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(zhuǎn)換開關(guān)（又稱量程選擇開關(guān)，簡(jiǎn)稱量程開關(guān)）和測(cè)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(jī)構(gòu)，是測(cè)量的顯示裝置。萬用表的表頭實(shí)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(biāo)取決于表頭的性能，表頭性能參數(shù)較多，在此主要介紹靈敏度和內(nèi)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(jī)械調(diào)零旋鈕、零歐姆調(diào)節(jié)旋鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)、表筆插孔等組成。表頭上的表盤印有多種符號(hào)、刻度線和數(shù)值。有些萬用表的刻度盤上帶反射鏡，能減小視差。

（3）轉(zhuǎn)換開關(guān)

如圖1-4所示，萬用表的轉(zhuǎn)換開關(guān)，又稱為量程選擇開關(guān)，是一個(gè)多擋位的旋轉(zhuǎn)開關(guān)，用來選擇測(cè)量項(xiàng)目和量程（或倍率）。某些萬用表采用兩個(gè)轉(zhuǎn)換開關(guān)，分別稱為量程選擇開關(guān)和項(xiàng)目（功能）選擇開關(guān)。

（4）測(cè)量線路

測(cè)量線路的作用是將不同性質(zhì)和大小的被測(cè)電學(xué)量轉(zhuǎn)換為表頭所能接受的直流電流。為了實(shí)現(xiàn)不同測(cè)量項(xiàng)目和測(cè)量量程（或倍率），在萬用表的內(nèi)部設(shè)置了一套測(cè)量線路。一般來說，萬用表的測(cè)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(cè)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(shù)和溫度測(cè)量等測(cè)量電路。

1.1.2　指針式萬用表的技術(shù)特性

（1）精度

萬用表的精度一般用準(zhǔn)確度表示。它反映了儀表基本誤差的大小，準(zhǔn)確度愈高，測(cè)量誤差愈小。萬用表的準(zhǔn)確度等級(jí)主要有1.0、1.5、2.5、5.0 4個(gè)等級(jí)。2.5 級(jí)準(zhǔn)確度即表示基本誤差為±2.5%，依次類推。例如，國(guó)產(chǎn)500型萬用表屬于2.5級(jí)儀表；MF18型萬用表屬于高精度萬用表，測(cè)量直流電壓（DCV）、直流電流（DCA）和電阻（Ω）的準(zhǔn)確度均為1.0級(jí)，可供實(shí)驗(yàn)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(nèi)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(jiǎn)稱每伏歐姆數(shù)。此數(shù)值一般標(biāo)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(nèi)阻（即儀表輸入電阻）愈高。高靈敏度萬用表適合電子測(cè)量用，可以測(cè)量高內(nèi)阻的信號(hào)電壓。低靈敏度萬用表僅適合于電工測(cè)量。

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

（3）測(cè)試功能

普通萬用表大多只能測(cè)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(shí)用的測(cè)試功能，例如測(cè)量電容、電感、晶體管參數(shù)、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(shè)計(jì)了信號(hào)發(fā)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(guī)定可以擴(kuò)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(hào)及數(shù)值含義

（1）萬用表上的符號(hào)

在指針式萬用表上，通常印有各種符號(hào)，它們所表示的含義見表1-1。

（2）萬用表上的各種數(shù)值和標(biāo)尺

萬用表上還印有各種數(shù)值和標(biāo)尺，其含義如下。

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

②20kΩ/V或10kΩ/V　表示儀表的直流測(cè)試的靈敏度。此值的倒數(shù)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(cè)量直流電壓時(shí)，將此數(shù)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(shí)，其輸入電阻卻不變。

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

④0dB=1mW600Ω　表示分貝（dB）標(biāo)尺是以在600Ω負(fù)荷電阻上，得到1mW功率時(shí)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(cè)電流、電壓和電阻的復(fù)用表。

⑥MF　M表示儀表，F(xiàn)代表復(fù)用式，MF即萬用表的標(biāo)志。

⑦2.5-　表示儀表準(zhǔn)確度等級(jí)，直流測(cè)量誤差小于滿刻度的2.5%。

⑧萬用表弧形標(biāo)尺　在萬用表上一般有一條歐姆標(biāo)尺、一條直流用的50格等分度標(biāo)尺，一條50以上交流用的標(biāo)尺、一條10（或5或2.5）專用標(biāo)尺及一條dB標(biāo)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(shù)）等標(biāo)尺。 

萬用表表盤上的各種標(biāo)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(zhǔn)備

①在使用萬用表前，操作者必須熟悉每個(gè)旋鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)、插孔以及接線柱等的功用，了解表盤上每條標(biāo)尺刻度所對(duì)應(yīng)的測(cè)量項(xiàng)目，熟悉所使用的萬用表各種技術(shù)性能。這一點(diǎn)對(duì)初學(xué)者或使用新表尤為重要。

②萬用表在使用時(shí)，應(yīng)根據(jù)儀表的要求，將表水平（或垂直）放置，并放在不易受振動(dòng)的地方。

③檢查機(jī)械零點(diǎn)。若不指于零，可調(diào)節(jié)機(jī)械調(diào)零旋鈕，使指針指于零。每次測(cè)量前，應(yīng)核對(duì)轉(zhuǎn)換開關(guān)的位置是否合乎測(cè)量要求。

（2）插孔（接線柱）的正確選擇

①在進(jìn)行測(cè)量以前，應(yīng)首先檢查表筆接在什么位置。紅表筆應(yīng)接在標(biāo)有“+”號(hào)的插孔（或紅色接線柱）上；黑表筆應(yīng)接在標(biāo)有“-”號(hào)的插孔（或黑色接線柱）上。

②在測(cè)量電壓時(shí)，儀表并聯(lián)接入電路；測(cè)量電流時(shí)，儀表串聯(lián)接入電路。

③在測(cè)量直流參數(shù)時(shí)，要使紅表筆接被測(cè)對(duì)象的正極，黑表筆接被測(cè)對(duì)象的負(fù)極。

（3）測(cè)量項(xiàng)目的選擇

①測(cè)量時(shí)，應(yīng)根據(jù)被測(cè)項(xiàng)目將轉(zhuǎn)換開關(guān)旋至需要的位置。例如：當(dāng)測(cè)量交流電壓時(shí)，應(yīng)將項(xiàng)目轉(zhuǎn)換開關(guān)旋至標(biāo)有“”的位置，其余類推。

②萬用表的盤面上一般有兩個(gè)旋鈕：一個(gè)是測(cè)量項(xiàng)目的選擇；另一個(gè)是量程變換的選擇。在使用時(shí)，應(yīng)先將測(cè)量項(xiàng)目旋鈕旋至對(duì)應(yīng)的被測(cè)量種類的位置上，然后再將量程變換旋鈕旋至相對(duì)應(yīng)合適量程的位置上。

（4）量程的選擇

①根據(jù)被測(cè)量的大致范圍，將量程轉(zhuǎn)換開關(guān)旋至該項(xiàng)目區(qū)間的適當(dāng)量程上。例如，測(cè)量～220V的交流電壓時(shí)，就可以選擇用“”區(qū)間250V的量程擋。

②若事先無法估計(jì)被測(cè)量的大小，應(yīng)盡量選擇大的測(cè)量量程，然后根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)角的大小，再逐步換到較小的量程，直到測(cè)量電流和電壓時(shí)使指針指示在滿刻度的1/2或2/3以上，這樣測(cè)量的結(jié)果比較準(zhǔn)確。

（5）正確讀數(shù)

在萬用表的表盤上有很多條標(biāo)度尺，分別供測(cè)量不同項(xiàng)目時(shí)使用，因此在測(cè)量時(shí)要在相應(yīng)的標(biāo)度尺上讀數(shù)。

①標(biāo)有“DC”或“-”的標(biāo)度尺為測(cè)量直流時(shí)讀數(shù)。

②標(biāo)有“AC”或“～”的標(biāo)度尺為測(cè)量交流時(shí)讀數(shù)。

③標(biāo)有“Ω”的標(biāo)度尺為測(cè)量電阻時(shí)讀數(shù)。

④測(cè)量電容還應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)膿Q算。

1.1.5　如何用指針式萬用表測(cè)量電阻

（1）測(cè)量電阻的方法

①紅表筆插入“+”插孔，黑表筆插入“-”插孔。

②轉(zhuǎn)換開關(guān)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小；左邊為“∞”，左邊刻度密，每小格代表的歐姆值大。

③測(cè)量前應(yīng)首先進(jìn)行調(diào)零，即將兩表筆短接，調(diào)節(jié)“Ω”調(diào)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(diào)零，如不能調(diào)節(jié)至歐姆零位，則說明電池電壓太低或儀表內(nèi)部有故障。

④將被測(cè)電阻脫離電源，用兩表筆（不分正負(fù)）接觸被測(cè)電阻兩端。被測(cè)對(duì)象不能有并聯(lián)支路，當(dāng)被測(cè)線路有并聯(lián)支路時(shí)，測(cè)得的電阻值不是該電路的實(shí)際值，而是某一等效電阻值。尤其測(cè)量大電阻時(shí)，不能同時(shí)用兩手接觸表筆的導(dǎo)電部分，以免影響測(cè)量結(jié)果。

⑤從表頭標(biāo)有“Ω”符號(hào)的刻度線上讀取的數(shù)據(jù)再乘以轉(zhuǎn)換開關(guān)所在擋位的倍率即為所測(cè)電阻的阻值。

（2）測(cè)量電阻注意事項(xiàng)

①被測(cè)電阻不能帶電，如電路中有電容器，應(yīng)先將電容器完全放電后，才能測(cè)量，否則會(huì)燒壞萬用表。

②不準(zhǔn)用兩只手捏住表筆的金屬部分測(cè)電阻，否則會(huì)將人體電阻并接于被測(cè)電阻而引起測(cè)量誤差。

1.1.6　如何用指針式萬用表測(cè)量直流電壓

（1）測(cè)量直流電壓的方法

①轉(zhuǎn)換開關(guān)旋至“V”擋位，正確選擇量程，所選量程應(yīng)大于被測(cè)電壓，若不知被測(cè)電壓大小時(shí)，則應(yīng)先以最大量程試測(cè)，然后逐次旋至適當(dāng)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(cè)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(jù)指針在標(biāo)有“-”或“DC”符號(hào)的刻度線上的位置及所選量程，正確讀數(shù)。

（2）測(cè)量直流電壓注意事項(xiàng)

①如果事先不知道被測(cè)點(diǎn)電位的高低，可將任意一只表筆先接觸被測(cè)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(cè)端，若表頭指針向右偏轉(zhuǎn)（正偏），說明表筆正負(fù)極性接法正確，可以繼續(xù)測(cè)量；若表頭指針向左偏轉(zhuǎn)（反偏），說明表筆極性接反了，交換表筆就可以測(cè)量。

②測(cè)量1000～2500V的直流電壓時(shí)，將轉(zhuǎn)換開關(guān)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(cè)量交流電壓

（1）測(cè)量交流電壓的方法

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

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

③根據(jù)指針在標(biāo)有“～”或“AC”符號(hào)的刻度線上的位置及所選量程，正確讀數(shù)。

④測(cè)量1000～2500V的交流電壓時(shí)，將轉(zhuǎn)換開關(guān)置于“交流電壓1000V”擋，紅表筆插入交直流2500V專用插孔。

（2）測(cè)量交流電壓注意事項(xiàng)

①嚴(yán)禁在測(cè)量過程中，撥動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)選擇量程，避免產(chǎn)生電弧燒壞轉(zhuǎn)換開關(guān)的觸點(diǎn)。

②測(cè)交流電壓時(shí)，養(yǎng)成單手操作的習(xí)慣。

③表盤上大多數(shù)標(biāo)明了使用頻率范圍，一般為45～1000Hz，如果被測(cè)交流電壓的頻率超過這個(gè)范圍，測(cè)量誤差將會(huì)增大，這時(shí)的數(shù)據(jù)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(biāo)度的，如果被測(cè)電學(xué)量不是正弦量（如方波、尖脈沖等）時(shí)，誤差會(huì)很大，這時(shí)的測(cè)量結(jié)果也只能作為參考。

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

1.1.8　如何用指針式萬用表測(cè)量直流電流

（1）測(cè)量直流電流的方法

①把轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到直流電流（mA）擋，估計(jì)被測(cè)電流的大小，選擇合適的量程。如果不知道被測(cè)電流的大小，先選最大電流擋試測(cè)。根據(jù)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(cè)電路中，并注意極性不能接反，紅表筆一端插入標(biāo)有“+”的插孔，另一端接被測(cè)量的正極；黑表筆一端插入標(biāo)有“-”的插孔，另一端接被測(cè)量的負(fù)極，即應(yīng)使電流從紅表筆端流入，由黑表筆端流出。

③根據(jù)指針在標(biāo)有“-”或“DC”符號(hào)的刻度線上的位置及所選量程，正確讀數(shù)。

（2）測(cè)量直流電流注意事項(xiàng)

①用萬用表測(cè)直流電流時(shí)，萬用表不可以并聯(lián)在被測(cè)電路中，更不允許并接在電源上，來測(cè)電源電流。否則會(huì)燒壞表頭。

②注意表筆正、負(fù)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(fù)極性接反了，表頭指針向反方向轉(zhuǎn)偏，容易撞彎指針。

③測(cè)量500mA～5A的直流電流時(shí)，將旋轉(zhuǎn)開關(guān)置于“500mA”擋，紅表筆插入“5A”插孔。

1.1.9　使用指針式萬用表時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)

①嚴(yán)禁使用電阻擋、電流擋、電容擋等去測(cè)量電壓。

②嚴(yán)禁在測(cè)試過程中帶電切換萬用電表的量程開關(guān)或項(xiàng)目開關(guān)。

③讀數(shù)時(shí)視線應(yīng)與表盤垂直，視線、指針和刻度應(yīng)在一直線上，以提高讀數(shù)的準(zhǔn)確度。正確使用有效數(shù)字，應(yīng)讀到估計(jì)值位。

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

⑤在測(cè)量50V以下的電壓時(shí)，避免用雙手直接接觸測(cè)試線的金屬部分。被測(cè)電壓超過50V時(shí)，應(yīng)單手操作，即先將參考點(diǎn)的測(cè)試線固定好，再一手握測(cè)試筆的絕緣體去測(cè)量被測(cè)電壓。禁止使用低于被測(cè)電壓等級(jí)的萬用電表電壓量程測(cè)量高壓電源、輸電信號(hào)或有源變壓器等。用萬用表測(cè)量超過500V的電壓時(shí)，要戴相應(yīng)電壓等級(jí)的絕緣手套。條件不具備時(shí)要采取相應(yīng)的安全措施。測(cè)試高壓除了選用電壓等級(jí)相當(dāng)?shù)臏y(cè)量?jī)x表，測(cè)試者本人作好個(gè)人安全防護(hù)外，還應(yīng)有專人監(jiān)護(hù)，或有能夠?yàn)闇y(cè)試者提供安全保護(hù)的其他人員在場(chǎng)。

⑥絕緣不良、有裂紋的測(cè)試線不得使用。如果萬用表上有多個(gè)插孔可供測(cè)試選用，不得插錯(cuò)位置測(cè)試，否則極易產(chǎn)生嚴(yán)重后果。

⑦萬用表在使用過程中不要靠近強(qiáng)磁場(chǎng)，在強(qiáng)磁場(chǎng)附近使用，測(cè)量誤差會(huì)增大。

⑧萬用表應(yīng)在干燥、無振動(dòng)、無強(qiáng)磁場(chǎng)、環(huán)境溫度適宜的條件下存放萬用表。潮濕的環(huán)境能使儀表的絕緣強(qiáng)度下降，還能使元器件受潮而變質(zhì)。機(jī)械震動(dòng)和沖擊，可使表頭磁鋼退磁，導(dǎo)致靈敏度下降。

⑨萬用表使用完畢，應(yīng)拔下表筆，將轉(zhuǎn)換開關(guān)置于交流電壓的最大擋，防止下次使用時(shí)不慎燒表。有的萬用表（如500型）設(shè)有空擋，用完應(yīng)將轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到“·”置。也有的萬用表（如MF47型）設(shè)置有“OFF”擋，使用完畢應(yīng)將功能開關(guān)撥到此擋。

⑩萬用表長(zhǎng)期不用時(shí)，要把電池取出，以防日久電池變質(zhì)滲液，使儀表?yè)p壞。