萬用表基礎知識什么是萬用表概念

“萬用表”是萬用電表的簡稱，它是檢測修理計量儀器儀表、自動化裝置和家用電器最常用的多用途電測儀表。萬用表能測量電流、電壓、電阻、有的還可以測量三極管的放大倍數、頻率、周期、電容值、、溫度、邏輯電位、分貝值等。掌握萬用表的使用方是電子技術的一項基本技能。應用電子，電力，電工壓力，振動，聲，光，熱，磁對象高校實驗室，研發(fā)單位，生產企業(yè)，維修團體萬用表概述萬用表類型萬用表有很多種，現在最流行的有模擬式萬用表(即指針式萬用表)和數字式的萬用表。它們各有優(yōu)點。數字萬用表的準確度與分辨力均較高，而且過載能力強，抗干擾性能好，功能多、體積小、重量輕，還能從根本上消除讀取數據時的視差，這些優(yōu)點都是一般模擬式萬用表所無法比擬的。但由于數字萬用表是通過斷續(xù)的方式進行測量顯示的，因此不便于觀察被測電量的連續(xù)變化過程及其變化的趨勢。比如，數字萬用表檢驗電容器的充電過程、熱敏電阻阻值隨溫度變化的規(guī)律，以及觀察光敏電阻阻值隨光照的變化特性等，就不如模擬式萬用表方便、直觀。總之，必須根據被測對象及測試要求而合理選擇萬用表的類型和表的性能指標。

模擬式萬用表(即指針式萬用表)

數字式的萬用表萬用表類型萬用表原理模擬式萬用表(即指針式萬用表)模擬式萬用表的基本原理是利用一只靈敏的磁電式直流電流表（微安表）做表頭。當微小電流通過表頭，就會有電流指示。但表頭不能通過大電流，所以，必須在表頭上并聯與串聯一些電阻進行分流或降壓，從而測出電路中的電流、電壓和電阻。下面分別介紹。

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測直流電流原理。

如圖1a所示，在表頭上并聯一個適當的電阻（叫分流電阻）進行分流，就可以擴展電流量程。改變分流電阻的阻值，就能改變電流測量范圍。

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測直流電壓原理。

如圖1b所示，在表頭上串聯一個適當的電阻（叫倍增電阻）進行降壓，就可以擴展電壓量程。改變倍增電阻的阻值，就能改變電壓的測量范圍。

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測交流電壓原理。

如圖1c所示，因為表頭是直流表，所以測量交流時，需加裝一個并、串式半波整流電路，將交流進行整流變成直流后再通過表頭，這樣就可以根據直流電的大小來測量交流電壓。擴展交流電壓量程的方法與直流電壓量程相似。

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測電阻原理。

如圖1d所示，在表頭上并聯和串聯適當的電阻，同時串接一節(jié)電池，使電流通過被測電阻，根據電流的大小，就可測量出電阻值。改變分流電阻的阻值，就能改變電阻的量程。萬用表原理萬用表原理萬用表原理模擬式萬用表原理示意圖(即指針式萬用表)萬用表原理數字式的萬用表數字式的萬用表的基本原理是模擬輸入量經過萬用表前端的功能切換模塊和信號調理模塊，將其轉換成相應的電壓信號，這個模擬的電壓信號再通過A/D轉換器將其轉換為二進制的數字信號，之后，這個二進制的數字信號或通過譯碼直接顯示，或通過MCU處理后再顯示，以提供給用戶讀取數據。萬用表原理數字萬用表的主要性能指標

顯示位數量程測量速率分辨率測量精度輸入阻抗數字萬用表的指標數字萬用表的主要性能指標

顯示位數數字萬用表的指標

完整顯示位：能夠顯示0-9的數字。非完整顯示位(俗稱半位)：只能顯示0和1（在最高位上）。如4位DMM，具有4位完整顯示位，其最大顯示數字為9999。而位（4位半）DMM，具有4位完整顯示位，1位非完整顯示位，其最大顯示數字為19999。數字萬用表的主要性能指標

量程數字萬用表的指標

基本量程：無衰減或放大時的輸入電壓范圍，由A/D轉換器動態(tài)范圍確定。通過對輸入電壓（按10倍）放大或衰減，可擴展其他量程。

如基本量程為10V的DVM，可擴展出0.1V、1V、10V、100V、1000V等五檔量程；

基本量程為2V或20V的DMM，可擴展出200mV、2V、20V、200V、1000V等五檔量程。數字萬用表的主要性能指標

測量速率數字萬用表的指標

每秒鐘完成的測量次數。它主要取決于A/D轉換器的轉換速度。一般低速高精度的DMM測量速度在幾次/秒~幾十次/秒。數字萬用表表的主要性性能指標分辨率數字萬用表表的指標指DMM能夠分辨最小電電壓變化量量的能力。反映了DMM靈敏度度.用每個字對對應的電壓壓值來表示示，即V/字。不同的量程程上能分辨辨的最小電電壓變化的的能力不同同，顯然，，在最小量程程上具有最最高分辨力力。例如，3位位半的DMM，在200mV最小量程上上，可以測測量的最大大輸入電壓壓為199.9mV，其分辨力為為0.1mV/字（即當輸入電壓壓變化0.1mV時，顯示的的末尾數字字將變化““1個字””）數字萬用表表的主要性性能指標分辨率數字萬用表表的指標分辨率：用用百分數表表示，與量量程無關，，比較直觀觀。如上述的DMM在最小量程程200mV上分辨力為為0.1mV，則分辨率為為：分辨率也可可直接從顯顯示位數得得到（與量量程無關）），如3位位半的DMM，可顯示出1999（（共2000個字）），則分辨辨率為數字萬用表表的主要性性能指標測量精度數字萬用表表的指標取決于DMM的固有誤差差和使用時時的附加誤誤差（溫度度等）。固有誤差表表達式：示值（讀數數）相對誤誤差為：式中，Vx——被測電壓的的讀數；Vm——該量程的滿滿度值（FullScale,FS）；———誤差的相對對項系數；；——誤差的的固定項系系數。誤差由兩部部分構成：：讀數誤差差和滿度誤誤差。讀數誤差：：與與當當前讀數有有關。主要要包括DMM的刻度系數數誤差和非非線性誤差差。數字萬用表表的主要性性能指標測量精度數字萬用表表的指標滿度誤差：：與與當當前讀數無無關，只與與選用的量量程有關。。有時將等等效為為“±n字”的電壓量表表示，即如某臺3位位半DMM，說明書給出出基本量程程為2V，=±（0.01%讀數+1字字）。則在2V量程上，1字=0.1mV，由2V=0.1mV可知，=0.005%，即即表達式中中“1字””的滿度誤誤差項與““0.005%”的的表示是完完全等價的的：當被測量（（讀數值））很小時，，滿度誤差差起主要作作用，當被被測量較大大時，讀數數誤差起主主要作用。為減小滿滿度誤差的的影響，應應合理選擇擇量程，以以使被測量大大于滿量程程的2/3以上。數字萬用表表的主要性性能指標輸入阻抗數字萬用表表的指標輸入阻抗取取決于輸入入電路（并并與量程有有關）。輸入阻抗宜宜越大越好好，否則將將影響測量量精度。對于直流DMM，輸入阻抗用用輸入電阻阻表示，一一般在10MΩ~1000MΩΩ之間。誤差差由兩部分分構成：讀讀數誤差和和滿度誤差差。讀數對于交交流DMM，輸入阻抗用用輸入電阻阻和并聯電電容表示，，電容值一一般在幾十十~幾百pF之間。萬用表的使使用萬用表的使使用如何正確、、巧妙地運運用萬用表表，直接關關系著測量量結果的準準確程度，，甚至還會會影響到萬萬用表的壽壽命和安全全。1.在使使用萬用表表之前，應應充分了解解其技術性性能及特點點，必須熟熟悉各個選選擇開關、、旋鈕、按按鍵和插孔孔的作用，，搞清選擇擇開關的分分檔位置與與表盤刻度度尺之間的的對應關系系。2.要注注意萬用表表的測試工工作環(huán)境。。對于模擬式式萬用表，，保證準確確性的工作作環(huán)境溫度度通常規(guī)定定為23℃±10℃，若溫度度偏差太大大，將影響響表頭的靈靈敏度，并并改變表內內元件的參參數，造成成溫度誤差差；環(huán)境濕濕度一般為為40％～60％，極限范范圍為25％～80％，過于潮潮濕會降低低萬用表的的絕緣強度度，并促使使表內元件件蛻化變質質。由于這這種表屬于于磁電式儀儀表，故在在使用時不不要接近較較大的導磁磁材料，如如避免直接接放置于鋼鋼鐵材料工工作臺面或或尺寸較大大的鐵質設設備上，表表的附近更更不能存在在較強的電電磁場。對于數字萬萬用表，要要倍加關注注環(huán)境溫、、濕度因素素對測試性性能和萬用用表本身的的影響。由由于顯示屏屏液晶材料料是介于固固體和液態(tài)態(tài)之間的一一種晶狀物物質，當溫溫度過高時時將會發(fā)生生液化，而而溫度低于于0℃時則可能能發(fā)生固化化，這種現現象均會降降低其使用用壽命。再再者，盡管管通常情況況下規(guī)定的的工作溫度度范圍一般般是0℃～40℃，但準確確度指標是是在特定的的溫、濕度度狀況下才才能保證的的，超出此此范圍將引引起附加誤誤差。如DT1000型四位半萬萬用表的準準確度是在在23℃±5℃、相對濕濕度低于75％時測取的的，且有效效時間僅定定為一年。。萬用表的使使用萬用表的使使用3.為了了減小測量量誤差，必必須合理地地選擇量程程。對于模模擬式萬用用表，表針針偏轉到滿滿度值的2/3～3/4位置置時測量誤誤差較小，，愈接近滿滿度值，其其誤差亦愈愈小。歐姆姆檔則不同同，應使表表針盡量落落在歐姆刻刻度尺中心心位置附近近較為理想想，愈接近近中心則愈愈準確。對對于數字萬萬用表，其其檔位的選選擇以求最最大限度地地顯示被測測數據有效效數字的位位數為目標標。4.如果果事先無法法估量被測測電壓或電電流的大致致范圍，必必須先置量量程選擇開開關于相應應測量種類類的最高檔檔位，然后后根據測量量顯示(指指示)值的的大小而適適當變更。。對于自動動轉換量程程的數字萬萬用表，則則可免去這這種顧慮，，并能可靠靠地避免過過載現象。。然而，這這種表的測測量過程較較長，即使使被測電量量十分微小小，也必須須遵守程序序規(guī)則，自自動地從最最高量程逐逐漸降低，，直至適宜宜為止。與與此相反，，有的數字字萬用表則則是從最低低量程向最最高量程逐逐檔自動變變換的。5.萬用用表在任何何情況下都都不能受到到強烈的機機械振動和和跌落等沖沖擊，因為為嚴重的沖沖擊將導致致表殼破裂裂、數字萬萬用表的液液晶顯示屏屏失效、模模擬式萬用用表的表頭頭磁鋼退磁磁而造成靈靈敏度下降降、表頭可可動部分(動圈、游游絲、軸尖尖等)損壞壞等，還要要盡量避免免陽光直射射、灰塵彌彌漫的空氣氣和腐蝕性性物質對萬萬用表的損損害。萬用表的使使用萬用表的使使用6.模擬擬式萬用表表判別晶體體三極管的的性能時，，一般應選選用R×100Ω或R×1kΩΩ檔，而不宜宜采用R×1Ω和R×10kΩ檔。因為R×1Ω檔不便于觀觀測管子的的漏電流；；而R×10kΩ檔因其內部部裝有高壓壓電池(MF24型、500型為9V；MF10型、MF12型和MF30型為15V；MF5型、MF121型為22.5V)，勢必導致某某些耐壓較較低的管子子被高電壓壓擊穿而產產生錯誤的的測試結果果，甚至造造成被測管管子損壞。。

由于數數字萬用表表歐姆檔的的內阻很高高，所能提提供的測試試電流極其其微弱(如如20kΩ檔：DT－830型為75μA；DT－840D型為60μA)，在判別半導導體元件時時不足以克克服PN結的死區(qū)電電壓，因而而測出的阻阻值比模擬擬式萬用表表高出許多多，而且兩兩種表的讀讀數之間不不存在線性性比例關系系，故構不不成判斷管管子性能優(yōu)優(yōu)劣的依據據，應當改改換至二極極管測試檔檔上進行檢檢測。7.數數字萬用表表在歐姆檔檔、二極管管測試檔和和蜂鳴器檔檔位置上，，紅表筆與與表內高電電位相接而而帶正電，，黑表筆因因接表內虛虛地而帶負負電，這顯顯然與模擬擬式萬用表表歐姆檔上上表筆的帶帶電極性完完全相反，，在檢測有有極性元件件或相關電電路時，要要務必充分分注意。8.當用歐姆姆檔檢測電電路元件或或電路系統(tǒng)統(tǒng)時，必須須首先切斷斷被測裝置置或系統(tǒng)的的供電電源源，如果被被測對象中中含有儲電電量較大的的電容器時時，還必須須以適當的的方式對其其放電，在在確認被測測部分沒有有電源性因因素的前提提下，方可可進行測量量，否則，，極易損壞壞萬用表，，尤其是模模擬式萬用用表。萬用表的使使用萬用表的使使用9.在測測量低內阻阻電路(包包括含有低低內阻電源源的網絡和和低值負載載電阻的網網絡)的電電流時，應應盡量選擇擇較大的電電流量程；；在測量高高內阻電路路(或電源源)的電壓壓時，模擬擬式萬用表表應盡量選選擇較高的的電壓量程程，數字式式萬用表因因其內阻較較高而比較較容易滿足足測試要求求。10.不不得用歐姆姆檔檢測各各種電池的的內阻，也也不得直接接測量高靈靈敏度表頭頭的內阻。。前者極易易損壞萬用用表，后者者往往造成成被測表頭頭打壞表針針，甚至可可能燒壞動動圈。11.對對于數字萬萬用表，當當被測電流流較大時(如大于200mA)，應當改用電電表面板上上的大電流流專用插孔孔(如10A或20A等)插接表表筆，但絕絕大多數電電表的大電電流量程沒沒有設置過過流保護措措施，必須須提防過載載現象。除除此之外，，也不得將將電表長期期串入負荷荷線路中作作為大量程程電流表使使用，測量量時間一般般不能超過過15秒。。

12.普通萬萬用表交流流測量檔只只適宜測量量正弦波電電壓或電流流的有效值值，它不能能直接測量量鋸齒波、、三角波、、方波等非非正弦電量量。即便是是正弦波電電量，其頻頻率參數和和波形失真真度也必須須符合萬用用表的技術術條件，否否則，測量量誤差將顯顯著增大。。非正弦波波電壓或電電流的有效效值一般可可用電動式式、電磁式式儀表或有有效值數字字萬用表進進行測量。。萬用表的使使用萬用表的使使用13.在在測量電壓壓和電流的的過程中，，最好不要要變換選擇擇開關的檔檔位，尤其其是在較高高電壓和較較大電流的的情況下，，選擇開關關在切換過過程中很容容易產生電電弧而燒傷傷開關的觸觸點，并損損壞內部元元件及線路路。14.遇遇到萬用表表內保險管管熔斷時，，要按說明明書中指定定的規(guī)格進進行更換，，切莫隨意意擴大或減減小。萬用表的選選擇萬用表的選選擇萬用表是電電子測試領領域最基本本的工具，，也是一種種使用廣泛泛的儀器，，由于其價價格低廉、、操作簡單單、功能齊齊全、使用用廣泛等特特點，專業(yè)業(yè)電子工程程師使用上上往往忽略略以下問題題：1.由于萬萬用表的精精度、分辨辨率不夠，，憑估測判判斷，往往往導致“人人為”的誤誤差2.由于各各種萬用表表測試方法法不同，在在不同信號號和非正弦弦波標準信信號測試中中萬用表往往往導致““誤差”：：3.操作上上的安全性性、可靠性性和保護性性：由于萬萬用表本身身的保護性性差，測試試中需要測測試人員不不能絲毫馬馬虎，否則則導致萬用用表不必要要的損壞。萬用表的選選擇萬用表的選選擇那么如何選選擇萬用表表呢？一、根據需需要，選擇擇萬用表的的顯示位數數和精度。。顯顯示位數和和測量精度是萬用用表二種最最基本也是是最重要的的指標。二二者關系緊緊密，一般般來講萬用用表顯示位位數越高精精度也越高高，反之相相反。但是是由于測量量原理和各各個生產廠廠家的質量量標準不一一樣，在同同一位數，，有的萬用用表精度高高，有的卻卻差。譬如如：同樣是是四位半萬用表，有有的型號精精度高達0.025%而有的的僅有0.8%。顯顯示位數有有二種方式式：計數顯顯示和位數數顯示。計計數顯示是是萬用表顯顯示位數范范圍的實際際表達，只只不過由于于人們習慣慣與傳統(tǒng)叫叫法上的方方便，一般般用位數顯顯示表達。。譬如：3000位位計數顯示示，表示萬萬用表最高高顯示值可可到3999而1000位計計數顯示只只能到1999,在在測量220VAC電壓時，可可明顯看到到3000位顯示比比1000位后多1個小數位位顯示：這這樣分辨率率上高一個個數量級，，這在高靈靈敏的微電電信號調試試與測試中中，高靈敏敏度的萬用用表將會發(fā)發(fā)生更大的的作用。與與此同時，，計數顯示示與位數顯顯示可以進進行換算：：先計算計計數顯示位位數中有多多少個0，，然后把前前面的數作作為分數的的分母，然然后把該數數減去1成成為分子，，就成為位位數顯示。。譬如：3000位位計數，位位數為32/3位。。萬用用表表的的選選擇擇萬用用表表的的選選擇擇二、、根根據據需需要要，，選選擇擇萬萬用用表表的的測測量量方方法法和和交交流流頻頻響響一般般來來講講，，萬萬用用表表的的測測量量方方法法主主要要對對交交流流信信號號測測量量而而言言，，大大家家都都知知道道交交流流信信號號很很多多種種類類和和各各種種復復雜雜情情況況，，并并且且伴伴隨隨交交流流信信號號頻頻率率的的改改變變，，出出現現各各種種頻頻率率響響應應，，影影響響萬萬用用表表的的測測量量。。萬萬用用表表對對交交流流信信號號的的測測量量，，一一般般有有二二種種方方法法：：平平均均值值和和真真有有效效值值測測量量。。平平均均值值測測量量一一般般是是對對純純正正弦弦波波而而言言，，它它采采用用估估算算平平均均的的方方法法測測量量AC信號號，，而而對對非非正正弦弦波波信信號號將將會會出出現現較較大大的的誤誤差差，，同同時時，，如如果果正正弦弦波波信信號號出出現現諧諧波波干干擾擾時時，，其其測測量量誤誤差差也也會會有有很很大大改改變變，，而而真真有有效效值值測測量量，，是是用用波波形形的的瞬瞬時時峰峰值值再再乘乘以以0.707來來計計算算電電流流與與電電壓壓，，保保證證在在失失真真和和噪噪聲聲系系統(tǒng)統(tǒng)中中的的精精確確讀讀數數。。這這樣樣如如果果您您需需要要檢檢測測普普通通的的數數字字數數據據信信號號，，用用平平均均值值萬萬用用表表測測量量就就不不會會到到達達真真實實的的測測量量效效果果。。同同時時交交流流信信號號的的頻頻響響也也至至關關需需要要，，有有的的可可高高達達100KHz。。萬用用表表的的選選擇擇萬用用表表的的選選擇擇三、、根根據據需需要要，，選選擇擇萬萬用用表表的的功功能能和和測測量量范范圍圍不同的萬用表表有不同的功能測測量范圍。一一般來講，普普通的萬用表表都能測試交交直流電壓、、電流、電阻阻、通斷等，，但是有的萬萬用表為了降降低成本不設設置電流功能能。在此基礎礎上，有的萬萬用表考慮使使用方便，增增加了些其它它功能。譬如如：二極管、、“萬用表電電池測試”、、三極管hef、電容、頻率、、溫度等。總總之萬用表的的功能將隨著著測試的需要要，將會創(chuàng)造造擁有更優(yōu)越的功能能。但是我們們在追求萬用用表功能的基基礎上，也不不能忽視其測測量范圍，同同樣測試電流流，有的萬用用表可到20A，，而有有的的卻卻只只有有40mA或更更小小。。萬用用表表的的選選擇擇萬用用表表的的選選擇擇四、、根根據據需需要要，，選選擇擇您您的的萬萬用用表表和大大多多數數儀儀器器一一樣樣，，萬萬用用表表自自身身也也有有測測量量穩(wěn)穩(wěn)定定性性，，其其測測量量結結果果的的準準確確性性與與其其使使用用時時間間、、環(huán)環(huán)境境溫溫濕濕度度等等相相關關。。如如果果萬萬用用表表的的穩(wěn)穩(wěn)定定性性差差，，在在使使用用一一段段時時間間后后，，萬萬用用表表有有時時就就會會““自自相相矛矛盾盾””————測測量量結結果果不不一一致致。。因因此此要非常常注注意意此此方方面面的的問問題題注重重校準準和和保保修修。。大多多數數維維護護工工程程師師使使用用萬萬用用表表，，最最擔擔心心萬萬用用表表的的保保護護性性差差，，不不經經意意中中表表筆筆線線插插錯錯或或測測試試檔檔錯錯誤誤，，導導致致萬萬用用表表不不必必要要的的損損害害，，影影響響工工作作。。因因此此萬萬用用表表的的安安全全性性非非常常重重要要，，有有些些好好的的萬萬用用表表自自我我保保護護性性很很好好，，像像有有些些萬萬用用表表插插錯錯表表筆筆線線時時，，會會自自動動產產生生蜂蜂鳴鳴報報警警…………萬萬用用表表的的選選擇，要要實實用用、、好好用用才才行行。。萬用用表表的的選選擇擇萬用用表表的的選選擇擇五、、根根據據需需要要，，選選用用多多功功能能的的萬萬用用表表綜上上所述述，，由由于于電電子子科科技技的的發(fā)發(fā)展展，，很很多多萬萬用用表表增增加加了了許許多多功功能能。。1.溫溫度度測測量量在在電電子子維維修修時時，，有有此此功功能能的的萬萬用用表表方方便便您您檢檢驗驗電電子子元元件件的的發(fā)發(fā)熱熱程程度度，，如如焊焊接接拔拔取取元元件件時時，，測測量量溫溫度度防防止止損損傷傷元元器器件件。。2.同同時時測測量量AC