬用表表盤上的各種標志示例如圖1-5所示。

1.1.4　指針式萬用表的使用

（1）萬用表使用前的準備

①在使用萬用表前，操作者必須熟悉每個旋鈕、轉換開關、插孔以及接線柱等的功用，了解表盤上每條標尺刻度所對應的測量項目，熟悉所使用的萬用表各種技術性能。這一點對初學者或使用新表尤為重要。

②萬用表在使用時，應根據儀表的要求，將表水平（或垂直）放置，并放在不易受振動的地方。

③檢查機械零點。若不指于零，可調節機械調零旋鈕，使指針指于零。每次測量前，應核對轉換開關的位置是否合乎測量要求。

（2）插孔（接線柱）的正確選擇

①在進行測量以前，應首先檢查表筆接在什么位置。紅表筆應接在標有“+”號的插孔（或紅色接線柱）上；黑表筆應接在標有“-”號的插孔（或黑色接線柱）上。

②在測量電壓時，儀表并聯接入電路；測量電流時，儀表串聯接入電路。

③在測量直流參數時，要使紅表筆接被測對象的正極，黑表筆接被測對象的負極。

（3）測量項目的選擇

①測量時，應根據被測項目將轉換開關旋至需要的位置。例如：當測量交流電壓時，應將項目轉換開關旋至標有“”的位置，其余類推。

②萬用表的盤面上一般有兩個旋鈕：一個是測量項目的選擇；另一個是量程變換的選擇。在使用時，應先將測量項目旋鈕旋至對應的被測量種類的位置上，然后再將量程變換旋鈕旋至相對應合適量程的位置上。

（4）量程的選擇

①根據被測量的大致范圍，將量程轉換開關旋至該項目區間的適當量程上。例如，測量～220V的交流電壓時，就可以選擇用“”區間250V的量程擋。

②若事先無法估計被測量的大小，應盡量選擇大的測量量程，然后根據指針偏轉角的大小，再逐步換到較小的量程，直到測量電流和電壓時使指針指示在滿刻度的1/2或2/3以上，這樣測量的結果比較準確。

（5）正確讀數

在萬用表的表盤上有很多條標度尺，分別供測量不同項目時使用，因此在測量時要在相應的標度尺上讀數。

①標有“DC”或“-”的標度尺為測量直流時讀數。

②標有“AC”或“～”的標度尺為測量交流時讀數。

③標有“Ω”的標度尺為測量電阻時讀數。

④測量電容還應進行適當的換算。

1.1.5　如何用指針式萬用表測量電阻

（1）測量電阻的方法

①紅表筆插入“+”插孔，黑表筆插入“-”插孔。

②轉換開關旋至“Ω”（歐姆）擋位，正確選擇量程，即盡量使指針指在刻度線的中間部分（該擋的歐姆中心值）。萬用表歐姆擋的刻度線是不均勻的，并且是倒刻度線，右邊為“0”，右邊刻度稀，每小格代表的歐姆值??；左邊為“∞”，左邊刻度密，每小格代表的歐姆值大。

③測量前應首先進行調零，即將兩表筆短接，調節“Ω”調零旋鈕，使指針剛好指歐姆刻度線右邊的“0”位。每次換擋后必須調零，如不能調節至歐姆零位，則說明電池電壓太低或儀表內部有故障。

④將被測電阻脫離電源，用兩表筆（不分正負）接觸被測電阻兩端。被測對象不能有并聯支路，當被測線路有并聯支路時，測得的電阻值不是該電路的實際值，而是某一等效電阻值。尤其測量大電阻時，不能同時用兩手接觸表筆的導電部分，以免影響測量結果。

⑤從表頭標有“Ω”符號的刻度線上讀取的數據再乘以轉換開關所在擋位的倍率即為所測電阻的阻值。

（2）測量電阻注意事項

①被測電阻不能帶電，如電路中有電容器，應先將電容器完全放電后，才能測量，否則會燒壞萬用表。

②不準用兩只手捏住表筆的金屬部分測電阻，否則會將人體電阻并接于被測電阻而引起測量誤差。

1.1.6　如何用指針式萬用表測量直流電壓

（1）測量直流電壓的方法

①轉換開關旋至“V”擋位，正確選擇量程，所選量程應大于被測電壓，若不知被測電壓大小時，則應先以最大量程試測，然后逐次旋至適當量程上（使指針接近滿刻度或大于2/3滿刻度為宜）。

②如圖1-6所示，萬用表并接于被測電路，且注意極性不可接反，即紅表筆接高電位端，黑表筆接低電位端。

③根據指針在標有“-”或“DC”符號的刻度線上的位置及所選量程，正確讀數。

（2）測量直流電壓注意事項

①如果事先不知道被測點電位的高低，可將任意一只表筆先接觸被測電路或元器件的任意一端，另一支表筆輕輕地試觸一下另一被測端，若表頭指針向右偏轉（正偏），說明表筆正負極性接法正確，可以繼續測量；若表頭指針向左偏轉（反偏），說明表筆極性接反了，交換表筆就可以測量。

②測量1000～2500V的直流電壓時，將轉換開關置于“直流電壓1000V”擋，紅表筆插入交直流2500V專用插孔。

1.1.7　如何用指針式萬用表測量交流電壓

（1）測量交流電壓的方法

①轉換開關旋至“”擋位，正確選擇量程，所選量程應大于被測電壓，若不知被測電壓大小時，則應先以最大量程試測，然后逐次旋至適當量程上（使指針接近滿刻度或大于2/3滿刻度為宜）。

②試測。測量時，如果不知道量程，先試測（固定一支表筆，另外一支表筆試接觸），觀察指針的偏轉方向，待指針偏轉方向正確且指針在合適的位置，再進行正式測量，將萬用表兩表筆并接在被測電路或被測負載的兩端，表筆的接法不分正負極。

③根據指針在標有“～”或“AC”符號的刻度線上的位置及所選量程，正確讀數。

④測量1000～2500V的交流電壓時，將轉換開關置于“交流電壓1000V”擋，紅表筆插入交直流2500V專用插孔。

（2）測量交流電壓注意事項

①嚴禁在測量過程中，撥動轉換開關選擇量程，避免產生電弧燒壞轉換開關的觸點。

②測交流電壓時，養成單手操作的習慣。

③表盤上大多數標明了使用頻率范圍，一般為45～1000Hz，如果被測交流電壓的頻率超過這個范圍，測量誤差將會增大，這時的數據只能作為參考。

④表盤上交流電壓刻度尺是按正弦交流電的有效值來標度的，如果被測電學量不是正弦量（如方波、尖脈沖等）時，誤差會很大，這時的測量結果也只能作為參考。

⑤如果不知道被測電壓的大小，先從最大量程擋逐一試測，直到指針偏轉在滿刻度的2/3位置。

1.1.8　如何用指針式萬用表測量直流電流

（1）測量直流電流的方法

①把轉換開關撥到直流電流（mA）擋，估計被測電流的大小，選擇合適的量程。如果不知道被測電流的大小，先選最大電流擋試測。根據指針的偏角度，再選擇合適的量程。

②如圖1-7所示，萬用表串接于被測電路中，并注意極性不能接反，紅表筆一端插入標有“+”的插孔，另一端接被測量的正極；黑表筆一端插入標有“-”的插孔，另一端接被測量的負極，即應使電流從紅表筆端流入，由黑表筆端流出。

③根據指針在標有“-”或“DC”符號的刻度線上的位置及所選量程，正確讀數。

（2）測量直流電流注意事項

①用萬用表測直流電流時，萬用表不可以并聯在被測電路中，更不允許并接在電源上，來測電源電流。否則會燒壞表頭。

②注意表筆正、負極性：紅表筆接電路中電流來的方向（或高電位端），黑表筆接電路電流流出的方向（或低電位端），不可接反。若表筆正負極性接反了，表頭指針向反方向轉偏，容易撞彎指針。

③測量500mA～5A的直流電流時，將旋轉開關置于“500mA”擋，紅表筆插入“5A”插孔。

1.1.9　使用指針式萬用表時應注意的事項

①嚴禁使用電阻擋、電流擋、電容擋等去測量電壓。

②嚴禁在測試過程中帶電切換萬用電表的量程開關或項目開關。

③讀數時視線應與表盤垂直，視線、指針和刻度應在一直線上，以提高讀數的準確度。正確使用有效數字，應讀到估計值位。

④用歐姆擋內部的電池作測試電源時，要注意表筆的正負極性與電源的極性正好相反，此時黑表筆的電位高于紅表筆，判斷晶體管極性或測量電解電容等有極性的元件時，不可搞錯。

⑤在測量50V以下的電壓時，避免用雙手直接接觸測試線的金屬部分。被測電壓超過50V時，應單手操作，即先將參考點的測試線固定好，再一手握測試筆的絕緣體去測量被測電壓。禁止使用低于被測電壓等級的萬用電表電壓量程測量高壓電源、輸電信號或有源變壓器等。用萬用表測量超過500V的電壓時，要戴相應電壓等級的絕緣手套。條件不具備時要采取相應的安全措施。測試高壓除了選用電壓等級相當的測量儀表，測試者本人作好個人安全防護外，還應有專人監護，或有能夠為測試者提供安全保護的其他人員在場。

⑥絕緣不良、有裂紋的測試線不得使用。如果萬用表上有多個插孔可供測試選用，不得插錯位置測試，否則極易產生嚴重后果。

⑦萬用表在使用過程中不要靠近強磁場，在強磁場附近使用，測量誤差會增大。

⑧萬用表應在干燥、無振動、無強磁場、環境溫度適宜的條件下存放萬用表。潮濕的環境能使儀表的絕緣強度下降，還能使元器件受潮而變質。機械震動和沖擊，可使表頭磁鋼退磁，導致靈敏度下降。

⑨萬用表使用完畢，應拔下表筆，將轉換開關置于交流電壓的最大擋，防止下次使用時不慎燒表。有的萬用表（如500型）設有空擋，用完應將轉換開關撥到“·”置。也有的萬用表（如MF47型）設置有“OFF”擋，使用完畢應將功能開關撥到此擋。

⑩萬用表長期不用時，要把電池取出，以防日久電池變質滲液，使儀表損壞。