1.3 數字式萬用表的識別

數字式萬用表是一種多功能的數字顯示儀表。它可用來測量直流電壓/電流、交流電壓/電流、電阻和電容等。

1.3.1 數字式萬用表各功能部件

數字式萬用表由LCD顯示屏、功能按鍵、選擇開關、表筆插孔及內部的測量電路組成。常用的數字式萬用表的功能部件分別（如圖1-13、圖1-14、圖1-15、圖1-16所示）。

數字式萬用表的LCD顯示屏用來顯示測量的結果。

選擇開關又稱功能和量程選擇開關。它的作用是控制萬用表的開關、量程的開關和轉換測量功能，數字式萬用表的選擇開關通常采用一個電刷旋鈕與印制在電路板上的銅箔線路相結合的方法，如圖1-17所示。

使用時，電刷中間的觸點與印制在電路板上的銅箔線路構成的電刷軌道接觸，旋轉選擇開關即可改變電刷中間的觸點連接的電路，從而完成量程切換等功能。

功能按鍵是用來控制萬用表的開關、保持測量數據、切換測量功能、開啟背光等功能，有些數字式萬用表的功能按鍵與選擇開關設計為一體，數字式萬用表還有下面的一些功能按鍵。

HOLD鍵，保持顯示按鍵：按HOLD鍵使儀表保持顯示當前顯示值，再按HOLD鍵時退出保持顯示功能。當按HOLD鍵超過2s時背光被點亮，若要關閉背光需再按HOLD鍵超過2s，否則背光會長期點亮。

REL鍵，相對值顯示按鍵：按REL鍵使儀表將當前顯示值作為參考值并將顯示器置“0”，在此之后的測量結果中，將自動減去參考值，直到再按REL鍵時退出相對值顯示功能，除頻率/占空比測量外均有相對值測量功能。使用此功能將會由自動量程切至手動量程（電容測量除外）。

Hz/Duty鍵，頻率/占空比顯示按鍵：在頻率量程測量頻率時，按Hz/Duty鍵可以來回選擇顯示頻率或占空比；在電壓電流測量時，按Hz/Duty鍵可選擇進入頻率/占空比測量顯示，對電壓電流信號的要求及頻率測量范圍如表1-7所示，再按Hz/Duty鍵則返回電壓電流測量顯示。使用此功能將會由自動量程切至手動量程。

RANGE鍵，自動/手動量程切換按鍵：開機時預設為自動量程。按一下RANGE鍵即切換為手動量程。在手動量程狀態下按一下即往上跳一擋，如果在最高擋位則跳至最低擋位，按超過2s即切回自動量程。頻率/占空比及電容測量因測量方式需要固定為自動量程。

SELECT（藍色鍵）為選擇測量按鍵：當兩個或兩個以上測量功能復合在同一功能量程時，按SELECT鍵可以選擇需要的測量功能。

POWER為電源開關鍵：一般是自鎖開關，用于打開或關閉儀表的工作電源。按下POWER鍵打開電源，再按一次POWER鍵時關閉電源。

接線端口又稱為輸入端插孔：黑表筆總是插在“COM”插孔。測量電壓、頻率/占空比、電阻、二極管、電路通斷或電容時，紅表筆插“V/Ω”插孔。

測量200mA以下交直流電流時，紅表筆插“mA”插孔，測量200mA以上交直流電流時，紅表筆插在“10A”插孔。

有些數字式萬用表還有β插座接口，這個接口用來測量三極管的β值（放大倍數），當量程開關轉到“hFE”擋位時，這個插口可以插入三極管并進行放大倍數的測量，通常左邊半邊是PNP極性的，右半邊則是NPN極性的。插孔中每半邊都有兩個“E”插孔，它們是分別相通的，主要便于各種封裝在不交叉引腳的情況下直接插入。因為通常引腳排列有ECB、CBE等，將這兩種情況合并就成了“E-C-B-E”此種排列形式。

數字式萬用表中選擇開關選擇的量程主要有下面幾種：交、直流電壓擋的量程為200mV、2V、20V、200V、1000V，共5擋。交、直流電流擋的量程為200μA、2mA、20mA、200mA、10A，共5擋。電阻擋的量程為200Ω、2kΩ、20kΩ、200kΩ、2MΩ、20MΩ、，共7擋，其中擋用于判斷電路的通、斷。

數字式萬用表內部的測量電路主要功能就是將輸入的模擬信號經過轉換及量程切換后，提供相應的電路，在LCD屏幕上將測量的結果顯示出來，這部分電路的功能框圖如圖1-18所示。

1.3.2 數字式萬用表的讀數識別

數字式萬用表通過液晶顯示屏直接以數字形式顯示測量結果，并且還能自動顯示被測數值的單位和符號（如Ω、kΩ、MΩ、mV、V、mA、A、μF等），如圖1-19所示。

在不同的量程和測量擋位測量時，顯示屏會顯示不同的字符表示不同的測量值，常見的字符及其含義如表1-8所示。

數字式萬用表的表筆插孔通常有4個。標有COM字樣的為公共插孔，通常插入黑表筆。標有V/Ω字樣的插孔應插入紅表筆，用于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mA和20A或者10A，供不同量程擋選用，使用時也插入紅表筆。

使用數字式萬用表前，應先估計一下被測量值的范圍。盡可能選用接近滿度的量程。這樣可提高測量精度。如測100Ω電阻時最好采用200Ω擋，而不用2000Ω擋。若測量時僅在最高位顯示數字“1”或者“0.L”，其他位均消失，表示被測數值超出所在擋測量范圍（稱為溢出），說明量程選得太小，可換高一擋量程試一試。

當誤用交流電壓擋去測量直流電壓，或者誤用直流電壓擋去測量交流電壓時，顯示屏將顯示“000”，或低位上的數字出現跳動。

數字式萬用表在剛測量時，顯示屏的數值會有跳變現象，這是正常的（類似指針式表的表針在擺動），應當待顯示數值穩定后（1～2s），才能讀數。

如果在顯示的數值左邊出現“-”符號，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。

當顯示“”、“”“BATT”或“LOW BAT”等符號或者字符時，如圖1-20所示，表示電池電壓低于工作電壓，需更換電池后再使用。

1.3.3 數字式萬用表主要參數

1. 顯示位數

顯示位數通常為位～位。其中常用的有位、位、位、位等。

數字式萬用表顯示位數的定義有兩條含義：整數部分代表能顯示0～9中所有數字的位數；分數部分的分母代表滿量程時最高位能顯示的數字，分子代表最高位可顯示的最大數字。根據定義，位（也稱做三位半）數字式萬用表應有3+1=4個數據位，其中低三位可以顯示0～9，最高位只能顯示兩個數字（0和1），而且這兩個數字中最大的數字是“1”，所以它的最大顯示值應為± 1999。以此類推， 位數字式萬用表的最高位只能顯示0、1、2共三個數字，最大數字是2，故最大顯示值為± 2999。

2. 分辨力

數字式萬用表在最低電壓量程上末位1個字所代表的電壓/電流值，稱做儀表的分辨力，它反映儀表靈敏度的高低。分辨力隨顯示位數的增加而提高。、位、位數字式萬用表的最高分辨力分別為1mV、1μV、10nV。

數字式萬用表的分辨力指標通常也可用分辨率來表示。分辨率是指所能顯示的最小數字（零除外）與最大數字的百分比。例如， 位數字式萬用表的分辨率為1/1999≈0.05%。用同樣的方法可計算出，位和位數字式萬用表的分辨率依次為0.005%和0.0005%。

由于分辨力與數字電壓表中A/D的位數有關，位數越多，分辨力越高，故有時稱具有多少位的分辨力。分辨力越高，可以測量的最小電壓越小，電壓表越靈敏，故又把分辨力稱做靈敏度。

分辨力與準確度屬于兩個不同的概念。前者表示對微小電壓的“識別”能力；后者反映測量的“準確性”，即測量結果與真值的一致程度。兩者無必然的聯系，因此不能混為一談。

常見萬用表的分辨力如表1-9所示。

不同的擋位分辨力是不同的，常用的UT60系列萬用表不同擋位的分辨力如表1-10所示。

3. 測量速率

測量速率是每秒鐘對被測電壓的測量次數或測量一次所需的時間，它主要取決于DVM中所采用的A/D轉換器的轉換速率。

4. 輸入阻抗

數字電壓表的輸入級通常為場效應管，在小量程上，其輸入阻抗可高達104 MΩ以上，在大量程時（如100V、1000V等），由于使用了分壓器，輸入阻抗一般為10MΩ。