1.2　數(shù)字式萬用表

1.2.1　數(shù)字式萬用表的基本組成

普通數(shù)字式萬用表的面板如圖1-8所示，該表前后面板主要包括：液晶顯示器、電源開關(guān)、量程（功能）轉(zhuǎn)換開關(guān)、h_FE插口、表筆插孔及在后蓋板下的電池盒。

（1）液晶顯示器

液晶顯示器直接以數(shù)字形式顯示測量結(jié)果。普及型數(shù)字萬用表多為三位半儀表（如DT-890型），其最高位只能顯示“1”或“0”（0亦可消隱，即不顯示），故稱半位，其余3位是整位，可顯示0～9全部數(shù)字。三位半數(shù)字萬用表最大顯示值為1999。儀表具有自動顯示極性功能，即如果被測電壓或電流的極性錯了，不必改換表筆接線，而在顯示值面前出現(xiàn)負號“-”，也就是說此時紅表筆指低電位，黑表筆接高電位。

（2）量程轉(zhuǎn)換開關(guān)

量程轉(zhuǎn)換開關(guān)又稱為功能選擇開關(guān)，位于面板的中間，用來測量時選擇項目和量程。由于最大顯示數(shù)為±1999，不到滿度2000，所以量程擋的首位數(shù)幾乎都是2，如200Ω、2kΩ、2V、…。一般數(shù)字萬用表的量程較指針式表要多。

（3）表筆插孔

表筆插孔有4個。標有“COM”字樣的為公共插孔，通常插入黑表筆。標有“V/Ω”字樣插孔應(yīng)插入紅表筆，用以測量電阻值和交直流電壓值。測量交直流電流有兩個插孔，分別為“A”和“10A”，供不同量程擋選用，也插入紅表筆。

1.2.2　數(shù)字式萬用表的分類

（1）按量程轉(zhuǎn)換方式分類

按量程轉(zhuǎn)換方式的不同數(shù)字式萬用表可分為：手動量程（MAN RANGZ）、自動量程（AUTO RANGZ）、自動/手動量程（AUTO/MAN RANGZ）3種類型。其中，手動量程轉(zhuǎn)換式數(shù)字萬用表內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)較為簡單，價格也相對低。但操作比較繁瑣，而且量程選擇不合適時易使儀表過載。

（2）按工作原理分類

按工作原理的不同數(shù)字式萬用表可分為：比較型、積分型、復(fù)合型。目前使用較多的是積分型數(shù)字萬用表。

（3）按顯示數(shù)字位數(shù)分類

按顯示數(shù)字位數(shù)不同數(shù)字式萬用表可分為：（3.5位）、（4.5位）、（5.5位）、（6.5位）、（7.5位）、八位半（8.5位）等多種類型。數(shù)字萬用表位數(shù)越多，它的靈敏度越高。

1.2.3　數(shù)字式萬用表的特點

現(xiàn)在，數(shù)字式萬用表已成為主流，有取代模擬指針式儀表的趨勢。與指針式萬用表相比，數(shù)字萬用表具有顯示直觀準確、準確度高、分辨率高、測量參數(shù)多等特點。

（1）數(shù)字顯示直觀準確

數(shù)字式萬用表普遍采用先進的數(shù)顯技術(shù)（LCD液晶顯示器或LED發(fā)光二極管顯示器），顯示清晰直觀、讀數(shù)準確。它既能保證讀數(shù)的客觀性，又符合人們的讀數(shù)習慣，能夠縮短讀數(shù)和記錄時間。

（2）準確度高

準確度是反映測量結(jié)果與真實值一致的程度。數(shù)字表的準確度可以達到相當高，這是指針式萬用表所達不到的。數(shù)字萬用表基本量程（通常為最低直流電壓擋）精度最高，隨著量程的擴展或經(jīng)各種轉(zhuǎn)換器后精度指標會下降。一般三位半儀表基本量程精度可達±0.5%～±0.1%，四位半儀表可達±0.05%～±0.07%，五位半儀表達±0.01%～±0.005%，七位半儀表則達±0.0001%。

（3）分辨率高

分辨率是指最低量程上末位一個字所對應(yīng)的電壓值，是儀表對下限被測量值的反應(yīng)能力，即對微小電壓的“識別”能力。它反映儀表靈敏度的高低，三位半數(shù)字萬用表的分辨力可達0.1mV，即100μV；四位半儀表可達10μV；八位半則高達10nV。

（4）輸入阻抗高

測量電壓時，數(shù)字萬用表具有很高的輸入阻抗，這樣在測量過程中從被測電路中吸取的電流極少，不會影響被測電路或信號源的工作狀態(tài)，能夠減少測量誤差，從而能提高測量的準確性。

（5）測量參數(shù)多

普及型數(shù)字萬用表不僅可以測量直流電壓（DCV）、交流電壓（ACV）、直流電流（DCA）、交流電流（ACA）、電阻（Ω）、二極管正向壓降（VF）、晶體管發(fā)射極電流放大系數(shù)（h_FE），還能測電容量（C）、檢查線路通斷的蜂鳴器擋（BZ）等。有的數(shù)字萬用表還具有電感擋、溫度（T）、頻率（f）擋、信號擋、AC/DC自動轉(zhuǎn)換功能等。

新型數(shù)字萬用表大多增加了讀數(shù)保持（HOLD）、邏輯測試（LOGIC）、真有效值（TRMS）、相對值測量、自動關(guān)機等功能。

1.2.4　數(shù)字式萬用表的常見符號的含義

數(shù)字式萬用表的常見符號的含義見表1-2。

1.2.5　數(shù)字式萬用表的使用

（l）萬用表使用前的準備

使用前，應(yīng)認真閱讀有關(guān)的使用說明書，熟悉電源開關(guān)、量程開關(guān)、插孔、特殊插孔的作用。

（2）開機

打開萬用表的電源開關(guān)（電源開關(guān)置于“ON”位置）。將量程轉(zhuǎn)換開關(guān)置于電阻擋，對表進行使用前的檢查：將兩表筆短接，顯示屏應(yīng)顯示“0.00”；將兩表筆開路，顯示屏應(yīng)顯示“1”。以上兩個顯示都正常時，表明該表可以正常使用，否則將不能使用。注意：如果量程轉(zhuǎn)換開關(guān)置于其他擋，兩表筆開路時，顯示屏將顯示“0.00”。

（3）量程的選擇

測量前先預(yù)估被測量的大小范圍，盡可能選用接近滿度的量程，這樣可提高測量精度。如測1kΩ電阻，宜用2kΩ擋而不宜用20kΩ或更高擋。如果預(yù)先不能估計被測量值的大小，可從最高量程擋開始測，逐漸減小到恰當?shù)牧砍涛恢谩?/p>

當測量結(jié)果只顯示“1”時，表明被測值超出所在擋范圍，說明量程選得太小（如測1kΩ電阻時，選擇200Ω擋），應(yīng)調(diào)高一擋量程。

（4）正確讀數(shù)

數(shù)字萬用表在剛測量時，顯示屏的數(shù)值會有跳數(shù)現(xiàn)象，屬正常現(xiàn)象（類似指針式表的表針在擺動）。應(yīng)當待顯示數(shù)值穩(wěn)定后，才能讀數(shù)。切勿以最初跳動變化中的某一數(shù)值，當作測量值讀取。

1.2.6　如何用數(shù)字式萬用表測量電阻

（1）測量電阻的方法

①將黑表筆插入COM插孔，紅表筆插入V/Ω插孔（注意：紅表筆極性為“+”）。

②轉(zhuǎn)換開關(guān)旋至“Ω”（歐姆）擋位，估計被測量的大小，正確選擇量程。

③如圖1-9所示，將數(shù)字萬用表與被測電阻并聯(lián)，測量電阻值并讀數(shù)。

（2）測量電阻注意事項

①所測電阻不乘倍率，直接按所選量程及單位讀數(shù)，圖1-9所示測量的電阻值應(yīng)為1.2kΩ。

②如果被測電阻值超出所選擇量程的最大值，將顯示為“1”，應(yīng)選擇更高的量程，對于大于1MΩ或更高的電阻，要幾秒鐘數(shù)字穩(wěn)定后，才能讀數(shù)。

③當表筆沒有連接好時，如開路情況下，顯示屏顯示“1”。

④被測電阻不能帶電，如電路中有電容器，應(yīng)先將電容器完全放電后，才能測量。

⑤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。

1.2.7　如何用數(shù)字式萬用表測量直流電壓

（1）測量直流電壓的方法

①將黑表筆插入COM插孔，紅表筆插入V/Ω插孔。

②轉(zhuǎn)換開關(guān)旋至“V”或“DCV”擋位，估計被測量的大小，正確選擇量程。

③如圖1-10所示，萬用表并接于被測電路，根據(jù)顯示屏顯示情況讀數(shù)。顯示屏除顯示被測電路的電壓外，同時會指示出紅表筆的極性，如圖顯示“-10.00”，表明此次測量電壓值為10V，負號表示紅表筆接電路的低電位端。

（2）測量直流電壓注意事項

①如果不知被測電壓的范圍，將量程開關(guān)置于最大量程并逐漸下調(diào)。

②如果顯示器只顯示“1”，說明已超過量程，量程開關(guān)需調(diào)高一擋，調(diào)擋時應(yīng)切斷輸入電路。

③“”表示不要測量高于1000V的電壓，雖然有可能讀出數(shù)據(jù)，但可能會損壞萬用表內(nèi)部線路。

④當測量高電壓時，要格外小心，保持一定的間距，注意避免觸電。

1.2.8　如何用數(shù)字式萬用表測量交流電壓

（1）測量交流電壓的方法

①將黑表筆插入COM插孔，紅表筆插入V/Ω插孔。

②轉(zhuǎn)換開關(guān)旋至“V～”或“ACV”擋位，估計被測量的大小，正確選擇量程。

③如圖1-11所示，萬用表并接于被測電路，表筆不分極性。根據(jù)顯示屏顯示情況讀數(shù)。

（2）測量交流電壓注意事項

①如果不知被測電壓的范圍，將量程開關(guān)置于最大量程并逐漸下調(diào)。

②如果顯示器只顯示“1”，說明已超過量程，量程開關(guān)需調(diào)高一擋。嚴禁在測量過程中，撥動轉(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。

③當測量高電壓時，要格外小心，保持一定的間距，注意避免觸電。

1.2.9　如何用數(shù)字式萬用表測量直流電流

（1）測量直流電流的方法

①將黑表筆插入COM插孔，當被測電流在200mA以下時，紅表筆插入“mA”插孔，當測量0.2～20A的電流時，紅表筆插入“20A”插孔。

②將轉(zhuǎn)換開關(guān)置于直流電流擋“DCA”或“A-”合適量程范圍。

③如圖1-12所示，萬用表串接于被測電路，根據(jù)顯示屏顯示情況讀數(shù)。顯示屏除顯示被測電路的電流外，同時會指示出紅表筆的極性，如圖顯示“18.88”，表明此次測量電流值為18.88A，紅表筆接電路的高電位端。

（2）測量直流電流注意事項

①如果不知被測電流的范圍，將量程開關(guān)置于最大量程并逐漸下調(diào)。

②如果顯示器只顯示“1”，說明已超過量程，量程開關(guān)需調(diào)高一擋。嚴禁在測量過程中，撥動轉(zhuǎn)換開關(guān)選擇量程。

③“”表示最大輸入電流為200mA，過量的電流將燒壞熔斷器。

1.2.10　數(shù)字式萬用表的選用

國產(chǎn)數(shù)字式萬用表有近百種型號，選購時應(yīng)根據(jù)自己的需要來確定型號。若專門用于電壓、電流、電阻測量，可選一般的位的數(shù)字表；要進行高精度測量時，可選用位的數(shù)字表。

當欲購的型號確定后，在挑選時首先用手撥動量程轉(zhuǎn)換開關(guān)，不應(yīng)有緊澀感，且輕輕搖動萬用表時無任何響聲。再將電池裝入表內(nèi)，接通開關(guān)后數(shù)字顯示應(yīng)為“1”，旋轉(zhuǎn)量程開關(guān)至電阻擋時，將兩根表筆短路，數(shù)字顯示應(yīng)為“000”。然后根據(jù)說明書，檢查儀表的過載顯示、報警等功能。排除以上幾個方面的問題后，應(yīng)主要考慮以下幾個方面。

（1）功能

現(xiàn)在的數(shù)字式萬用表除了測量電壓、電流、電阻等功能外，還具有數(shù)字計算、讀數(shù)保持、誤差讀出、字長選擇等功能，使用時應(yīng)根據(jù)具體要求選用。

（2）范圍和量程

很多數(shù)字式萬用表有自動量程功能，不用手動調(diào)節(jié)量程。另外，還有很多數(shù)字式萬用表有過量程能力，在測量值超過該量程但還未達到最大顯示時可不用換量程，從而提高了準確度和分辨力。

（3）準確度

儀表的準確度等級越高，測量結(jié)果就越準確，其價格就越貴。因此，選用萬用表時，應(yīng)根據(jù)測量精度的要求，選用準確度合適的萬用表，以保證測量誤差限定在允許的范圍之內(nèi)。一般位或位數(shù)字式萬用表已能滿足通常測量需要。

（4）輸入電阻和零電流

數(shù)字式萬用表的輸入電阻過低和零電流過高均會引起測量誤差，關(guān)鍵要看信號源的內(nèi)阻值大小。當信號源阻抗高時，應(yīng)選擇高輸入阻抗、低零電流的儀器。

（5）響應(yīng)時間、頻率范圍

數(shù)字式萬用表的響應(yīng)時間越短越好；頻率范圍應(yīng)根據(jù)具體需要適當選擇。

（6）交流電壓轉(zhuǎn)換形式

數(shù)字式萬用表的交流電壓測量分平均值轉(zhuǎn)換、峰值轉(zhuǎn)換和有效值轉(zhuǎn)換三種。當波形失真較大時，平均值轉(zhuǎn)換和峰值轉(zhuǎn)換不準確，而有效值轉(zhuǎn)換可不受波形的影響；使測量結(jié)果更加準確。

1.2.11　使用數(shù)字式萬用表時應(yīng)注意的事項

①用200Ω擋測低值電阻時，應(yīng)首先將兩支表筆短路，測出兩根表筆引線的電阻值（一般為0.1～0.3Ω，視儀表而定），待測量完畢則需把測量結(jié)果減去此值，得到實際電阻值。對于2kΩ～20MΩ擋，表筆引線電阻可忽略不計。

②測量電壓時，應(yīng)將數(shù)字萬用表與被測電路并聯(lián)，測量電壓時不要超過所標示的最高值。測電流時應(yīng)與被測電路串聯(lián)，測直流量（直流電壓或直流電流）時不必考慮正、負極性。

③使用h_FE插口測量小功率晶體管電流放大系數(shù)時，管子的三個電極和管型（PNP、NPN）均不可搞錯。因測試電壓較低，插口提供的基極電流又很小（一般為10μA），故測量結(jié)果僅供參考。

④測量電阻以及檢測二極管時，紅表筆接V/Ω插孔帶正電；黑表筆接COM插孔而帶負電，這與指針式萬用表電阻擋的極性正好相反。檢測二極管、晶體管、發(fā)光二極管、電解電容器、穩(wěn)壓管等有極性的元器件時，必須注意表筆的極性。

⑤數(shù)字萬用表電阻擋所提供的測試電流較小，測二極管正向電阻時要比用指針萬用表電阻擋的測量值高出幾倍，甚至幾十倍，有的數(shù)字表根本不能測二極管的正向電阻。此時建議改用二極管擋去測PN結(jié)的正向壓降值，由此可判定管子的質(zhì)量好壞，并能識別硅管（U_F=0.500～0.700V）和鍺管（U_F=0.1500～0.300V）。

⑥被測元器件的引腳因日久氧化或有銹污，造成被測件和表筆之間接觸不良，顯示屏會產(chǎn)生長時間的跳數(shù)現(xiàn)象，無法讀取正確測量值，并增加測量誤差。應(yīng)當先清除氧化層和銹污后再測量。

⑦禁止在測量高電壓（220V以上）或大電流（0.5A以上）時撥動量程開關(guān)，以防止產(chǎn)生電弧，燒毀開關(guān)觸點。

⑧當顯示“”、“BATT”、或“LOW BATT”時，表示電池電壓低于工作電壓，此時應(yīng)更換電池。

⑨每次測量結(jié)束應(yīng)及時關(guān)斷電源，將量程開關(guān)撥到最高電壓擋，同時取下表筆。長期不用，應(yīng)取出電池。

⑩數(shù)字萬用表應(yīng)經(jīng)常保持清潔干燥，避免接觸腐蝕性物質(zhì)和受到猛烈撞擊。