項目三萬用表的使用

教學(xué)目標(biāo)

終極目標(biāo)：能夠熟練使用萬用表測量電子元器件及電參數(shù)。

促成目標(biāo)：

1）能懂得萬用表測量的基本原理。

2）能知道萬用表的基本組成。

3）會萬用表的正確使用。

4）會用萬用表測量電壓、電流、電阻、電容及檢測各類半導(dǎo)體器件的極性。

二、工作任務(wù)

1）用萬用表測量交、直流電壓和電流。

2）用萬用表測量電阻、電容的大小。

3）用萬用表判斷二極管、晶體管、晶閘管等的極性。

三、相關(guān)實踐知識

（一）萬用表的正確使用

1）萬用表使用前，應(yīng)做到：

①萬用表水平放置。

②應(yīng)檢查表針是否停在表盤左端的零位，如有偏離，可用小螺釘旋具輕輕轉(zhuǎn)動表頭上的機械零位調(diào)整旋鈕，使表針指零。

③將表筆按被測參數(shù)要求正確插入表筆插孔。

④將選擇開關(guān)旋到相應(yīng)的項目和量程上，就可以使用了。

2）萬用表使用后，應(yīng)做到：

①拔出表筆。

②將選擇開關(guān)旋至“OFF”檔，若無此檔，應(yīng)旋至交流電壓最大量程檔，如“AC1000V”檔。

③若長期不用，則應(yīng)將表內(nèi)電池取出，以防電池電解液滲漏而腐蝕內(nèi)部電路。

（二）用萬用表測量電壓和電流

在電子制作中，常常用萬用表測量電路中的電壓和電流。將發(fā)光二極管和電阻、電位器接成如圖3-1所示的電路，旋轉(zhuǎn)電位器使發(fā)光二極管正常發(fā)光（發(fā)光二極管是一種特殊的二極管，通入一定電流時，它的透明管殼就會發(fā)光，發(fā)光二極管有多種顏色，常在電路中做指示燈）。我們將利用這個電路練習(xí)用萬用表測量電壓和電流。

1．測量直流電壓

（1）選擇量程萬用表直流電壓檔標(biāo)有“V”，有2.5Ｖ、10Ｖ、50Ｖ、250Ｖ和500Ｖ五個量程。根據(jù)電路中電源電壓大小選擇量程。由于電路中電源電壓只有3Ｖ，所以選用10

Ｖ檔。若不清楚電壓大小，應(yīng)先用最高電壓檔測量，逐漸換用低電壓檔。

（2）測量方法萬用表應(yīng)與被測電路并聯(lián)。紅筆應(yīng)接被測電路和電源正極相接，黑筆應(yīng)接被測電路和電源負極相接，如圖3-1所示。

（3）正確讀數(shù)仔細觀查表盤，直流電壓檔刻度線是第二條刻度線，用10V檔時，可用刻度線下第三行數(shù)字直接讀出被測電壓值。當(dāng)發(fā)光二極管兩端電壓小于2.5V時，量程也可切換到2Ｖ檔。注意讀數(shù)時，視線應(yīng)正對指針。

圖3-1用萬用表測量直流電壓圖3-2用萬用表測量直流電流

2．測量直流電流

（1）選擇量程萬用表直流電流檔標(biāo)有“mA”有1mA、10mA、100mA三檔量程。選擇量程，應(yīng)根據(jù)電路中的電流大小。如不知電流大小，應(yīng)選用最大量程。

（2）測量方法萬用表應(yīng)與被測電路串聯(lián)。應(yīng)將電路相應(yīng)部分斷開后，將萬用表表筆接在斷點的兩端。紅表筆應(yīng)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，如圖3-2所示。

（3）正確讀數(shù)直流電流檔刻度線仍為第二條，如選100mA檔時，可用第三行數(shù)字，讀數(shù)后乘10即可。

（三）用萬用表測量電阻

萬用表歐姆檔可以測量導(dǎo)體的電阻。歐姆檔用“Ω”表示，分為R×1、R×10、R×100和R×1k四檔。有些萬用表還有R×10k檔。使用萬用表歐姆檔測電阻，除前面講的使用前應(yīng)做到的要求外，還應(yīng)遵循以下步驟：

1）將選擇開關(guān)置于R×100檔，將兩表筆短接調(diào)整歐姆檔零位調(diào)整旋鈕，使表針指向電阻刻度線右端的零位。若指針無法調(diào)到零點，說明表內(nèi)電池電壓不足，應(yīng)更換電池。

2）用兩表筆分別接觸被測電阻兩引腳進行測量。正確讀出指針?biāo)鸽娮璧臄?shù)值，再乘以倍率（R×100檔應(yīng)乘100，R×1k檔應(yīng)乘1000，…），就是被測電阻的阻值。

3）為使測量較為準確，測量時應(yīng)使指針指在刻度線中心位置附近。若指針偏角較小，應(yīng)換用R×1k檔，若指針偏角較大，應(yīng)換用R×1O檔或R×1檔。每次換檔后，應(yīng)再次調(diào)整歐姆檔零位調(diào)整旋鈕，然后再測量。

4）測量結(jié)束后，應(yīng)拔出表筆，將選擇開關(guān)置于“OFF”檔或交流電壓最大檔位。收好萬用表。

萬用表測量電阻時應(yīng)注意：

1）被測電阻應(yīng)從電路中拆下后再測量。

2）兩只表筆不要長時間碰在一起。

3）兩只手不能同時接觸兩根表筆的金屬桿或被測電阻兩根引腳，最好用右手同時持兩根表筆。

4）長時間不使用歐姆檔，應(yīng)將表中電池取出。

（四）用萬用表檢測半導(dǎo)體器件的極性

1．檢測二極管極性

二極管正向?qū)ǎ聪蚪刂?。用模擬式萬用表R×1k（或R×100）檔去測時，阻值較小時黑表筆對應(yīng)的是陽極（因為黑表筆接的是電池的正極）。

若測得二極管的正反向電阻均為無窮大，則此二極管發(fā)生斷路，若測得正反向阻值均為零，則此二極管發(fā)生短路。

2．檢測晶體管極性

用下面方法可以簡單判斷晶體管的B、C、E極：

（1）判斷B極用模擬式萬用表的R×1k或R×100檔去測。用兩表筆分別去測三管管腳，其中定有兩次測量的阻值較?。ㄏ喈?dāng)于PN結(jié)導(dǎo)通）。若這兩次測量共用黑表筆，則類型為NPN；若這兩次測量共用紅表筆，則類型為PNP。并且共用的表筆對應(yīng)的為B極。

（2）判斷C、E極如圖3-3所示，對于NPN型晶體管，用手指捏住B極與假設(shè)的C極，管腳間利用我們的手指充當(dāng)電阻的作用，用黑表筆接假設(shè)的C極，紅表筆接假設(shè)的E極，萬用表R×1k檔測量兩極間的電阻RCE；之后將假設(shè)的C極與E極對調(diào)再測一次。雖然兩次測量中萬用表指針偏轉(zhuǎn)角度都比較小，但仔細觀察，總會有一次偏轉(zhuǎn)角度稍大（即RCE較小），此時電流的流向一定是：黑表筆→C極→E極→紅表筆，所以此時黑表筆所接的一定是集電極C，紅表筆所接的一定是發(fā)射極E。對于PNP型的晶體管，道理也類似于NPN型，其電流流向一定是：黑表筆→E極→C極→紅表筆，其電流流向也與晶體管符號中的箭頭方向一致，所以此時黑表筆所接的一定是發(fā)射極E，紅表筆所接的一定是集電極C。

圖3-3萬用表判斷晶體管極性

更簡單的判斷C、E極方法如下：用手指捏住晶體管三管腳，兩表筆去測C、E極電阻RCE。對于NPN型管而言，電阻較小時黑表筆對應(yīng)的是C極；對于PNP型管而言，電阻較小時紅表筆對應(yīng)的是C極。

3．檢測晶閘管（可控硅）極性

（1）單向晶閘管的檢測模擬式萬用表選用電阻R×1檔，用紅黑兩表筆分別測任意兩管腳間正反向電阻直至找出讀數(shù)為數(shù)十歐姆的一對管腳，此時黑筆接的管腳為控制極G，紅筆接的管腳為陰極K，另一空腳為陽極A，如圖3-4所示。此時將黑表筆接已判斷了的陽極A，紅表筆仍接陰極K，此時萬用表指針應(yīng)不動，用短接線瞬間短接陽極A和控制極G，此時萬用表指針應(yīng)向右偏轉(zhuǎn)，阻值讀數(shù)為10Ω左右。如陽極A接黑表筆，陰極K接紅表筆時，萬用表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明該單向晶閘管已擊穿損壞。

圖3-4單向晶閘管管腳判別示意圖

（2）雙向晶閘管的檢測用模擬式萬用表電阻R×1檔，用紅黑兩表筆分別測任意兩管腳正反向電阻，結(jié)果其中兩組讀數(shù)為無窮大。若一組為數(shù)十歐姆時，該組紅黑表筆所接的兩管腳為第一陽極A1和控制極G，另一空腳即為第二陽極A2。再仔細測量A1、G極間正反向電阻，讀數(shù)相對較小的那次測量的黑表筆所接的管腳為第一陽極A1，紅表筆所接管腳為控制極G，如圖3-5所示。將黑表筆接已確定了的第二陽極A2，紅表筆接第一陽極A1，此時萬用表指針應(yīng)不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，阻值為無窮大。再用短接線將A2、G極瞬間短接，給G極加上正向觸發(fā)電壓，A2、A1間阻值為10Ω左右。隨后斷開A2、G極短接線，萬用表讀數(shù)應(yīng)保持10Ω左右?；Q紅黑表筆接線，紅表筆接第二陽極A2，黑表筆接第一陽極A1。同樣萬用表指針應(yīng)不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，阻值為無窮大。用短接線將A2、G極間再次瞬間短接，給G極加上負向的觸發(fā)電壓，A1、A2間阻值也是10Ω左右。隨后斷開A2、G極間短接線，萬用表讀數(shù)應(yīng)不變，保持10Ω左右。符合以上規(guī)律，說明被測雙向晶閘管未損壞且三個管腳極性判斷正確。

圖3-5雙向晶閘管管腳判別示意圖

檢測較大功率晶閘管管時，需要在萬用表黑筆中串接一節(jié)1.5V干電池，以提高觸發(fā)電壓。

（五）用萬用表測量常用電子元器件的性能

萬用表測量常用電子元器件性能見表3-1。

四、相關(guān)理論知識——萬用表的組成及基本工作原理

萬用表是電子制作中必備的測試工具。它具有測量電流、電壓和電阻等多種功能。

1．萬用表的結(jié)構(gòu)

萬用表種類很多，外形各異，但基本結(jié)構(gòu)和使用方法是相同的。萬用表主要有指針式萬用表與數(shù)字式萬用表兩種，其外形如圖3-6所示。

a)指針式萬用表b）數(shù)字式萬用表c）六位半精密數(shù)字萬用表

圖3-6萬用表外形圖

2．指針式萬用表的工作原理

指針式萬用表的工作原理如圖3-7所示，其工作原理分析如下：

圖3-7指針式萬用表的工作原理圖

（1）直流電流的測量轉(zhuǎn)換開關(guān)置于直流電流檔，被測電流從+、－兩端接入，便構(gòu)成直流電流測量電路。圖中RAl、RA2、RA3是分流器電阻，與表頭構(gòu)成閉合電路。通過改變轉(zhuǎn)換開關(guān)的檔位來改變分流器電阻，從而達到改變電流量程的目的。

（2）直流電壓的測量轉(zhuǎn)換開關(guān)置于直流電壓檔，被測電壓接在+、－兩端，便構(gòu)成直流電壓的測量電路。圖中RVl、RV2、RV3是倍壓器電阻，與表頭構(gòu)成閉合電路。通過改變轉(zhuǎn)換開關(guān)的檔位來改變倍壓器電阻，從而達到改變電壓量程的目的。

（3）交流電壓的測量轉(zhuǎn)換開關(guān)置于交流電壓檔，被測交流電壓接在+、－兩端，便構(gòu)成交流電壓測量電路。測量交流時必須加整流器，二極管VD1和VD2組成半波整流電路，表盤刻度反映的是交流電壓的有效值。RVl‘、RV2’、RV3‘是倍壓器電阻，電壓量程的改變與測量直流、電壓時相同。

（4）電阻的測量轉(zhuǎn)換開關(guān)置于電阻檔，被測電阻接在+、－兩端，便構(gòu)成電阻測量電

路。電阻自身不帶電源，因此接入電池E。電阻的刻度與電流、電壓的刻度方向相反，且標(biāo)度尺的分度是不均勻的。

3．?dāng)?shù)字式萬用表的工作原理

數(shù)字式萬用表