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第3章 萬用表

3.1 萬用表簡介

萬用表又稱復用表或三用表,是一種多量程和多種電量的便攜式復用電氣測量儀表。萬用表是電工電子制作中必備的測試工具,一般情況下多用來測量電流(交/直流)、電壓(交/直流)和電阻值,所以習慣叫做三用表。此外,派生的測量電量還有電平(分貝)功率、電容、電感和晶體管的主要參數等。由于其用途的多樣化,所以叫做萬用表。

3.1.1 萬用表的分類

萬用表種類很多,外形各異,但基本結構和使用方法是相同的。按其內部結構劃分,常用的萬用表有指針式和數字式兩種。指針式萬用表是以機械表頭為核心部件構成的多功能測量儀表,所測數值由表頭指針指示;數字萬用表所測數值由液晶屏幕直接以數字的形式顯示,同時還帶有某些語音的提示功能。

按外形劃分,萬用表有臺式、鉗形式、手持式和袖珍式等。各種常見萬用表的外形如圖3.1所示。

圖3.1 常見萬用表

3.1.2 選擇(轉換)開關

萬用表由于可做多種測量,因此必須由轉換裝置把儀表的電路轉接為所選定的測量種類與量程。轉換裝置通常由選擇開關(測量種類、量程選擇開關)、接線柱、按鈕、插孔等組成。選擇(轉換)開關是一個多擋位的旋轉開關,用來選擇測量項目和量程。

3.1.3 表筆和表筆插孔

萬用表的表筆,一般分為紅、黑兩只,使用時紅表筆應插入標有正號(+)的插孔,黑表筆應插入標有負號(-或*)的插孔。

3.2 指針式萬用表

3.2.1 指針式萬用表概述

在20世紀80年代之前,市場上主要流行的是指針式萬用表。指針式萬用表的讀數精度較數字式萬用表稍差,但指針擺動的過程比較直觀、明顯,其擺動速度和幅度有時也能比較客觀地反映被測量值的大小和方向。因此,在工農業生產及電工電子領域中得到了廣泛應用和推廣。

3.2.2 指針式萬用表的結構

指針式萬用表在結構上由3部分組成:指示部分(表頭)、測量電路、轉換裝置。

指示部分(表頭)通常由磁電式直流微安表(少數為毫安表)組成,表頭是靈敏電流計,表頭刻度盤上印有多種符號、多種量程的刻度和數值等。表頭是萬用表的關鍵部件,很多重要性能(如靈敏度、準確度等級、阻尼及指針回零位等)大部分都取決于表頭的性能。

測量電路的主要作用是把被測的電量變換成適合于表頭指示用的電量。例如,將被測的大電流通過分流電阻,變換成表頭所需的微弱電流;將被測的高電壓通過分壓電阻,變換成表頭所需的低電壓;將被測的交流電流(電壓)通過電流(電壓)互感器及整流器,變換為表頭所需的直流電流(電壓)等。因此,測量電路通常由分壓電阻、分流電阻、電流或電壓互感器、整流器等電子元器件組裝而成。

轉換裝置通常由選擇(轉換)開關、接線柱、按鈕、插孔等組成。

3.2.3 指針式萬用表的特點

萬用表的重要性能之一是靈敏度,表頭的靈敏度是指表頭指針由零刻度偏轉到滿刻度時,動圈中通過的電流值。一般萬用表中均不直接標明表頭的靈敏度為多少微安,而用其每伏的內阻來表示,即滿刻度指示時測試電流的倒數Ω/V來表示。例如,做100V量程的直流電壓測量時,指針滿度值的電流為50μA,則該萬用表的內阻Ri

Ω/V的值越大,表明表頭滿刻度電流值越小,表頭靈敏度越高。靈敏度越高,則取用被測電路的電流越小,對被測電路正常工作狀態的影響就越小,對電工電子電路的測量準確度就越高。

在用萬用表測量電阻時,需要有一個直流電源供給表頭使其指針偏轉,一般用內附電池作為這種電源。內附電池通常有兩塊,一塊為低電壓的1.5V,另一塊是高電壓的9V或15V。其黑表筆所接是表內電池的正極,而紅表筆所接是表內電池的負極。

在測量電路是否通路時,只需測定兩點間是否有斷路故障存在,而不需明確測定兩點間的電阻值。因此在做這種測量時,某些型號的萬用表內串接有一個蜂鳴器,當被測電路電阻小于一定值(一般為1Ω)時,蜂鳴器即發出振動聲,以代替表頭的指示,根據有無振動聲來判斷電路的通斷。

磁電式表頭能直接測量直流電流,但能夠容許通過的電流是有限的,一般最大不超過200~300mA,通常是大不于20~50mA。當微小的電流通過表頭時,就會有電流指示,但表頭不能通過大電流。所以,必須在表頭上并聯或串聯一些電阻器進行分流或分壓,從而達到能測出電路中的電流值、電壓值和電阻值等的目的。

3.2.4 指針式萬用表的工作原理

1.直流電流測量原理

指針式萬用表的表頭本身就是一只直流電流表,但測量范圍不能大于表頭的滿刻度電流。測量較大電流的安培表,需要將測量機構(表頭)與電阻器并聯進行分流,就可以擴展電流量程,如圖3.2(a)所示。這樣,被測電流的一部分或大部分將通過分流電阻,而小部分電流通過測量機構(表頭)。分流電流的大小與分流電阻值的大小成反比,因此改變分流電阻值的大小,就能改變儀表的測量范圍。這個分流電阻通常叫做分流器。

圖3.2 直流電流表原理

分流器可以分為內附分流器和外附分流器兩種。分流器可以是單量程的,也可以是多量程的。最常用的多量程分流器是閉路式分流器,如圖3.2(b)所示。閉路式分流器是指在轉換過程中,基本分流器不斷開表頭的電路,各分擋電阻器與表頭內阻器串聯,形成閉合電路。圖中,R0為表頭內阻,R1、R2、和R3為分流器。

2. 直流電壓測量原理

萬用表中,電壓測量電路的基礎仍然是電流測量電路。表頭有一定的內阻,直流電流流過表頭內阻產生一定的電壓降,因此一只表頭也相當于一只電壓表。但電壓表量程有限,只有幾毫伏至幾十毫伏,因此需要擴大量程。擴大電壓表的測量范圍,通常采用表頭串聯電阻的方法,這種串入的附加電阻,叫做倍壓器(或稱倍率器、倍增器),如圖3.3(a)所示。

圖3.3 直流電壓表原理

電壓表的連接電路(擴大量程)通常有多種型式,如圖3.3(b)所示的是一種多量程電壓表電路,圖中大量程利用了小量程的電阻,或者說,高電壓擋倍率電阻建立在低電壓擋上。量程越大,倍率電阻也就越大,因此,大量程擋內阻高于小量程擋內阻。

3. 交流電流、電壓測量原理

磁電式儀表只能測量直流電流或電壓,如需測量交流參數,則必須采用一個交直流變換裝置,將交流電流經整流器轉變成直流電流再測量。萬用表中常用的整流電路有半波式和全波式,如圖3.4所示。

對于圖3.4(a)中半波式整流電路:I0=0.45I;對于圖3.4(b)中全波式整流電路:I0=0.9I。儀表在進行儀表畫刻度時,是按上述關系進行折算的。

多量程的交流電流測量,必須對被測電流進行分流。萬用表中常采用先分流后整流的方式,這樣流過整流元件的電流較小,對整流元件的要求可以降低。

多量程的交流電壓測量,其工作原理與直流電壓表相似,不同點是需要先將交流電流整流后進行測量。

圖3.4 整流式交流電流表電路

4. 電阻測量原理

電阻的測量是基于歐姆定律來進行的。測量電阻的方式往往由量程來決定,為了使歐姆表在各量程能共用一個電阻刻度線,一般電阻測量電路都按十進制分擋,即都以標準擋R為基礎,采用10的整倍數來擴大量程,如R×1、R×10、R×100、R×1000等。當在R×10擋時,綜合內阻擴大10倍;當在R×100擋時,綜合內阻擴大100倍。

圖3.5 擴大量程的歐姆表電路

圖3.5所示為擴大量程的歐姆表電路,在表頭上并聯和串聯適當的電阻器,同時串聯一節電池,使電流通過被測電阻器,根據電流的大小,就可測量出電阻值。

歐姆表的中心值,是指儀表指示1/2刻度點時的數值。由理論計算可知,歐姆刻度的中心值就等于歐姆表在該量程上的綜合內阻。因此,歐姆量程的設計都以中間刻度為標準,然后分別求出相當于各個被測電阻的刻度值。

根據理論計算可知,改變E(電源電動勢)同樣也可擴大量程,所以,多數指針式萬用表內附兩塊電池,高阻擋通常采用高電壓電池。

電池電壓E的改變,會使歐姆表的中心值也發生變化,從而造成測量誤差。也就是說,同一個電路,當電池為全新時,中心值會增大,當電池壽命快終結時,中心值會減小。一般電池全新時每節電壓為1.5V,當電池電壓下降至1.2V以下時應即時更換。為了把由于E的變化造成的測量誤差減至最小,往往在電壓支路中串聯一個可變電阻,作為歐姆調零,如圖3.5中的電阻R6。這樣用改變歐姆表支路中的分流比來抵消電源電壓E的變化對精度的影響,從而保證了電阻的測量精度。

指針式萬用表除了可對上述幾個基本參量進行測量外,有些萬用表還附加有其他功能。例如,對電平的測量、電容器電容量的測量、電感線圈電感量的測量及晶體管主要直流參數的測量等。

3.3 常用的指針式萬用表

國產各型指針式萬用表的型號有近百種之多,常見型號有MF30、MF47、MF50、MF500等。下面主要介紹MF47型和MF500型萬用表。

3.3.1 MF47型

1. 概述

MF47型是設計新穎的磁電式整流便攜式多量程萬用表。該萬用表可供測量直流電流、交直流電壓、直流電阻等,具有26個基本量程和電平、電容、電感、晶體管直流參數等7個附加參考量程,具有量程多、分擋細、靈敏度高、體積輕巧、性能穩定、過載保護可靠、讀數清晰、使用方便的優點,適合于電子儀器測量、無線電電訊測量、電工、工廠及實驗室等多種場合廣泛使用。

2. 結構特征

MF47型萬用表的外形結構如圖3.6所示,面板各部分的功能如表3.1所示,技術規范如表3.2所示,表頭刻度盤如圖3.7所示。

圖3.6 MF47型萬用表外形結構

表3.1 MF47型萬用表面板各部分功能

表3.2 MF47型指針式萬用表技術規范

圖3.7 MF47型萬用表刻度盤

MF47型萬用表正面上部是微安表,中間有一個機械調零螺釘,用來校正指針左端的零位。下部為操作面板,面板中央為測量選擇、轉換開關,右上角為歐姆擋調零旋鈕,右下角有2500V交直流電壓和直流5A專用插孔,左上角有晶體管靜態直流放大倍數檢測裝置,左下角有正、負表筆插孔。

刻度盤與開關指示印刷成紅、綠、黑三色,兩盤顏色分別按交流紅色,晶體管綠色,其余黑色對應制成,使用時讀取示數便捷。刻度盤共有六條刻度,從上往下依次是:第1條專供測電阻用,第2條供測交流電壓、直流電流用,第3條供測晶體管放大倍數用,第4條供測電容用,第5條供測電感之用,第6條供測音頻電平。刻度盤上裝有反光鏡,用以消除視差。

MF47萬用表的電路圖如圖3.8所示。

圖3-8 MF47型萬用表原理圖

3.3.2 MF500型

MF500型萬用表具有23擋量程,可以測量直流電流、交直流電壓、電阻及音頻電平等。該儀表具有測量范圍寬、測試精度高,安全可靠等特點,是無線電、電信及電工電子設備的理想測量工具。

MF500型指針萬用表的外形結構如圖3.9所示。外殼用黑色膠木制成,有皮(或塑料)提手,便于攜帶或支撐。面板上裝有兩只轉換開關(左邊為mA、Ω測量種類選擇,量程選擇及短路擋“OFF”;右邊為、DB測量種類選擇,mA、Ω量程選擇及開路擋“· ”)、零歐姆調整器一只、插孔4個(+、-、2500、2500),轉換開關及調整器各配膠木圓形旋鈕一只。插孔“—”或“*”為公用端。

表頭系方型磁電式,表面寬闊,并裝有反射鏡面,故讀數精確,正下方裝有指針調零器。電阻擋采用1.5V 2號電池一節(R×1、R×10、R×100、R×1k擋用),15V層迭電池一節。電池裝在表底夾層中,與內部零件隔離,可避免因換電池或電池腐爛而損害內部零件。

MF500型指針式萬用表技術規范如表3.3所示,表頭刻度盤如圖3.10所示。

圖3.9 MF500型萬用表的外形結構

圖3.10 MF500型萬用表表頭刻度盤

表3.3 MF500型指針式萬用表技術規范

表頭刻度盤共有四條刻度線:第1條為電阻歐姆刻度線,第2條為交流電壓、電流刻度線,第3條為交流10V專用刻度線,第4條為分貝刻度線。

MF500型萬用表的電路圖如圖3.11所示。

圖3.11 MF500型萬用表原理圖

3.4 指針式萬用表的正確使用

3.4.1 使用前的準備工作及注意事項

1. 使用前的準備工作

① 根據表頭上“⊥”或“Π”、“→”符號的要求,將萬用表按標度尺位置為垂直或水平位置放置。

② 檢查表針是否停在表盤左端的零位。若不在零位,用小螺絲刀輕輕轉動表頭上的機械調零旋鈕,使表針指在零位。

③ 正確插接表筆。紅表筆的插頭應插接在“+”或專用插孔上,黑表筆的插頭應插接在“-”或“*”的插孔上。

④ 檢查電池電量。將量程選擇開關撥到電阻R×1擋上,短接黑紅表筆,若進行歐姆調零后,萬用表指針仍不能調節到刻度線右邊的零位,說明電池電壓不足,需要換新電池。

2. 使用中的注意事項

① 測量電阻時,元器件或電路不能在帶電的情況下進行(萬用表提供的電流除外),否則會造成萬用表的損壞。

② 在測量交直流電壓時,兩表筆應并聯接入;測直流電壓時,紅表筆接被測電路的高電位(正極),黑表筆接被測電路的低電位(負極)。

③ 在測量直流電流時,兩表筆應串聯接入,且紅表筆接被測電路的高電位(正極),黑表筆接被測電路的低電位(負極)。

④ 在測量過程中,嚴禁撥動量程開關。確實需要轉換量程開關時,至少應有一個表筆脫離被測電路。

⑤ 在測量過程中,嚴禁用手指觸碰測試棒的金屬部分,以保證安全和測量的準確。

⑥ 選擇適當的量程。根據被測電路參量的大致范圍,將轉換開關撥至適當的位置或適當的量程上。當估算不出被測電路參量時,應先大量程估測。最好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。

3. 保養

① 萬用表使用完畢后,如果沒有空擋,應將量程轉換開關置于最高交流電壓擋;如果有空擋(“*”或“OFF”),則應撥至該擋,該擋能將表頭短路,起到阻尼和防振的作用。

② 萬用表長期不用時,應將表內電池取出,以防電池電解液滲漏而腐蝕內部電路。

3.4.2 指針式萬用表的使用方法

1. 直流電流的測量

直流電流測試示例如圖3.12所示。

(1)選擇量程

萬用表直流電流擋標有“mA”,通常有1mA、10mA、100mA、500mA等不同量程,選擇量程時應根據電路中的電流大小而定。若不知電流大小,應先用最高電流擋量程,然后逐漸減小到合適的電流擋。

(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,將萬用表表筆串聯接在斷點的兩端。紅表筆接在和電源正極相連的斷點,黑表筆接在和電源負極相連的斷點。

圖3.12 直流電流測試示例

(3)正確讀數

待表針穩定后,仔細觀察刻度盤,找到相對應的刻度線,正視刻度線并讀出被測電流值。

2. 直流電壓的測量

直流電壓測試示例如圖3.13所示。

圖3.13 直流電壓測試示例

(1)選擇量程

萬用表直流電壓擋標有“”,通常有2.5V、10V、50V、250V、500V等不同的量程,選擇量程時應根據電路中的電壓大小而定。若不知電壓大小,應先用最高電壓擋量程,然后逐漸減小到合適的電壓擋。

(2)測量方法

將萬用表與被測電路并聯,且紅表筆接被測電路的正極(高電位),黑表筆接被測電路的負極(低電位)。

(3)正確讀數

待表針穩定后,仔細觀察刻度盤,找到相對應的刻度線,正視刻度線并讀出被測電壓值。

3. 交流電壓的測量

交流電壓測試示例如圖3.14所示。

圖3.14 交流電壓測試示例

交流電壓的測量與上述直流電壓的測量相似,不同之處為交流電壓擋標有“”通常有10V、50V、250V、500V等不同量程;測量時,不區分紅黑表筆,只要并聯在被測電路兩端即可。

4. 電阻的測量

電阻測試示例如圖3.15所示。

圖3.15 電阻測試示例

(1)選擇量程倍率

萬用表的歐姆擋通常設置多量程,一般有R×1、R×10、R×100、R×1k及R×10k等5擋量程。歐姆刻度線是不均勻的(非線性),為了減小誤差,提高精確度,應合理選擇量程,使指針指在刻度線的1/3~2/3之間。

(2)歐姆調零

選擇量程后,應將兩表筆短接,同時調節“歐姆調零旋鈕”,使指針正好指在歐姆刻度線右邊的零位置。若指針調不到零位,可能是電池電壓不足或其內部有問題。

每選擇一次量程,都要重新進行歐姆調零。

(3)讀數

測量時,待表針停穩后讀取讀數,然后乘以倍率,就是所測的電阻值。

3.5 數字式萬用表及其使用

3.5.1 數字萬用表簡介

20世紀90年代以來,隨著電子工業的發展與電子技術的進步,數字萬用表得到迅速推廣與普及,并在電子測量等領域顯示出強大的生命力。

數字萬用表的種類很多。按工作原理分,有比較型、積分型、V/T型、復合型等;按使用方式和外形分,有臺式、便攜式、袖珍式、筆式和鉗式等,其中袖珍式應用較普遍;按量程轉換方式分,有自動量程轉換和手動量程轉換;按用途與功能分,有低檔型、中檔型和智能型。數字萬用表的結構外形如圖3.16所示。

圖3.16 數字萬用表的結構外形圖

國內常見袖珍式數字萬用表的型號、性能及特點、生產廠家如表3.4所示。

表3.4 國產常見袖珍式數字萬用表的型號、性能及特點

3.5.2 數字萬用表的特點

數字萬用表最大特點表現為:采用數字化測量技術,并以數字形式顯示;準確度高、分辨力高、靈敏度高、輸入阻抗高等。下面著重談談顯示特點和測試功能。

(1)顯示位數及顯示特點

液晶顯示位數通常有位、3位、位、位、位、位、位、位、位、位、位,共11種,其中最常見的是位和位兩種。位,讀作“三位半”,最大顯示值是±1999(4位),最高位(最前面的一個數字)只能是“0”或“1”。位,讀作“三又三分之二位”,最大顯示值是±2999,最高位只能顯示從0~2的3個數字。在同樣情況下,它們的量限要比位的萬用表高50%。位數字儀表,最大顯示值為±19999,余者類推。

常見數字萬用表采用字高為12.5mm的液晶顯示器LCD,目前一些新型號產品均采用字高18mm的大屏幕LCD。同時,新型數字萬用表大多增加了標志符顯示功能,包括單位符號(如mV、V、kV、A等),測量項目符號(如AC、DC等),特殊符號(如低電壓LOBAT,蜂鳴器等)。

(2)測量功能全

多功能數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(UF)、晶體管共發射極電流放大系數(hFE),還可以測量電容量(C),電導(ns)、溫度(T)、頻率(kHz),用以檢查線路通斷的蜂鳴器擋(BZ)、低功率法測電阻擋(LOQ),有的表(如DT810型)還能輸出50Hz方波信號,作為低頻信號源使用。DT860D型數字萬用表具有AC/DC自動轉換功能,DT880型和VC98型實現了電容擋自動轉換。

新型數字萬用表大多增加了下述新穎實用的測試功能:讀數保持(DATAHOLD)、邏輯測試(LOCIC)、真有效值測量(TRMS)、相對值測量(RELO)、自動關機(AUTO OFF POWER)等。

3.5.3 數字萬用表的使用方法

1.使用前的注意事項

測量前,應首先打開電源,選擇萬用表的電阻擋、電壓擋、電流擋或其他擋。然后便是量程的選擇,若不知參數時可先置于最大量程,再逐步減小量程。最后,根據測量性質,檢查表筆是否插入了相應的插孔,特別是專用插孔。

2.使用中的注意事項

① 測量電阻時,紅表筆為測試源正端、黑表筆為負端,這一點和指針式萬用表恰好相反。

② 當萬用表顯示電源電壓低時,要及時更換電池,否則所測量電壓的數值偏高。但對測量電阻值影響不大。

③ 測量交直流電壓時,在有“交流”干擾的情況下,黑表筆一定要接地,因為黑表筆接著表內屏蔽罩,可防止環境對萬用表正常工作的干擾。

④ 嚴禁在測量高電壓或大電流的過程中撥動開關,以防電弧燒壞轉換開關的觸點。

⑤ 選擇電壓測量功能時,要求選擇準確,防止誤接,如果誤用交流電壓擋去測直流電壓,或誤用直流電壓擋去測交流電壓,將顯示“000”,或在低位上出現跳字。

⑥ 用低擋測電阻(如用200Ω擋)時,為精確測量,可先將兩表筆短接,測出兩表筆的引線電阻,并根據此數修正測量結果。

⑦ 嚴禁帶電測量電阻。進行電阻測量時,應手持兩表筆的絕緣棒,以防人體電阻接入,引起測量誤差。

⑧ 在測量電壓、電流時,若顯示屏上的數值為“1”,則表明量程太小,應加大量程后再測;若在數值左邊出現“-”,則表明表筆極性與實際電源極性相反,此時紅表筆接的是負極。

3.數字萬用表的基本使用方法

圖3.17是普通DT9205A型數字萬用表的表盤,下面以這種表盤為例來說明數字萬用表的基本使用方法。

圖3.17 DT9205A型數字萬用表面板圖

(1)測量直流電壓

按下電源開關POWER,然后將量程選擇開關撥到“DCV”區域內合適的量程擋,紅表筆應插入“V. Ω”插孔,黑表筆插入“COM”插孔。這時即可以并聯方式進行直流電壓的測量,可讀出顯示值,紅表筆所接的極性將同時顯示于液晶顯示屏上。

(2)測量交流電壓

按下電源開關POWER,然后將量程選擇開關撥到“ACV”區域內合適的量程擋;表筆接法和測量方法同上,但無極性顯示。

(3)測量直流電流

按下電源開關POWER,然后將功能量程選擇開關撥到“DCA”區域內合適的量程擋,紅表筆插“mA”插孔(被測電流≤200mA)或接“20A”插孔(被測電流>200mA),黑表筆插入“COM”插孔,將數字萬用表串聯于電路中即可進行測量,紅表筆所接的極性將同時顯示于液晶顯示屏上。

(4)測量交流電流

將功能量程選擇開關撥到“ACA”區域內合適的量程擋上,其余的操作方法與測量直流電流時相同。

(5)測量電阻

按下電源開關POWER,將功能量程選擇開關撥到“Ω”區域內合適的量程擋上,紅表筆接“V.Ω”插孔,黑表筆接“COM”插孔,將兩表筆接于被測電阻兩端即可進行電阻測量,并可讀出顯示值。

(6)測量二極管

按下電源開關POWER,將功能量程選擇開關撥到二極管擋,紅表筆插入“V. Ω”插孔,黑表筆插入“COM”插孔,即可進行測量。測量時,紅表筆接二極管正極,黑表筆接二極管負極,兩表筆的開路電壓為2.8V,測試電流為(1.0±0.5)mA。當二極管正向接入時,鍺管應顯示0.150~0.300V,硅管應顯示0.550~0.700V。若顯示超量程符號,表示二極管內部斷路;顯示全零,表示二極管內部短路。

(7)檢查線路通斷

按下電源開關POWER,將功能量程選擇開關撥到蜂鳴器位置,紅表筆插入“V. Ω”插孔,黑表筆插入“COM”插孔,紅黑兩表筆分別接于被測導體兩端,若被測線路電阻低于規定值(50±20)Ω,蜂鳴器發出聲音,表示線路是通的。

(8)測量三極管

按下電源開關POWER,將功能量程選擇開關撥到“NPN”或“PNP”位置;確認晶體管是“NPN”還是“PNP”型三極管,然后將三極管的三個管腳分別插入“hFE”插座對應的孔內即可。

(9)測量電容

把功能量程選擇開關撥到所需要的電容擋位置,按下電源開關POWER。測量電容前,儀表將慢慢的自動回零;把紅表筆插入“mA、╢╟”插孔,黑表筆插入“COM”插孔;把測量表筆連接到待測電容的兩端,并讀出顯示值。

(10)數據保持功能

按下儀表上的數據保持開關(HOLD),正在顯示的數據就會保持在液晶顯示屏上,即使輸入信號變化或消除,數值也不會改變。

實訓7 電阻的測量

1.實訓目的

① 了解萬用表測量電阻的方法。

② 熟練掌握萬用表測量各種電阻值。

2.實訓器材

MF47型萬用表(或其他型號)1塊/人,小功率電源變壓器(或控制變壓器)1只/人,雜電阻(功率不限)若干只/人,導線0.5m左右1段/人,常用工具1套/人。

3.實訓步驟

① 用萬用表測兩手指、舌尖區域電阻;測螺絲刀金屬部分、金屬與木柄間的電阻。從測量結果中得出什么結論?

② 用萬用表測量一段導線的電阻;然后用鉗子把導線從中間剪斷,再用萬用表測量原兩端點的電阻。比較兩次測量結果,得出什么結論?

③ 用萬用表測量雜電阻,并記錄數據。然后和同桌相互交換測量、比較。

④ 用萬用表測量電源變壓器繞組的阻值,并記錄數據。然后和同桌相互交換測量、比較。

4. 填寫實訓報告

實訓報告:

實訓8 電壓的測量

1.實訓目的

① 掌握交流、直流電壓的測量方法。

② 掌握用萬用表測量交流、直流電壓的方法。

2.實訓器材

MF47型萬用表(或其他型號)1塊/人,小功率電源變壓器(次級單繞組電壓不超過50V)1只/人,二極管IN4007(或其他型號)5只/人,電解電容100μF/100V 1只/1人,1.5V電池(型號不限)1節/人,帶插頭電源線1根/人,35W電烙鐵1把/人,常用工具1套/人。

若有電工、電子實訓臺,也可根據器材設置情況,靈活掌握調整實訓測量項目內容,后面的其他實訓同此。

3.實訓步驟

(1)交流電壓的測量

① 電源線和電源變壓器按圖3.18(a)所示焊接好,檢查無誤后,就可進行如下交流電壓的測量。

圖3.18 實際接線圖和原理圖

② 插頭插入電源插座,分別測量UABUabUcdUdeUceUac、的電壓,并用列表法記錄數據。

(2)直流電壓的測量

① 測量干電池的電壓,如圖3.19所示。

圖3.19 測量干電池的電壓

② 在圖3.18的基礎上,焊接一只整流二極管及濾波電容,如圖3.20(a)所示。檢查無誤后,就可進行直流電壓的測量。

圖3.20 實際接線圖和原理圖

③ 用萬用表測直流電壓UED

④ 拔下電源插頭,把電解電容的負極改焊到電源變壓器次級的e端。檢查無誤后,通入電源,用萬用表測量直流電壓UEe。比較UEDUEe的大小。

⑤ 焊下整流二極管和濾波電容,按圖3.21(a)所示,焊接好4只橋式整流二極管和一只濾波電容。檢查無誤后,就可進行直流電壓的測量。

圖3.21 實際插線圖和原理圖

⑥ 用萬用表測直流電壓UEF

⑦ 拔下電源插頭,把整流器的B端改焊到電源變壓器次級繞組的e端。檢查無誤后,通入電源,用萬用表測直流電壓UEF

4.填寫實訓報告

實訓報告:

實訓9 直流電流的測量

1.實訓目的

① 掌握直流電流的測量方法。

② 熟悉用萬用表測量直流電流。

③ 熟練用萬用表測電阻值和直流電壓。

2.實訓器材

MF47型萬用表(或其他型號)1塊/人,1.5V干電池2節(帶電池盒)/人,100Ω、1/8W電阻器1只/人,4.7kΩ電位器1只/人,發光二極管1只/人,35W電烙鐵(帶烙鐵架、焊錫) 1把/人,連接導線若干米/人,常用工具1套/人。

3.實訓步驟

① 用萬用表測量電阻器(100Ω)和電位器(4.7kΩ)的阻值。

② 用萬用表測量發光二極管的正、反向電阻值。

③ 按照圖3.22(a)所示進行焊接連線,原理圖如圖3.22(b)所示。暫時不要接入萬用表;檢查無誤后,就可進行如下測量。

圖3.22 實際接線圖和原理圖

④ 先把電位器調在阻值最大位置,再把萬用表置于直流電流50mA擋后串入電路,然后將電位器阻值慢慢調小。當調到某一值時發光二極管啟輝,繼續將電位器阻值調小,直至使發光二極管達到所需的正常亮度。這時萬用表的電流讀數即為發光二極管正常的工作電流值。

⑤ 把萬用表從電路中取下,仍把電路接通,電位器阻值保持不變。用萬用表直流電壓擋測出電路中發光二極管的正向壓降。

4.填寫實訓報告

實訓報告:

本章小結

1. 萬用表是一種可以測量多種電量,具有多種量程的便攜式儀表。萬用表主要用來測量直流電流、交直流電壓和電阻;有的萬用表還能測量交流電流、電感、電容、二極管、三極管的hFE值、頻率及溫度等。

2. 常見的萬用表有指針式和數字式兩種。指針式萬用表一般由3部分組成:指示部分(表頭)、測量電路和轉換裝置;數字式萬用表一般由顯示屏、電子電路和轉換裝置等組成。

3. 常用的指針式萬用表為MF47型和MF500型等,這兩種萬用表的靈敏度為2kΩ/V。

4. 萬用表的基本使用方法為:使用前要調零(數字表不需要),要正確插接表筆連線,要正確選擇測量擋位;測量時要正確選擇被測點(與表筆相并聯或相串聯),要正確區分被測極性,要正確讀數。

5. 任何萬用表都只能在被測電阻不帶電(除萬用表提供的電源外)的情況下用歐姆擋去測量電阻值。否則,外加電壓極易造成萬用表燒毀。

6. 萬用表測電壓時,兩表筆與被測點相并聯,測直流電壓時,還應注意紅表筆應接高電位,黑表筆應接低電位;測直流電流時,兩表筆與被測點相串聯,且紅表筆接高電位,黑表筆接低電位。

思考與練習

1. 萬用表的主要作用是什么?有哪幾種形式?

2. 簡述指針式萬用表的結構。

3. 簡述萬用表的電阻測量原理,并說明為什么設置歐姆調零。

4. 簡述MF47型萬用表的主要結構和主要測試功能。

5. MF47型萬用表的刻度盤上共有幾條刻度線?各為什么量程的標度尺?

6. MF500型萬用表有幾個轉換開關?有哪些主要測試功能?

7. 指針式萬用表的使用注意事項是什么?

8. 簡述指針式萬用表測量直流電流的步驟。

9. 簡述指針式萬用表測量直流電壓、交流電壓的步驟。

10. 簡述指針式萬用表測量電阻的方法和步驟。

11. 數字式萬用表有哪些種類?其特點是什么?

12. 簡述用數字式萬用表測量二極管的方法和步驟。

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