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数字万用表相关问答及注意事项


《电子仪表》 / 2012-04-02


    何为数字万用表的显示能力?如何判定显示位数?


    数字万用表的每一位数码显示器能否按照它的字码作连续变化的能力称为显示能力。
    判定数字万用表的位数有以下两条原则。
    ①能够显示从O~9所有数字的位是整数位。
    ②分数位的数值是以显示值中最高位的数字为分子,而用满量程时最高位的数字作分母。例如:数字表的最大值±19999,该
仪表有四个整数位,最高位为1,满量程计数为20000,最高位为2.所以这块表就称为4丢位。同理,最大显示值为±2999,称为3;一位;最大显示值为±39999,称为4丢位。


    使用数字万用表应注意哪些问题?
    ①首先检查数字万用表的电池和熔丝管是否安装齐全完好。
    ②在进行测量前,应认真检查表笔及导线的绝缘是否良好,如有破损应进行更换后再使用,以确保使用人员的安全。
    ③在进行测量时,特别要注意表笔的位置是否插对,功能转换开关是否置于相应的挡位上,特别是测量220V以上交流电压时需更加小心,不能有麻痹思想。一旦出现表笔位置不对或功能开关位置不对,便会损坏仪表。
    ④测量时如果无法估计所测量的大小(特别是电流、电压)时,应将量程拨至最高量限上进行测量,然后再据情况选择适宜的量程进行检测。
    ⑤有的数字万用表具有溢出功能,即在最高位显示数字“1”,其他位均消隐,表明其已发生过载,此时应更换新的量程。
    ⑥数字万用表在电路上虽然有较完善的保护功能,但在操作上仍要尽量避免出现误操作。例如:用电阻挡去测电压、电流,用电流挡去测电压或将带电的电容器插入测电容插孔进行测量等,都将损坏仪表。
    ⑦现在多数数字万用表都带有读数保持功能键( HOLD),使用此键时便可使被测量的读数保持下来,用于记录或读数。如果对被测数据不需要进行长时间的读取或记录,尤其是进行连续测量时,就不需要使用此键。如果在使用数字万用表的过程中,出现某一个显示数据不随测量而有所变化,则可能是对读数保持键进行了误操作,此时便可将读数保持键松开,就可使显示器的读数正常。
    ⑧使用数字电压表时,要注意插孔旁边所注明的危险标记数据,该数据表示该插孔所输入电压、电流的极限值,使用时如果超过此值就可能损坏仪表,甚至击伤使用者。
    ⑨由于数字万用表在进行测量时会出现数字的跳动现象,为保证读数准确,应等显示值稳定后再读数。
    ⑩每次使用完万用表后,应将量程开关拨至最高电压挡,以避免下次使用时不慎损坏万用表。同时也应把电源开关关掉,以增长电池的使用寿命。


    使用数字万用表的电压挡时要注意什么?
    使用电压挡时,应注意如下几点。
    ①测量电压时,不论是直流,还是交流,都要选择合适的量程,当无法估计被测电压的大小时,应先选最高量程进行测试,然后再根据情况选择合适的量程。
    ②测量电压时,万用表与被测电路是并联关系,万用表的两支表笔应并联于被测电路的两端。
    ③当量程开关已置于电压挡位,而两支表笔处于开路状态时,由于数字万用表的电压挡的输入阻抗很高,在万用表的低位上就会出现无规律变化的数字跳跃现象,此现象为正常现象,不会影响测量结果。
    ④使用电压挡测量较高的电压时,不论是直流,还是交流,都要禁止拨动量程开关,否则将产生电火花,烧坏电路及量程开关的触点。
    ⑤在数字万用表的面板上,在直流电压挡及交流电压挡的旁边都标有量值符号,如“~700V,-1000V”,表示测量电压时不要超过所标示的最高值,直流电压挡一般为1000V、交流电压挡一般为700V。一旦超过所标示的最高值,就有可能损坏表内电路,因此测量电压时要弄清楚所测电路的最高电压值是多大,然后再进行测量。
    ⑥在测量交流电压时,最好把黑表笔接到被测电压的低电位端(如220V的零线端,被测交流信号的公共端),这样有利于消除万用表输入端对地分布电容的影响,以减小测量误差。
    ⑦在测量直流电压时,最好把万用表的红表笔接被测电压的正极,黑表笔接被测电压的负极,这样可以减少测量误差。虽然数字万用表具有自动转换极性的功能,但有些数字万用表的正、反向测量结果的绝对值是不相等的,为此就有误差产生。为避免此种测量误差的出现,一般使用数字万用表进行直流测量时,也应使表笔的极性与被测电压的极性相对应。
    ⑧数字万用表的适测频率一般为500Hz以下,如果超出测量频率时就会产生误差,因此进行交流信号测量时,其被测信号的电压频率最好在规定的范围内,以保证测试的准确度。
    ⑨当测量较高的电压时,为保证测量的安全,不要用手直接去碰触表笔的金属部分。尤其是测量几百伏以上的高压时,必须保证测试表笔的绝缘性能良好,否则就有触电的危险。
    ⑩测量电压时,若万用表的显示屏显示溢出符号“1”时,说明已发生过载,此时便要更换高一级的量程,然后再进行测量。
    ⑩用电压挡测量直流电压或交流电压时,由于一时的疏忽而m现用直流电压挡去测量交流电压,或者用交流电压挡去测量直流电压,此时万用表的显示屏将显示“000”或出现数字跳跃的现象,遇此情况时应及时更换挡位。

 
    使用数字万用表的电阻挡时要注意什么?
    ①使用2000Ω电阻挡时,应先将两支表笔短路,其目的是测出两根表笔的引线电阻值(一般为0.1~0.3Q,此值随表型号的不同有所差异),然后再进行电阻的测量。每次测量的实际阻值应是显示器的显示数值再减去表笔引线电阻值。使用电阻挡的其他量程时(200Ω,~20MΩ),其引线电阻可忽略不计。
    ②使用2MΩ或以上电阻挡时,显示器的显示值将会出现跳跃现象,需经过几秒钟才能稳定下来,应该等数值稳定后才能读取数值。
    ③使用200MΩ电阻挡时,由于该挡存在lMΩ的固有零点误差,因此测量的实际值应是显示器的读数减去固有零点误差。3位半数字万用表的零点误差是10个字;4位半数字万用表的零点误差是100个字。
    ④测量电阻时,不允许带电操作,即被测电路不能在通电的情况下使用电阻挡进行检测,这样容易造成仪表的损坏,测出的结果也是无意义的。
    ⑤使用电阻挡进行检测时,两手不要同时碰触两表笔的金属部分,尤其是测试元器件的电阻时,不能用手同时捏住电阻的两个引脚,否则将会引入人体电阻,严重影响测量结果。
    ⑥测量电阻时,如果显示器所显示的数字为“1”,表明被测阻值已经超过所选用的量程的测量值,此时要更换量程后再进行检测。
    ⑦测量电阻时,表笔插头与插孔之间应紧密接触,要防止接触不良现象的产生,以免引起测量误差。
    ⑧当量程转换开关置于电阻挡时,数字万用表的红表笔带正电、黑表笔带负电。


    使用数字万用表的电流挡时要注意什么?
    ①测量电流时,应把数字万用表串联到被测电路中,可以不考虑表笔的极性,万用表可以显示被测电流的极性。
    ②如果被测电流大于200mA时,应将红表笔插入2A或10A、20A插孔。对于大电流挡,有的万用表没有设置保护电路,故测量时间应尽量短些,一般以不超过15s为宜。如被测电流小于200mA时,应选用200mA挡进行检测。
    ③当测量电流时,如果显示屏显示溢出符号“1”,表示被测电流已大于所选量程,这时应改换更高的量程。
    ④在测量较大电流的过程中,不能拨动量程转换开关,以免造成量程转换开关的损坏(因为量程转换开关在转动过程中要产生电弧)。
    ⑤如果被测电流源的内阻很低,为提高测量准确度,应选用量程较大的挡位。


     使用数字万用表的二极管挡时要注意什么?
    ①使用二极管挡时,显示屏所显示的值是二极管的正向压降UF,其单位为mV。
    ②在正常情况下,硅二极管的正向压降UF为0.5~0. 7V,锗二极管的正向压降UF为0.15~0.3V。根据这一特点可以判断出被测二极管是硅管还是锗管。
    ③由于电路的结构,其测试电流仅为ImA,故二极管挡适合测量小功率二极管,在测量大功率二极管时,其读数明显低于典型工作值。
    ④多数数字万用表的二极管挡与蜂鸣器挡合用一个挡位,因此两表笔所接两测试点之间的电阻值小于70Ω(此值对于不同型号的数字万用表而有差异)时,蜂鸣器将发出声响。
    ⑤当红表笔插入V/Ω口插孔,黑表笔插入COM插孔时,红表笔带正电,黑表笔带负电,正好与指针式万用表相反,使用时应特别注意。


     怎样使用万用表判断晶体二极管?
    (1)使用万用表区分硅二极管与锗二极管
    硅二极管与锗二极管可以通过测量结电压来区分。将被测二极管VD按图1-4接线。图中E为干电池(1.5V);R为限流电阻。如测量小功率二极管,可以选择200Ω(也可以参考二极管手册规定的测试条件选择R值,使二极管能通过适当的正向电流),虚线框内为万用表,可以选用2V挡或2.5V挡。如万用表读数约等于0. 3V左右,则VD为锗管;如万用表读数约等于0.7V左右,则VD为硅管。当然,如果读取的电压很小,说明VD短路;如果读取的电压较大(大于0. 7V),则说明VD断路。
    (2)使用万用表判断晶体二极管的好坏
    通过测量结电阻可以判断晶体二极管的好坏。利用万用表电阻挡直接测量晶体二极管的正向和反向电阻,可以直接判定二极管的好坏。对于晶体二极管来说,一般要求正向电阻越小越好,反向电阻越大越好。正、反向电阻应相差数百倍才是好管。
    使用万用表电阻量程应选择R×lk挡。如果所测结果为正向电阻和反向电阻数值相近,说明该管质量不好;如果正向电阻和反向电阻同为“0”或“∞”,说明该管内部引线短路或断路。
    测量中应注意,如果被测二极管为硅管,其正向电阻应为数百欧到数千欧;如果被测二极管为锗管,其正向电阻一般在lkΩ以下。
    (3)使用万用表判断晶体二极管的正、负极
    通过测量结电阻可以判断晶体二极管的正、负极。如前所述,在判断晶体二极管的好坏时,可以同时判定晶体二极管的正、负极。如果第一次测量结果为几百欧或几千欧;第二次测量为几十千欧或几百千欧,则第一次测量结果为正向电阻,即万用表的正表笔接的是二极管的负极,负表笔接的是二极管的正极。由于二极管的结电阻与通过电流有关,选用不同的电阻挡,测量结果不一致是正常的,一般情况是当选择R×100、R×10、R×1挡时,通过二极管的正向电流依次增大,测量电阻的读数将依次减小。
    由于硅二极管的反向电阻很大,有时使用R×lk挡,表头也无指示,应将极性颠倒之后,测量正向电阻,只要正向电阻较小,说明被测管也是好管。


    怎样使用万用表判别晶体三极管?
    (1)使用万用表判别晶体三极管是NPN管还是PNP管
    测量时可使用一支表笔接触任一个电极,用另一支表笔依次碰触其他两个电极,如果两个电极对应接触的电极均为大电阻或均为小电阻,则可以确定接触的电极是基极。如果碰触两个电极所测得阻值为一大一小,可以确定接触的电极不是基极,应改另一个电极作为接触电极,然后再碰触其余两个电极,直到测得均为大电阻或小电阻为止。注意当确定基极之后,如果基极接的是正表笔,负表笔碰触另外两个电极测得的阻值均为较大电阻,则可以同时认定该管为NPN型晶体管;反之,如果负表笔碰触另外两个电极测得的阻值均为较小电阻,可以认定该管为PNP型晶体管。测量接线图如图1-5所示。
    (2)使用万用表判别晶体三极管的极性
    确定基极之后,将万用表表笔接通另外两个电极之间的电阻,交换表笔先后两次测得电阻值应为一大一小。取其中测得电阻值较小时的接法为参考,对于NPN型晶体管,正表笔所接的电极为发射极e,负表笔所接的电极为集电极c;对于PNP型晶体管,正表笔所接的电极为集电极c,负表笔所接的电极为发射极e。
    如果晶体三极管有四个管脚,可以首先判定它是高频晶体管。将万用表的一支表笔接管另一支表笔依次碰触四个管脚,其中必有一个管脚与管壳相接,则判定该管脚为接地。然后按如上步骤即可先后确定基极、集电极和发射极。


    怎样使用万用表判别单结晶体管?
    (1)判别单结晶体管的发射极e
    可以采用万用表测量极间正、反向电阻的方法来确定发射极e。首先假定万用表负表笔接触的是e极,如果两次测得电阻均较低,则测得的是正向电阻;反过来,再把正表笔接触假定的e极,负表笔依次碰触另外两个极,如果两次测得电阻均较高,则测得的是反向电阻,假设可以肯定。否则应更换电极重新测试。

    (2)使用万用表判别单结晶体管的第一基极bl与第二基极b2
    两个基极之间只有内电阻rbl、rb2,没有半导体结,没有正、反向电阻之差,只能通过比较发射极对基极bl和基极b2的电阻差来确定。大多数单结晶体管的分压比η= rbl /rb2大于0.5,故e极对b2极的正向电阻应稍小于e极对bl极的正向电阻,用万用表电阻挡R×lk或R×100挡可以分辨出来。
    (3)使用万用表判别单结晶体管的好坏
    按图1-6接线,触发电压由绝缘电阻表提供,万用表置R×100挡,在给单结晶体管供电的同时,测量其电阻Rb。测量时首先不摇动绝缘电阻表发电机手柄,读取Rb,此时电阻应比较大,然后摇动绝缘电阻表发电机手柄,相当于给单结晶体管加入触发电压,将使e、b1之间导通,读取万用表读数应明显低于原来的测得值,证明单结晶体管已进入负阻区,性能正常,否则说明管子是坏的。


    怎样使用万用表判别可控硅极性?
    将万用表按图1-7接线,如为小功率可控硅可以按图(a)接线,只用一块万用表供电即可测试;如为较大功率的可控硅(10~100A),应按图(b)接线,正向串接一节于电池。测试可分两步进行。
    ①选RX1挡接好万用表之后,可控硅不导通,指针应指示“。。”,接通开关S时,由于阳极与控制极短接,相当于给控制极提供电位,使可控硅导通,万用表指针应指示较小电阻(指示值即为导通电阻,可参照该值估算功率)。

    ②断开开关S时,可控硅仍然导通,万用表读数不变,说明它的触发特性良好;否则说明它的触发特性不好或已经损坏。使用此方法时应该注意,维持导通的电流是由万用表内附电源提供的,对于较大功率的可控硅,可能会由于导通电压降较大,维持电流难以维持,引起导通状态欠佳。当S断开时,可控硅也随之关断;另外,若需测试100A以上的可控硅,则应在图l-7(b)的基础上再串按一节干电池。


    怎样使用万用表测量场效应管?
    (1)使用万用表测量场效应管的极性
    使用万用表R×lk挡,测量其PN结的正、反向电阻可以确定出哪一个是栅极。首先用负表笔接触其中一个电极,用正表笔依次碰触另外两个电极。如果两次测得电阻很大,说明测量结果都是反向电阻,颠倒表笔再试,结果应当都比较小,则说明首先用负表笔接触的电极为栅极,其他两个极分别为漏极和源极。并且可以判定该管为N沟道场效应管。如果首先用负表笔接触的电极与其他两个电极之间的阻值比较小,说明测量结果都是正向电阻,颠倒表笔之后再测,结果都应比较大,则说明该管属于P沟道场
效应管。源极和漏极之间的电阻应为数千欧姆,它们之间没有正、反向电阻之分,可以不必区分。MOS型场效应管不能应用这种方法检测,以防止测量中在极间聚集电荷,造成极间击穿。
    (2)使用万用表测量场效应管的好坏
    接线如图1-8所示,将万用表拨至R×100挡,正表笔接源极S,负表笔接漏极D,等于用万用表内附电池给场效应管加了电源电压。这时表针指示的是D-S极间电阻。对结型场效应管可以用手指捏住栅极G,将人体感应信号作为场效应管的输入信号。由于管子的放大作用,将会引起ID和UDS的变化,导致D-S极间电阻发生较大变化,引起表针偏转。如果偏转幅度较大,说明放大能力较强;偏转幅度不大,说明放大能力较弱;表针不动,说明管子已经损坏。
    对MOS型场效应管,不准用手直接捏栅极,只能用手握住旋具的绝缘手柄,再用金属头去碰触栅极,以防止人体感应电压直接进入栅极,引起场效应管损坏。注意表针偏转方向可能不同,只要有偏转即说明具有放大能力;如第一次试验表针没有偏转,也可能是由于G-S结电容已有电荷存在,应将G-S短路一下,然后再试。
 

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