1、單元10 汽車電工常用儀器,10.1 指針式萬用表,10.2 數(shù)字式萬用表,10.3 汽車萬用表,知識目標： 1.描述普通指針式萬用表、數(shù)字萬用表和汽車萬用表的結(jié)構(gòu)原理，性能特點； 2.掌握各種萬用表的使用方法及使用時的注意事項。 能力目標： 1.能熟練使用各種指針式萬用表、數(shù)字萬用表，并掌握汽車萬用表的特殊功能； 2.能正確進行一般操作。 建議學時： 6 學時,10.1 指針式萬用表,10.1.1 指針式萬用表的使用方法,10.1.2 使用指針式萬用表的注意事項,指針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。

2、所以，必須在表頭上并聯(lián)與串聯(lián)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。,圖10-1所示是108-l型指針式萬用表，在其表盤面上標注的字符意義為：,（1）“2000/V”表示測試電壓為刻度盤上最大值時的儀表內(nèi)電阻值。 （2）磁鐵和二極管的符號表示該儀表為電磁式測量機構(gòu)，測試交流電壓時采用二極管整流。 （3）“2.5”、“4.0”表示儀表的測量精度等級，表示測試直流電和交流電時的最大誤差分別為滿量程的2.5和4。 （4）“6kV”表示儀器的耐壓試驗電壓值為6kV。 （5）“”表示測試時儀表應水平放置。,10.1.1 指針式萬用表的使用方法,一、使用前的準備工作 二、基本使用步驟 三

3、、測量電流、電壓和電阻 四、測量二極管 五、測量三極管,一、使用前的準備工作 （1）將萬用表平放在桌面上，觀察表針是否指在刻度線左端“0”位置，如果未指向該位置，進行下一步操作。 （2）將表針調(diào)到刻度盤電壓刻度線的“0”刻度處（或歐姆刻度線的“”刻度處）。 （3）將紅表筆插入“”端插孔，將黑表筆插入“-”端插孔。,二、基本使用步驟 （1）測量前先估測被測物的最大值選擇合適的擋位。 （2）如測量電阻，把萬用表的兩根表筆端接，旋轉(zhuǎn)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針在所選擋位的“0”端。,（3）將兩根表筆分別接觸被測物的兩端。（注：測直流電壓時，紅表筆接被測電壓的高電位處，黑表筆接被測電壓的地電位處，交流電壓無正

4、負之分，故紅、黑表筆可隨意接。測電阻時，電阻必須與其他元件斷開） （4）觀察表針指在何數(shù)值上，然后根據(jù)所選擋位確定讀數(shù)。（注：電阻的數(shù)值由指針所指數(shù)值與擋位的乘積來確定）,三、測量電流、電壓和電阻 測量電流時將萬用表串聯(lián)于被測電路中，其紅色（+）表筆接電流輸入端，黑色（-）表筆接電流輸出端，注意不能接反，以防指針反轉(zhuǎn)打壞。將轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)到“電流”擋，并選擇測量量程。為避免萬用表超負荷，可選稍大點的量程，但也不能使量程過大，一般應使測試值達到全量程的1/23/4，以減小測量誤差。,測量電壓時把萬用表并聯(lián)于電路中，其轉(zhuǎn)換開關(guān)置“電壓”擋，并選擇適當測量量程。注意若轉(zhuǎn)換開關(guān)在電流測量擋，千萬不能使萬用

5、表與電路并聯(lián)，因為電流擋電阻小，錯接會使測量電路超負荷而損壞儀表。 測量電阻之前先把被測電源切斷，將萬用表接入電路。接通電源，短接兩測試筆，轉(zhuǎn)動電位器旋鈕，將表針調(diào)零，然后操作表筆進行測量。,四、測量二極管 選用萬用表歐姆擋（R1k），將萬用表的黑表筆接二極管正極，紅表筆接二極管負極，可測得其正向電阻，如圖10-2a）所示；反之，將黑表筆接二極管的負極，紅表筆接二極管的正極，測得阻值為反向電阻，如圖10-2b）所示。,圖10-2 二極管極性判別及性能測試方法,利用正、反兩次測量電阻值的方法，并根據(jù)正向和反向電阻值大小，可判別二極管的性能好壞。一般情況下，正向阻值在幾千歐以下，反向阻值應大于20

6、0k以上；其正向阻值越小，且反向阻值越大，則表明二極管的單向?qū)щ娦阅茌^好。,以下幾種情況表明二極管性能差或已損壞。 （1）若測得正向阻值太大，表明二極管失去單向?qū)щ娮饔谩?（2）若測得反向阻值太小，也表明二極管失去單向?qū)щ娮饔谩?（3）若測得正、反向阻值都為無窮大，表明二極管斷路。 （4）若測得正、反向阻值均為零，表明二極管短路。,五、測量三極管 （1）萬用表歐姆擋判別法。如圖10-3所示，選用萬用表歐姆擋的R1k擋。,首先判定基極方法：用萬用表黑表筆碰觸某一極，再用紅表筆依次碰觸另外兩個電極，并測得兩電極間阻值。若兩次測得電阻均很小（為PN結(jié)正向電阻值），則黑表筆對應為基極且此管為NPN型；

7、或者兩次測得電阻均很大（為PN結(jié)反向電阻值），但交換表筆后再用黑筆去碰另兩極，也測得兩次，若兩次阻值也很小，則原黑表筆對應為管子基極，且此管為PNP型。 其次，判別集電極和發(fā)射極。其基本原理是把三極管接成基本放大電路，利用測量管子的電流放大倍數(shù)值的大小，來判定集電極和發(fā)射極。,下面以NPN管為例說明：如圖10-3a）所示，基極確定后，不管基極，用萬用表兩支表筆分別接另兩個電極，用100k的電阻一端接基極，另一端接萬用表黑表筆，若表針偏轉(zhuǎn)角度較大，則黑表筆對應為集電極，紅表筆對應為發(fā)射極。也可用手捏住基極與黑表筆（但不能使兩者相碰），以人體電阻代替100k電阻的作用（對于PNP型，手捏紅表筆與基

8、極）。,（2）硅管、鍺管的判別。根據(jù)硅材料PN結(jié)正向電阻較鍺材料大的特點，可用萬用表歐姆擋的R1k擋測定，若測得PN結(jié)正向電阻值約310k，則為硅材料管；若測得正向電阻值約501k，則為鍺材料管?；驕y量反向阻值約為500k，則為硅材料管：測量反向阻值約為100k，則為鍺材料管。 （3）高頻、低頻管的判別。先用萬用表歐姆擋的R1k擋，測量三極管的正向：PN結(jié)阻值，再轉(zhuǎn)換到R10k擋測量，觀察指針偏轉(zhuǎn)角度增大情況，偏轉(zhuǎn)角度較大的為高頻管，偏轉(zhuǎn)角度較小的為低頻管。,（4）測量ICEO和電流放大倍數(shù)值。方法如圖10-3所示，基極開路，用萬用表歐姆擋的R1 k擋測量，萬用表黑表筆接NPN管的集電極C，紅

9、表筆接發(fā)射極E（PNP型管相反）。記錄C、E間電阻值的大小。若測得電阻值大，則一般表明ICEO??；若測得電阻值小，則表明ICEO大。 用手指代替基極電阻如，用上述方法測C、E間電阻值，并觀察指針偏轉(zhuǎn)情況。指針偏轉(zhuǎn)角度越大，則表明值越大。 如果萬用表有hFE擋用，也可用萬用表hFE擋測量值，按表上規(guī)定的極性及管子型號插入三極管，即可直測得電流放大倍數(shù)值。,（5）三極管性能的簡易測試。在上述測量值大小的過程中，若萬用表指針不偏轉(zhuǎn)，則說明管子性能差或已損壞。和二極管檢測方法相同，也可用萬用表歐姆擋測三極管的極間電阻值，判別其性能好壞，具體方法如下所述。,如圖10-4所示，以NPN型三極管為例，圖中：

10、“紅”、“黑”分別表示萬用表紅、黑表筆；“大”、“小”分別表示三極管的極間電阻值。用萬用表兩表筆正、反兩次分別測量B、C、E間電阻值，共有6種不同接法。正常情況下，發(fā)射結(jié)和集電結(jié)正向電阻阻值較?。ㄏ喈斢诙O管正向電阻值），其他4種接法阻值均很大（相當于二極管反向電阻值），且硅管比鍺管電阻值大。,圖10-4 三極管性能的簡易測試方法示意圖,若測量結(jié)果不符合上述情況，則說明三極管已損壞；若發(fā)射結(jié)或集電結(jié)正反向電阻值均很小，則表明管子內(nèi)已短路；若正反向電阻值均很大，則表明管子內(nèi)已開路；若測得集、射極間電阻小于幾百千歐，則說明ICEO較大，性能差。,10.1.2 使用指針式萬用表的注意事項,萬用表是比

11、較精密的儀器，如果使用不當，不僅造成測量不準確且極易損壞。但是，只要掌握萬用表的使用方法和注意事項，謹慎從事，那么就能經(jīng)久耐用。使用萬用表時應注意如下事項。,（1）測量電流與電壓不能選錯擋位。如果誤將電阻擋或電流擋去測電壓，就極易燒壞電表。 （2）測量直流電壓和直流電流時，注意“+”、“-”極性，不要接錯。如發(fā)現(xiàn)指針反轉(zhuǎn)，應立即調(diào)換表筆，以免損壞指針及表頭。 （3）如果不知道被測電壓或電流的大小，應先用最高擋進行估測，再選用合適的擋位來測試，以免表針偏轉(zhuǎn)過度而損壞表頭。所選用的擋位越靠近被測元件的真實值，測量的數(shù)值就越準確。,（4）測量電阻時，不要用手觸及元件裸體的兩端（或兩支表筆的金屬部分）

12、，以免人體電阻與被測電阻并聯(lián)，使測量結(jié)果不準確。 （5）測量電阻時，如將兩支表筆短接，調(diào)“零歐姆”旋鈕至最大，若指針仍然達不到0點，則這種現(xiàn)象通常是由于表內(nèi)電池電壓不足造成的，應換上新電池方能準確測量。 （6）萬用表不用時，不要旋在電阻擋，因為內(nèi)有電池，如不小心易使兩根表筆相碰短路，不僅耗費電池，嚴重時甚至會損壞表頭。最好將擋位旋至交流電壓最高擋，以免損壞。,10.2 數(shù)字式萬用表,10.2.1 數(shù)字式萬用表的使用方法,10.2.2 使用數(shù)字式萬用表的注意事項,10.2.3 指針式萬用表和數(shù)字式萬用表的對比,以測電流來說明數(shù)字萬用表的工作原理：在測電流時，電流由表筆插孔進入數(shù)字萬用表，在內(nèi)部經(jīng)

13、擋位選擇開關(guān)（開關(guān)置于電流擋）后，電流送到I/U轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換電路將電流轉(zhuǎn)換成直流電壓再送到數(shù)字電壓表，最終在顯示屏顯示數(shù)字。被測電流越大，轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成的直流電壓越高，顯示屏顯示的數(shù)字越大，指示出的電流數(shù)值越大。不管數(shù)字萬用表在測電流、電阻，還是測交流電壓時，在內(nèi)部都要轉(zhuǎn)換成直流電壓。,數(shù)字式萬用表不僅可以測量電壓、電流、電阻阻值、二極管、三極管等基本參數(shù)，有些功能齊全的還可以測量電容、電感、溫度和頻率等。 數(shù)字萬用表由擋位選擇開關(guān)、功能轉(zhuǎn)換電路和數(shù)字電壓表組成。數(shù)字電壓表只能測直流電壓，由AD轉(zhuǎn)換電路、數(shù)據(jù)處理電路和顯示器構(gòu)成。它通過AD轉(zhuǎn)換電路將輸入的直流電壓轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，再經(jīng)過數(shù)據(jù)處

14、理電路處理后送到顯示器，將輸入的直流電壓的大小以數(shù)字的形式顯示出來（見圖10-5）。,圖10-5 數(shù)字萬用表的組成,在測量不同的量時，擋位選擇開關(guān)要置于相應的擋位。擋位有直流電壓擋、交流電壓擋、交流電流擋、直流電流擋、溫度測量擋、容量測量擋、頻率測量擋、二極管測量擋、歐姆擋及三極管測量擋。,10.2.1 數(shù)字式萬用表的使用方法,一、使用前的準備工作 二、基本使用方法步驟,以DT930G數(shù)字萬用表為例，見圖10-6。,一、使用前的準備工作 （1）使用前，應認真閱讀其使用說明書，熟悉電源開關(guān)、量程開關(guān)、插孔、特殊插口等的作用。 （2）將電源開關(guān)置于ON。,二、基本使用方法步驟 （1）測量前先估測被

15、測物的大約數(shù)值，以選擇合適的擋位。 （2）測試： 交直流電壓的測量：根據(jù)需要將量程開關(guān)撥至DCV（直流）或ACV（交流）合適量程，紅表筆插入V/孔，黑表筆插入COM孔，并將表筆與被測線路并聯(lián)，讀數(shù)即顯示。,交直流電流的測量：將量程開關(guān)撥至DCA（直流）或ACA（交流）的合適量程，紅表筆插入A孔（200mA時）或20A孔（200mA時），黑表筆插入COM孔，并將萬用表串聯(lián)在被測電路中即可。測量直流量時，數(shù)字萬用表能自動顯示極性。 電阻的測量：將量程開關(guān)撥至的合適量程，紅表筆插入V/孔，黑表筆插入COM孔。如果被測電阻值超出所選擇量程的最大值，萬用表將顯示“1”，這時應選擇更高的量程。測量電阻時，

16、紅表筆為正極，黑表筆為負極，這與指針式萬用表正好相反。因此，測量晶體管、電解電容器等有極性的元器件時，必須注意表筆的極性。,（3）讀數(shù)顯示屏上的數(shù)字為測量值。 使用后，拔出表筆，將選擇開關(guān)旋至交流電壓最大擋，并關(guān)閉電源。若長期不用，應將表內(nèi)電池取出，以防電池電解液滲漏而腐蝕內(nèi)部電路。,10.2.2 使用數(shù)字式萬用表的注意事項,（1）如果無法預先估計被測物電壓或電流的大小，則應先撥至最大量程擋測量一次，再視情況逐漸把量程減小到合適位置。測量完畢，應將量程開關(guān)撥到最大電壓擋，并關(guān)閉電源。 （2）滿量程時，儀表僅在最高位顯示數(shù)字“1”，其他位均消失，這時應選擇更大的量程。,（3）測量電壓時，應將數(shù)字

17、萬用表與被測電路并聯(lián)。測電流時應與被測電路串聯(lián)，測直流量時不必考慮正、負極性。 （4）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(shù)字出現(xiàn)跳動。 （5）禁止在測量高電壓（220V以上）或大電流（0.5A以上）時換量程，以防止產(chǎn)生電弧，燒毀開關(guān)觸點。,10.2.3 指針式萬用表和數(shù)字式萬用表的對比,指針式萬用表靠指針的擺動，其狀態(tài)稍有變化用眼睛便可看見，但是刻度較密集，容易看錯；在使用電阻擋時，每次更換量程都需要重新“調(diào)零”；當不注意表筆極性而造成表針反向擺動時，會損壞儀表；僅能測定較小的電流；不同萬用表的測試范圍不同；必須斷開電路，方可

18、測定電流。,數(shù)字式萬用表能直接讀出數(shù)值，不會造成人為讀數(shù)誤差；在電阻擋時，只需確認0即可；可不考慮表筆的極性，若表筆接反時，顯示為負值，不會損壞儀表；使用鉗形電流表，不必斷開接線，就可測量大電流。同時也有一些缺點，比如數(shù)值是跳動著的，雖然清楚被測的量在變化，但變化動向不清，需要一定時間使指示值穩(wěn)定下來；在測量電阻、電壓、電流前，都要重新確認參數(shù)的初始值，包括鉗形表的對零。,10.3 汽車萬用表,10.3.1 汽車萬用表的功能要求,10.3.2 汽車萬用表的基本結(jié)構(gòu)及使用方法,10.3.3 汽車萬用表的使用注意事項,汽車萬用表也是一種數(shù)字多用儀表，其外形和工作原理與數(shù)字萬用表幾乎沒有區(qū)別，只增加

19、了幾個汽車專用功能擋（如DWELL擋、TACHO擋）。前面已介紹了數(shù)字萬用表，這里不再重復汽車萬用表的工作原理，僅介紹汽車萬用表的功能及其使用。,汽車萬用表除具有數(shù)字萬用表功能外，還具有汽車專用項目測試功能：可測量交流電壓、電流、直流電壓、電流、電阻、頻率、電容、占空比、溫度、二極管、閉合角、轉(zhuǎn)速；也有一些新穎功能，如自動斷電，自動變換量程，模擬條圖顯示，峰值保持，讀數(shù)保持（數(shù)據(jù)鎖定），以及電池測試（低電壓提示）等。為實現(xiàn)某些功能（例如測量溫度、轉(zhuǎn)速），汽車萬用表還配有一套配套件，如熱電偶適配器、熱電偶探頭、電感式拾取器以及AC/DC感應式電流夾鉗（52000A等）。,10.3.1 汽車萬用表

20、的功能要求,在發(fā)動機電控系統(tǒng)故障的檢測與診斷中，除經(jīng)常需要檢測電壓、電阻和電流等參數(shù)外，還需要檢測轉(zhuǎn)速、閉合角、頻寬比（占空比）、頻率、壓力、時間、電容、電感、溫度、半導體元件等。這些參數(shù)對于發(fā)動機電控系統(tǒng)的故障檢測與診斷具有重要意義。但是這些參數(shù)用一般數(shù)字式萬用表無法檢測，需用專用儀表即汽車萬用表。汽車萬用表一般應具備下述功能：,（1）測量交、直流電壓?？紤]到電壓的允許變動范圍及可能產(chǎn)生的過載，汽車萬用表應能測量大于40V的電壓值，但測量范圍也不能過大，否則，讀數(shù)的精度下降。 （2）測量電阻。汽車萬用表應能測量1M的電阻，測量范圍大一些使用起來較方便。 （3）測量電流。汽車萬用表應能測量大于

21、10A的電流，測量范圍再小則使用不方便。 （4）記憶最大值和最小值。該功能用于檢查某電路的瞬間故障。,（5）模擬條顯示。該功能用于觀測連續(xù)變化的數(shù)據(jù)。 （6）測量脈沖波形的頻寬比和閉合角。該功能用于檢測噴油器、怠速穩(wěn)定控制閥、EGR電磁閥及點火系統(tǒng)等的工作狀況。 （7）測量轉(zhuǎn)速。 （8）輸出脈沖信號。該功能有于檢測無分電器點火系統(tǒng)的故障。 （9）測量傳感器輸出的電信號頻率。 （10）測量二極管的性能。,（11）測量大電流。配置電流傳感器（霍爾式電流傳感器）后，可以測量大電流。 （12）測量溫度。配置溫度傳感器后可以檢測冷卻水溫度、尾氣溫度和進氣溫度等。目前國內(nèi)生產(chǎn)的汽車萬用表，如“勝利-98”

22、、笛威TVAY9206、TWAY9406A和EDA-230等型號的汽車萬用表，都具有上述功能。有些汽車萬用表，除了具有上述基本功能外，還有一些擴展功能。例如，EDA-230型汽車萬用表在配用真空/壓力轉(zhuǎn)換器（附件）時可以測量壓力和真空度，并且它還具有背光顯示功能（使顯示數(shù)據(jù)在光線較暗時也能被看清楚）。,10.3.2 汽車萬用表的基本結(jié)構(gòu)及使用方法,一、汽車萬用表的基本結(jié)構(gòu) 二、汽車萬用表的量程 三、汽車萬用表使用方法,一、汽車萬用表的基本結(jié)構(gòu) 如圖10-7所示，汽車萬用表主要由數(shù)字及模擬量顯示屏、功能按鈕、測試項目選擇開關(guān)、溫度測量座孔，公用座孔（用于測量電壓、電阻、頻率、閉合角、頻寬比和轉(zhuǎn)速

23、等）、搭鐵座孔、電流測量座孔等構(gòu)成。,圖10-7 汽車萬用表及電流傳感器,二、汽車萬用表的量程 直流電壓：400mV400V（精度0.5%），1000（11%）V； 交流電壓：400mV400V（精度1.2%），750（11.5%）V； 直流電流：400（11%）mA，20（12 %）A； 交流電流：400（11%）mA，20（12.5 %）A；,電阻：400（11%），4K4M（精度1），400（12）M。 頻率：4Hz4kHz（10.05）最小輸入10Hz； 二極管檢測：精度1dgt； 音頻：電路通、斷音頻信號測試；,溫度檢測：-18300（精度3），3011100（精度3）； 轉(zhuǎn)速：15

24、03999r/min（精度0.3），40010000r/min（精度0.6）； 閉合角：0.5； 頻寬比：0.2。,三、汽車萬用表使用方法 1.信號頻率測試 2.溫度檢測 3.閉合角的檢測 4.頻寬比測量 5.轉(zhuǎn)速測量 6.起動機起動電流測量 7.氧傳感器測試 8.噴油器噴油脈寬的測量,1.信號頻率測試 測試項目選擇開關(guān)置于頻率（Freq）擋，黑線（自汽車萬用表搭鐵座孔引出）搭鐵，紅線（自汽車萬用表公用座孔引出）接被測信號線，顯示屏即顯示被測頻率。,2.溫度檢測 測試項目選擇開關(guān)置于溫度（Temp）擋，按下功能按鈕（/F），將黑線搭鐵，探針線插頭端插放汽車萬用表溫度測量座孔，探針端接觸被測物體

25、，顯示屏即顯示被測溫度。,3.閉合角的檢測 測試項目選擇開關(guān)置于閉合角（Dwell）擋，黑線搭鐵，紅線接點火線圈負接線柱，發(fā)動機運轉(zhuǎn)，顯示屏即顯示點火線圈初級電流增長的時間（即閉合角）。,4.頻寬比測量 測試項目選擇開關(guān)置于頻寬比（Duty Cycle）擋，紅線接電路信號，黑線搭鐵，發(fā)動機運轉(zhuǎn)，顯示屏即顯示脈沖信號的頻寬比。,5.轉(zhuǎn)速測量 測試項目選擇開關(guān)置于轉(zhuǎn)速（RPM）擋，轉(zhuǎn)速測量專用插頭插入搭鐵座孔與公用座孔中，感應式轉(zhuǎn)速傳感器（汽車萬用表附件）夾在某一缸高壓點火線上，在發(fā)動機工作時，顯示屏即顯示發(fā)動機轉(zhuǎn)速。,6.起動機起動電流測量 測試項目選擇開關(guān)置于400mV擋（1mV相當于1A的電流，即用測量電流傳感器電壓的方法來測量起動機起動電流），把霍爾式電流傳感器夾到蓄電池線上，其引線插頭插入電流測量座孔，按下最小/最大功能按鈕，然后拆下點火高壓線，用起動機轉(zhuǎn)動曲軸23s，顯示屏即顯示起動電流。,7.氧傳感器測試 拆下氧傳感器線束連接試器，將測試項目選擇開關(guān)置于“4V”擋，按下DC功能按鈕，使顯示屏顯示“DC”，再按下最小/最大功能按鈕，將黑線搭鐵，紅線與氧傳感器相連；然后以快怠速（2000r/min）運轉(zhuǎn)發(fā)動機，使氧傳感器