第二節 萬用表
一、使用準備
萬用表是一種多用途、廣量程、使用方便的測量儀表,可用來測量直流電壓、直流電流、交流電壓和電阻,中高檔的萬用表還可以測量交流電流、電容、電感及晶體管的主要參數等。如圖1-6所示,主要有指針式和數字式兩類萬用表。

圖1-6 指針式和數字萬用表
指針式萬用表的表頭是進行各種測量的公用部分。表頭內部有一個可動的線圈(稱為動圈)。它的電阻 Rg稱為表頭的內阻。動圈處于永久磁鐵的磁場中,當動圈通有電流之后會受到磁場力的作用而發生偏轉。固定在動圈上的指針隨著動圈一起偏轉的角度與動圈中的電流成正比。當指針指示到表盤刻度的滿標度時,動圈中所通過的電流稱為滿偏電流Ig。Rg與Ig是表頭的兩個主要參數。
1.正確使用轉換開關和表筆插孔
指針式萬用表面板功能如圖1-7所示。萬用表有紅與黑兩支表筆(測棒),表筆可插入萬用表的“+”“-”兩個插孔里。注意:一定要嚴格將紅表筆插入“+”極性孔里,黑表筆插入“-”極性孔里。測量直流電流、電壓等物理量時,必須注意正負極性。根據測量對象,將轉換開關旋至所需位置,在被測量大小不詳時,應先選用量程較大的擋試測,如不合適再逐步改用較低的擋位,以表頭指針移動到滿刻度的2/3位置附近為宜。

圖1-7 指針式萬用表面板功能
2.使用前準備
① 測量準備如圖1-8所示,將萬用表水平放置。
② 檢查指針。
③ 插好表筆。
④ 檢查電池。
⑤ 選擇項目和量程。
3.使用后維護
① 拔出表筆。
② 將量程選擇開關撥到“OFF”或交流電壓最高擋。
③ 若長期擱置不用時,應將萬用表中的電池取出。
④ 平時對萬用表要保持干燥、清潔,嚴禁振動和機械沖擊。

圖1-8 測量準備
二、直流電壓測量
(1)選擇量程。測量直流電壓如圖1-9所示。

圖1-9 測量直流電壓
(2)測量方法。將萬用表并聯在被測電路的兩端。測量直流電壓時,紅表筆接被測電路的正極,黑表筆接被測電路的負極。
(3)正確讀數。
三、直流電流測量
測量直流電流如圖1-10所示。

圖1-10 測量直流電流
(1)選擇量程。
(2)測量方法。將萬用表與被測電路串聯。應將電路相應部分斷開后,將萬用表表筆接在斷點的兩端。如是直流電流,紅表筆接在與電路的正極相連的斷點,黑表筆接在與電路的負極相連的斷點。
(3)正確讀數。
四、電阻器測量
在使用萬用表的歐姆擋測量電阻之前,應首先把紅、黑表筆短接,調節指針到歐姆標尺的零位上,并要正確選擇電阻倍率擋。測量某電阻Rx時,一定要使被測電阻不與其他電路有任何接觸,也不要用手接觸表筆的導電部分,以免影響測量結果。當利用歐姆表內部電池作為測試電源時(如判斷二極管或晶體管的引腳),要注意到:黑表筆接的是電源正極,紅表筆接的是電源負極。
萬用表測量電阻(歐姆表)的電路原理如圖1-11所示。

圖1-11 歐姆表的電路原理
可變電阻R稱為調零電阻,當紅、黑表筆相接時(相當于被測電阻Rx=0),調節R的阻值使指針指到表頭的滿刻度,即

萬用表電阻擋的零點在表頭的滿刻度位置上。而電阻無窮大時(紅、黑表筆間開路)指針在表頭的零刻度位置上。
當紅、黑表筆間接被測電阻Rx時,通過表頭的電流為

可見表頭讀數I與被測電阻Rx是一一對應的,呈反比例關系,因此歐姆表刻度不是線性的。
1.檢測電阻
(1)選擇合適的量程。測量電阻器阻值如圖1-12所示。
(2)把紅、黑表筆短接,調節電阻調零旋鈕使指針指在第一條刻度線的0Ω位置上。

圖1-12 測量電阻器阻值
(3)將電阻器接入紅、黑表筆之間,根據指針位置讀出最小刻度值,再乘以該擋的倍率,即為該電阻的讀數。
2.檢測電位器
檢測電位器時,首先要看轉軸轉動是否平滑,開關是否靈活(帶開關電位器),如圖1-13所示。

圖1-13 檢測電位器
(1)根據電位器的標稱阻值選擇量程,并進行電阻調零。
(2)將表筆與電位器邊上的兩引腳相連,其讀數應為電位器的標稱阻值。
(3)把表筆分別與邊上的引腳和中間的引腳相連,將電位器的轉軸逆時針旋轉,指針應平滑移動,電阻值逐漸減小;若將電位器的轉軸順時針旋轉,電阻值應逐漸增大,直至接近電位器的標稱值,測電位器阻值變化如圖1-14所示。

圖1-14 測電位器阻值變化
五、數字萬用表使用
數字表操作時首先將ON-OFF開關置于ON位置。檢查9V電池,如果電壓不足,需更換電池。
直流電壓(DCV)測量:將量程轉換開關置于 DCV 范圍,并選擇量程。測量時,將黑表筆插入COM插孔,紅表筆插入V/Ω插孔,測量時若顯示器上顯示“1”,表示過量程,應重新選擇量程。
交流電壓(ACV)測量:將量程轉換開關置于 ACV 范圍,并選擇量程。測量時,將黑表筆插入COM插孔,紅表筆插入V/Ω插孔。測量時不允許超過額定值,以免損壞內部電路。顯示值為交流電壓的有效值。
直流電流(DCA)測量:將量程轉換開關轉到 DCA 位置,并選擇量程。測量時,將黑表筆插入COM插孔,當測量最大值為200 mA時,紅表筆插入mA插孔;當測量最大值為20 A時,紅表筆插入A插孔。注意:測量電流時,應將萬用表串入被測電路。
交流電流(ACA)測量:將量程轉換開關轉到 ACA 位置,選擇量程。測量時,將測試表筆串入被測電路,黑表筆插入 COM 插孔,當測量最大值為 200mA 時,紅表筆插入mA插孔;當測量最大值為20A時,紅表筆插入A插孔。顯示值為交流電壓的有效值。
電阻測量:測量時應切斷電源,將量程轉換開關置于Ω量程,將黑表筆插入COM插孔,紅表筆插入V/Ω插孔。