任務一 數字萬用表、機械萬用表、電感電容表的使用

活動一 用數字萬用表、機械萬用表測電壓

1.機械萬用表和數字萬用表的區別與選用

機械萬用表讀取精度較差，但指針擺動的過程比較直觀，其擺動速度、幅度有時也能比較客觀地反映被測量的大?。ㄈ鐪y監視器數據總線SDL在傳送數據時的輕微抖動）；數字萬用表讀數直觀，但數字變化的過程看起來很雜亂，不太容易觀看。

機械萬用表內一般有兩塊電池，一塊是低電壓的1.5V，一塊是高電壓的9V或15V，其黑表筆內接電源的正極。數字萬用表則常用一塊6V或9V的電池。

在電阻擋，機械萬用表的表筆輸出電流相對數字萬用表來說要大很多，用R×1擋可以使揚聲器發出響亮的“噠”聲，用R×10k擋甚至可以點亮發光二極管（LED）。

在電壓擋，機械萬用表內阻相對數字萬用表來說比較小，測量精度相對比較差，因此在某些高電壓微電流的場合無法測量準確，因為其內阻會對被測電路造成影響（如在測CRT監視器顯像管的加速級電壓時測量值會比實際值低很多）。數字萬用表電壓擋的內阻很大，至少在兆歐級，對被測電路影響很小。但極高的輸入阻抗使其易受感應電壓的影響，在一些電磁干擾比較強的場合測出的數據可能是虛假的。

總之，在相對來說大電流高電壓的電路測量中適用機械萬用表，如電動機控制電路等。在低電壓小電流的數字電路測量中適用數字萬用表，如監視器、顯示器等。但這不是絕對的，可根據情況選用機械萬用表和數字萬用表。

2.萬用表使用技巧

1）測揚聲器、耳機、動圈式話筒：用R×1擋，任意表筆接一端，另一表筆點觸另一端，正常時會發出清脆響量的“噠”聲。如果不響，則是線圈斷了，如果響聲小而尖，則說明揚聲器、耳機、動圈式話筒可能有擦邊問題，不能正常使用。

2）測電阻：用機械萬用表測量電阻時，主要是要選好量程，當指針指示于1/3～2/3滿量程時測量精度最高，讀數最準確。測量時要注意，在用R×10k擋測大阻值電阻時，不可將手指捏在電阻兩端，否則人體電阻會使測量結果偏小。

3）測穩壓二極管：我們通常所用到的穩壓管的穩壓值一般都大于1.5V，而指針表的R×1k以下的電阻擋是用表內的1.5V電池供電的。這樣，用R×1k以下的電阻擋測量穩壓管就如同測二極管一樣，具有完全的單向導電性。但機械萬用表的R×10k擋是用9V或15V電池供電的，在用R×10k擋測穩壓值小于9V或15V的穩壓管時，反向阻值就不會是∞，而是有一定阻值，但這個阻值還是要大大高于穩壓管的正向阻值的。如此，我們就可以初步估測出穩壓管的好壞。但是，好的穩壓管還要有個準確的穩壓值，業余條件下估測出穩壓值的方法是，先將一塊表置于R×10k擋，其黑、紅表筆分別接在穩壓管的負極和正極，這時就模擬出穩壓管的實際工作狀態，再取另一塊表置于電壓擋10V或50V（根據穩壓值）上，將紅、黑表筆分別搭接到剛才那塊表的黑、紅表筆上，這時測出的電壓值就基本上是這個穩壓管的穩壓值了。說“基本上”，是因為第一塊表對穩壓管的偏置電流相對正常使用時的偏置電流稍小些，所以測出的穩壓值會偏大一些，但基本相差不大。這個方法只可估測穩壓值小于指針表高壓電池電壓的穩壓管。如果穩壓管的穩壓值太大，就只能用外加電源的方法來測量了。

實訓項目2-1：測穩壓電源電壓

用機械萬用表監視桌面的穩壓電源，將其分別調到5V、12V和18V擋，然后再用數字萬用表測量電壓，并填入表2-1。

實訓思考題：如果兩者測量結果不一致，你能說明原因嗎？

實訓項目2-2：用外加電源法測量穩壓管的電壓

請設計一個可以用萬用表粗略測量穩壓管穩壓值的電路，把它畫在下面：

實訓思考題：確定穩壓管的穩壓值時，限流電阻的阻值對測量值有影響嗎？

實訓項目2-3：測量電路電壓值

分別用數字萬用表和機械萬用表測量如圖2-1所示電路的電壓，并填寫表2-2。

實訓思考題：UAB+UBC是否等于UAC？請說明原因。

活動二 用萬用表測電流

用萬用表測量常見安防設備電流，對于日后處理故障很有幫助。在用萬用表測量常見安防設備電流時，應注意萬用表要與設備串聯。

實訓項目2-4：常見安防設備的直流工作電流的測量

分別用數字萬用表測量槍式攝像機，被動紅外（或雙技術）探測器，以及主動紅外探測器的工作電流，并填寫表2-3。

活動三 用機械萬用表測電容

測量電解電容時要注意表筆極性，測量10nF這樣的小電容要用R×1k甚至R×10k擋，正反向兩次測量，才容易看到表針的輕微偏轉。

用電阻擋估測電容應根據電容容量選擇適當的量程，并注意在測量電解電容時黑表筆要接電容正極。估測微法級電容容量的大小時，可憑經驗或參照相同容量的標準電容，根據指針擺動的最大幅度來判定。所參照的電容耐壓值不必相同，只要容量相同即可，如估測一個100μF/160V的電容，可用一個100μF/25V的電容來參照，只要它們指針擺動最大幅度一樣，即可斷定容量一樣；估測皮法級電容容量大小時，要用R×10k擋，但只能測到1000pF以上的電容。對1000pF或稍大一點的電容，只要表針稍有擺動，即可認為容量夠了；測電容是否漏電時，對1000μF以上的電容，可先用R×10擋將其快速充電，并初步估測電容容量，然后改到R×1k擋繼續測一會兒，這時指針不應回返，而應停在或十分接近∞處，否則就是有漏電現象。對于一些幾十微法以下的定時或振蕩電容，對其漏電特性要求非常高，只要稍有漏電就不能用，這時可在R×1k擋充完電后再改用R×10k擋繼續測量，同樣表針應停在∞處，不應回返。

活動四 用數字萬用表、機械萬用表測二極管

將萬用表置于R×lk擋，兩表筆分別接二極管的兩極，若測得的電阻較?。ü韫軘登W、鍺管數百歐），說明二極管的PN結處于正向偏置，則黑表筆接的是正極，紅表筆接的是負極。反之，當二極管處于反向偏置時，如圖2-2所示，呈現的電阻較大（硅管約數百千歐以上，鍺管約數百千歐），此時紅表筆接的是正極，黑表筆接的是負極。若正、反向電阻均為無窮大或均為零，又或比較接近，則說明二極管內部開路、短路或性能變差。

由于發光二極管不發光時，其正、反向電阻均較大且無明顯差異，故一般不用萬用表判斷發光二極管的極性。常用的辦法是將發光二極管與一個幾百歐（如330歐）的電阻串聯，然后加3～5V的直流電壓。若發光二極管亮，說明二極管正向導通，則與電源正端相接的為正極，與電源負端相接的為負極。如果二極管反接則不亮。要特別說明的是，不少人測試發光二極管的方法不正確，如用9V層疊電池直接點亮發光二極管，雖然可正常點亮，但這種做法在理論上是完全錯誤的。發光二極管的外特性與穩壓二極管相同，導通時其端壓為1.9V左右（紅色φ5mm）。當它與電源相連時，回路中必須設置限流電阻，否則一旦外加電壓超過導通壓降，發光二極管將由于過流而損壞。當直接用層疊電池點亮發光二極管時可正常點亮不損壞，是因為層疊電池有較大的內阻，正是內阻起到了限流作用。如果用蓄電池或穩壓電源直接點亮發光二極管，則會由于內阻小，無法起到限流作用，頃刻就會將發光二極管燒毀。穩壓二極管與變容二極管的PN結都具有正向電阻小反向電阻大的特點，其測量方法與普通二極管相同。但須注意，穩壓二極管的反向電阻較普通二極管小。

實訓項目2-5：二極管正向電阻測量

分別用機械萬用表的R×1、R×10、R×100、R×1k擋測量1N4148、1N4007、2AP9等正向電阻，并填寫表2-4。

實訓思考題：觀察測量值，看發現了什么問題，并解釋其中的原因。

活動五 用機械萬用表、數字萬用表測三極管

分別用數字萬用表、機械萬用表測量判斷CS9013、A1015的引腳極性。

1.用數字萬用表判斷CS9013三極管的極性

三極管的內部就像是由兩個二極管組合而成的，如圖2-3所示，中間的是基極（B極）。首先我們要找到基極并判斷是PNP管還是NPN管。看圖2-3可知，PNP管的基極是兩個負極的共同點，NPN管的基極是兩個正極的共同點。這時我們可以用數字萬用表的二極管測量擋去測基極，如圖2-4所示。對于PNP管來說，當黑表筆（連表內電池負極）在基極上，紅表筆去測另兩個極時，一般為相差不大的較小讀數（0.5～0.8），若表筆反過來接則為一個較大的讀數（一般為1）。對于NPN表來說則是紅表筆（連表內電池正極）連在基極上。從圖2-5可以得知CS9013為NPN管，中間的引腳為基極。

找到基極和知道是什么類型的管子后，就可以來判斷發射極和集電極了，把萬用表撥到hFE擋上，將CS9013插到NPN的小孔上，B極對上面的B字母。讀數，再把它的另兩腳反轉，再讀數。讀數較大的那次極性就是表上所標的字母，這時對著字母去認CS9013的C極和E極。其他的三極管判斷方法與此類似。

2.用機械萬用表測量判斷A1015的極性

利用機械萬用表判斷A1015三極管的類型和極性，其步驟如下。

1）判斷基極B和管型時萬用表置R×lk擋，先將紅表筆接某一假定基極B，黑表筆分別接另兩個極，如果電阻均很小（或很大），而將紅、黑兩表筆對換后測得的電阻都很大（或很?。?，則假定的基極是正確的?；鶚O確定后，若紅表筆接基極，黑表筆分別接另兩個極時測得的電阻均很小，則此管為PNP型三極管（反之為NPN型），測試電路如圖2-6所示。

2）判斷發射極E和集電極C，如圖2-7所示，若被測管為PNP型三極管，則假定紅表筆接的是C極，黑表筆接的是E極。用手指捏住B、C兩極（或在B、C間串接一個100kΩ的電阻）但不要使B、C直接接觸。若測得電阻較?。碔C大），再將紅黑兩表筆互換后測得電阻較大（即IC?。瑒t紅表筆接的是集電極C（按照同樣方法可以判別NPN型三極管的極性），黑表筆接的是發射極E。如果兩次測得的電阻相差不大說明管子的性能較差。

3.在路測二極管、三極管、穩壓管好壞

在實際電路中，三極管的偏置電阻或二極管、穩壓管的周邊電阻一般都比較大，大都在幾百幾千歐姆以上，這樣，我們就可以用萬用表的R×10或R×1擋來在路測量PN結的好壞。在路測量時，用R×10擋測PN結應有較明顯的正反向特性，一般正向電阻在用R×10擋測時表針應指示在200Ω左右，在用R×1擋測時表針應指示在30Ω左右。如果測量結果正向阻值太大或反向阻值太小，都說明這個PN結有問題，這個管子不能再被使用了。這種方法在維修時特別有效，可以非?？焖俚卣页鰤墓?，甚至可以測出尚未完全壞掉但特性變差的管子。比如，當用小阻值擋測量某個PN結時發現正向電阻過大，這時把它焊下來用常用的R×1k擋再測，可能還是正常的，但其實這個管子的特性已經變差了，不能正常工作或不穩定了。

數字萬用表在判斷在路晶體管PN結好壞時比機械萬用表好用，特別對于偏置等效阻抗高的電路，用數字表的二極管擋測量PN結時，外部偏置電阻的影響比較小，產生誤判的可能性要遠小于機械表，但具體還需要在實踐中不斷積累經驗。

實訓項目2-6：三極管的測量及引腳的判斷

用數字萬用表蜂鳴擋測量所給的三極管，并將示數填入表2-5中。

實訓思考題：機械萬用表和數字萬用表判斷三極管極性的原理一樣嗎？

活動六 場效應管的測量

在多數場效應管（MOS，分PMOS管和NMOS管），尤其是功率型場效應管內部都有完善的保護單元，因此在使用上與傳統雙極結型三極管幾乎一樣方便。同時保護單元的存在又使場效應管的測試方法也與傳統雙極結型三極管有所不同。

1.基本類型場效應管測試

由于場效應管內部的保護環節有多種類型，這就使測量過程比較復雜。常見的NMOS管內部D-S間均并聯有一只寄生二極管（Internal Diode），部分NMOS管的G-S之間還并聯有類似于雙向穩壓管的元件“保護二極管”，如圖2-8所示。由于保護二極管的導通電壓較高，用萬用表一般無法測量出該二極管的單向導電性。因此，這兩種管子的測量方法基本類似，具體步驟如下。

1）由于MOS管柵極與漏、源兩極之間絕緣阻值很高，因此G-D、G-S之間均表現出很高的電阻值。而寄生二極管的存在又使D、S兩引腳間表現出正反向阻值差異很大的現象。選擇機械萬用表的R×1k擋，輪流測試任意兩只引腳之間的電阻值。當出現較大幅度偏轉時，與黑表筆相接的引腳即為NMOS管的S極，與紅表筆相接的引腳為漏極D，剩余腳則為柵極G，如圖2-9所示。

2）短接G、D、S三只電極，釋放G-S極間結電容在前面測試過程中臨時存儲的電荷，使電壓UGS為零。若G-S極間接有雙向保護二極管的MOS管，可跳過這一步。

3）將萬用表電阻擋切換到R×10k擋（內置9V電池）后調零。將黑表筆接漏極D、紅表筆接源極S，經過上一步的短接放電后，UGS降為0V，MOS管尚未導通，其D-S間電阻RDS為∞，故指針不會發生偏轉，如圖2-10所示。

2.NMOS管的質量與性能的判斷

NMOS管的質量與性能的判斷有兩種方法。

1）用機械表紅表筆接S極，黑表筆接D極，用手指碰觸G-D極，此時指針應向右發生偏轉，如圖2-11所示。手指松開后，指針略微有一些擺動。用手指捏住G-S極，形成放電通道，此時指針應緩慢回轉至電阻∞的位置，如圖2-12所示。

對于G-S間接有保護二極管的MOS管，手指撤離G-D極后即使不去接觸G-S極，指針也將自動回到電阻∞的位置。值得注意的是，測試過程中手指不要接觸與測試步驟不相關的引腳，包括與漏極D相連的散熱片，以避免后續測量過程中因萬用表指針偏轉異常而造成誤判。

2）用紅表筆接源極S，黑表筆接柵極G，對G-S之間的等效結電容進行充電，此時可以忽略萬用表指針的輕微偏轉，如圖2-13所示。切換到R×1擋，換擋后須及時對擋位進行調零。將紅表筆接到源極S，黑表筆移到漏極D，此時MOS管的D-S極導通。根據MOS管類型的不同，萬用表指針會停留在十幾歐姆至零點幾歐姆不等的位置。如圖2-14所示，交換黑表筆與紅表筆的位置，萬用表所指示的電阻值基本不變，說明此時MOS管的D-S極已經導通。當前萬用表所指示的電阻值近似為D-S極導通電阻RDS(on)。因測試條件所限，這里得到的RDS(on)值往往比手冊中給出的典型值偏大。

對于G-S間接有保護二極管的MOS管，因G-S間保護二極管的存在，萬用表指針在接近零刻度位置后，將自動回復到電阻∞位置。

3.型號不明的MOS管的測量

PMOS管的測量原則和方法與NMOS管類似，在測量過程中應注意將表筆的順序顛倒。

但是，對于型號不明的MOS管，通過檢測單向導電性往往只能判斷出其中哪一只引腳為柵極，而不能直接識別管子的極性和D、S極。對此，合理的測試方法如下。

1）將萬用表取R×1k擋，在觀察到單向導電性之后，交換兩只表筆的位置。

2）將萬用表切換至R×10k擋，保持黑表筆不動，將紅表筆移到柵極G，停留幾秒后再回到原位，若指針出現滿偏，則該元件為PMOS管，且黑表筆所接引腳為源極S、紅表筆所接引腳為漏極D。

3）若第2步指針沒有發生大幅度偏轉，則保持紅表筆位置不變，將黑表筆移到柵極G停留幾秒后回到原位，若指針滿偏則管子類型為NMOS，黑表筆所接引腳為漏極D、紅表筆所接引腳為源極S。

實訓項目2-7：用萬用表測量NMOS管

請按照上面介紹的方法測量NMOS管，并填寫表2-6。

活動七 用電感電容表測量電感電容

1.用勝利6243+電感電容表測量電容

1）按下電源開關接通電源。

2）選擇量程開關到相應電容量程。

3）對電容完全放電。

4）將黑表筆插入“-”端，紅表筆插入“+”端，將電容引腳與黑表筆和紅表筆接上，電解電容需要注意極性。

5）如果顯示器顯示“1”，表明超過量程范圍，此時應選擇更高量程測量；如果顯示值前有一個或幾個零，則可將量程改換到較低擋以提高儀表測量的分辨率。

在測量中要注意以下情況。

如果電容值沒有標明，從2nF量程開始逐漸上升直到超量程顯示消除并顯示讀數。

儀表的雜散電容在2nF量程上有幾個pF的讀數，對小電容的測量將產生一定的影響，因此測量值非常低的電容時應該用特別短的導線以避免引入雜散電容。當表筆引入了一個雜散電容值時，應把此電容值從測量結果中減去。

大電容嚴重漏電或擊穿時，測量將顯示一數字值（一般為負數）且不穩定。測量出現此現象時，應借助其他測量工具加以確認。

2.演示測量10pF、100nF電容和100μF電解電容

1）測量10pF：接通電源，選擇量程開關到2nF電容量程，對電容完全放電，將紅、黑表筆分別接電容的引腳測量，讀數為“13”，減去兩線空置的讀數“1”（即雜散電容），即12pF，如圖2-15所示。

2）測量100nF：接通電源，選擇量程開關到200nF電容量程，對電容完全放電，將紅、黑表筆分別接電容的引腳測量，讀數為“93.4”，即93.4nF，如圖2-16所示。

3）測量100μF：接通電源，選擇量程開關到200μF電容量程，對電容完全放電（大電容這點特別重要），將紅、黑表筆分別接電容的正極引腳和負極引腳測量，讀數為“100.8”，即100.8μF，如圖2-17所示。

3.用勝利6243+電感電容表測量電感

1）按下電源開關接通電源。

2）選擇量程開關到相應電感量程。

3）將黑表筆插入“-”端，紅表筆插入“+”端，把電感引腳與黑表筆和紅表筆接上。

4）如果顯示器顯示“1”，表明超過量程范圍，此時應選擇更高量程測量；如果顯示器顯示值前有一個或幾個零，則應將量程改換到低量程擋以提高測量的分辨率。

在測量中要注意以下情況。

如果電感值沒有標明，從2mH量程開始逐漸上升直到超量程顯示消除并顯示讀數，在使用2mH量程時，應先將表筆短路，測得線電感值，然后再在實測中減去。測量非常低的電感時應該用特別短的導線以避免引入雜散電感。

4.測量1500μH、高頻變壓器和濾波器的繞組電感量

1）測量1500μH：接通電源，選擇量程開關到2mF電感量程，將紅、黑表筆分別接電感的引腳測量，讀數為“1.571”，即1.571mH，如圖2-18所示。

2）測量高頻變壓器：接通電源，選擇量程開關到2mF電感量程，將紅、黑表筆分別接高頻變壓器的次極引腳測量，讀數為“0.047”，即0.047mH，如圖2-19所示。

3）測量濾波器：接通電源，選擇量程開關到2mF電感量程，將紅、黑表筆分別接濾波器繞組的引腳測量，讀數為“1”，表明超過量程范圍，再選擇量程開關到20mF電感量程，讀數為“4.32”，即4.32mH，如圖2-20所示。

實訓項目2-8：電感電容測試儀的使用

練習用勝利6243+電感電容測試儀測量電感（變壓器）、電容，并填寫表格2-7。