在了解数字万用表测量图解之前,我们全面的看一下万用表知识。万用表,也称作多用表、复用表等,是电子工程师最基本也最不可或缺的测量工具。它的基本功能包括:测量交直流电压、交直流电流、电阻阻值,检测二极管极性,测试电路通断等。有些高档一点的还会包含电容容值测量、三极管测试、脉冲频率测量等。万用表大体可分为两类:指针万用表和数字万用表,先来看图认识一下,如下图。
指针万用表、数字万用表、自动量程万用表
1、直流电压的测量,如电池、随身听电源等。首先将黑表笔插进“com”孔,红表笔插进“V Ω ”。把旋钮选到比估计值大的量程(注意:表盘上的数值均为最大量程,“V-”表示直流电压档,“V~”表示交流电压档,“A”是电流档),接着把表笔接电源或电池两端;保持接触稳定。数值可以直接从显示屏上读取,若显示为“1.”,则表明量程太小,那么就要加大量程后再测量。如果在数值左边出现“-”,则表明表笔极性与实际电源极性相反,此时红表笔接的是负极。
2、交流电压的测量。表笔插孔与直流电压的测量一样,不过应该将旋钮打到交流档“V~”处所需的量程即可。交流电压无正负之分,测量方法跟前面相同。无论测交流还是直流电压,都要注意人身安全,不要随便用手触摸表笔的金属部分。
1、直流电流的测量。先将黑表笔插入“COM”孔。若测量大于200mA的电流,则要将红表笔插入“10A”插孔并将旋钮打到直流“10A”档;若测量小于200mA的电流,则将红表笔插入 “200mA”插孔,将旋钮打到直流200mA以内的合适量程。调整好后,就可以测量了。将万用表串进电路中,保持稳定,即可读数。若显示为“1.”,那么就要加大量程;如果在数值左边出现“-”,则表明电流从黑表笔流进万用表。
交流电流的测量。测量方法与1相同,不过档位应该打到交流档位,电流测量完毕后应将红笔插回“VΩ”孔,若忘记这一步而直接测电压,哈哈!你的表或电源会在“一缕青烟中上云霄”--报废!
将表笔插进“COM”和“VΩ”孔中,把旋钮打旋到“Ω”中所需的量程,用表笔接在电阻两端金属部位,测量中可以用手接触电阻,但不要把手同时接触电阻两端,这样会影响测量精确度的--人体是电阻很大但是有限大的导体。读数时,要保持表笔和电阻有良好的接触;注意单位:在“200”档时单位是“Ω”,在“2K”到“200K“档时单位为 “KΩ ”,“2M”以上的单位是“MΩ”。
数字万用表可以测量发光二极管,整流二极管……测量时,表笔位置与电压测量一样,将旋钮旋到-||--(不会画这个标志)档;用红表笔接二极管的正极,黑表笔接负极,这时会显示二极管的正向压降。肖特基二极管的压降是0.2V左右,普通硅整流管(1N4000、1N5400系列等)约为0.7V,发光二极管约为1.8~2.3V。调换表笔,显示屏显示“1.”则为正常,因为二极管的反向电阻很大,否则此管已被击穿。
对于指针式万用表,红表笔表内接电池负极,黑表笔表内接电池正极,所以使用指针式表测二极管时若阻值很小,则黑表笔一端为正极;若阻值很大,则红表笔一端为负极。
对于数字式万用表,若阻值很小,红表笔为正极;阻值大,黑表笔为正极。
表笔插位同上;其原理同二极管。先假定A脚为基极,用黑表笔与该脚相接,红表笔与其他两脚分别接触其他两脚;若两次读数均为0.7V左右,然后再用红笔接A脚,黑笔接触其他两脚,若均显示1,则A脚为基极,否则需要重新测量,且此管为PNP管。那么集电极和发射极如何判断呢?数字表不能像指针表那样利用指针摆幅来判断,那怎么办呢?我们可以利用“hFE”档来判断:先将档位打到“hFE”档,可以看到档位旁有一排小插孔,分为PNP和NPN管的测量。
前面已经判断出管型,将基极插入对应管型“b”孔,其余两脚分别插入“c”,“e”孔,此时可以读取数值,即 β值;再固定基极,其余两脚对调;比较两次读数,读数较大的管脚位置与表面“c”,“e”相对应。
小技巧:上法只能直接对如9000系列的小型管测量,若要测量大管,可以采用接线法,即用小导线将三个管脚引出。这样方便了很多哦。
N沟道的有国产的3D01,4D01,日产的3SK系列。G极(栅极)的确定:利用万用表的二极管档。若某脚与其他两脚间的正反压降均大于2V,即显示“1”,此脚即为栅极G。再交换表笔测量其余两脚,压降小的那次中,黑表笔接的是D极(漏极),红表笔接的是S极(源极)。
数字万用表测量图解分为六大部分及万用表使用的其他注意事项、数字万用表保养注意事项来分析。
(1)将ON-OFF开关置于ON位置,检查9V电池,如果电池电压不足,
或“BAT”将显示在显示器上,这时,则应更换电池;如果没有出现则按以下步骤进行;
(2)测试前,功能开关应放置于所需量程上,同时要注意指针的位置,如下图所示;
(3)同时要特别注意的是,测量过程中,若需要换挡或换插针位置时,必须将两支表笔从测量物体上移开,再进行换挡和换插针位置。
测电压时,必须把黑表笔插于COM孔,红表笔插于V孔,如下图红色框所示;
若测直流电压,则将指针打到如下图所示直流档位
若测交流电压,则将指针打到如下图所示交流电压档位
(1)如果不知道被测电压范围,将功能开关置于大量程并逐渐降低量程(不能在测量中改变量程)。
(2)如果显示“1”,表示过量程,功能开关应置于更高的量程。
(3) △!表示不要输入高于万用表要求的电压,显示更高的电压值是可能的,但有损坏内部线路的危险。
(4)当测高压时,应特别注意避免触电。
(5)数字表电压档的内阻很大,至少在兆欧级,对被测电路影响很小。但极高的输出阻抗使其易受感应电压的影响,在一些电磁干扰比较强的场合测出的数据可能是虚的。要注意到避免外界磁场对万用表的影响(比如有大功率用电器件在使用时)。
(6)在使用万用表过程中,不能用手去接触表笔的金属部分 ,这样一方面可以保证测量的准确,另一方面也可以保证人身安全。
电容容量的测量方法
如下图方框所示,将指针打到电容档(F档)
在数字万用表的档位左下方有两个孔,上面写的是Cx,把需要测的电容原件插到里面就可以测了,要是有极性的电容要注意正负极
电容(或电容量, Capacitance)指的是在给定电位差下的电荷储藏量;记为C,国际单位是法拉(F),表征电容器容纳电荷本领的物理量。
1法拉(F)= 1000毫法(mF)=1000000微法(μF)
1微法(μF)= 1000纳法(nF)= 1000000皮法(pF)
如何判断电容的好坏?
用指针式万用表欧姆档(档位随电容量调节),先对电容放电,然后两表笔触碰电容两引脚,此时表指针会快速摆动并迅速回到起始位置,反过来再触碰指针会摆到更远位置并快速回头到原来位置。 如指针摆动了回不到原来位置那电容就是漏电了(大容量电解电容有轻微漏电是正常的)。 如指针不动那就是电容断路了(容量太小如几PF测不出来,我用10K档最小能测到3N3,4N7等容量的小电容)。
测电容是否漏电的方法
对一千微法以上的电容,可先用R×10Ω档将其快速充电,并初步估测电容容量,然后改到R×1kΩ档继续测一会儿,这时指针不应回返,而应停在或十分接近∞处,否则就是有漏电现象。对一些几十微法以下的定时或振荡电容(比如彩电开关电源的振荡电容),对其漏电特性要求非常高,只要稍有漏电就不能用,这时可在R×1kΩ档充完电后再改用R×10kΩ档继续测量,同样表针应停在∞处而不应回返。
如下图方框所示,万用表电流档分为交流档与直流档两个,当测量电流时,必须将万用表指针打到相应的档位上才能进行测量。
交流档
直流档
在测量电流时,若使用mA档进行测量,须把万用表黑表笔插在COM孔上,把红表笔插在mA档上,如下图方框所示;
若使用10A档进行测量,则黑表笔不变,仍插在COM孔上,而把红表笔拔出插到10A孔上,如下图方框所示。
电流测量注意事项
(1)如果使用前不知道被测电流范围,将功能开关置于最大量程并逐渐降低量程(不能在测量中改变量程)。
(2)如果显示器只显示“1”,表示过量程,功能开关应置于更高量程。
(3) 表笔插孔上表示最大输入电流为10A,测量过大的电流将会烧坏保险丝。
将万用表指针打到如下图方框所示二极管档,黑表笔插于COM孔,红表笔插于V孔。此档位除了可测量二极管外,还可用于测量三极管、编码开关、线路是否连通等。
下面以三极管和电位器来进行举例说明
1、三极管的结构:
三极管的基本结构是两个反向连结的PN接面,也可简单地看做是两个二极管的相接,如下图所示,可有PNP和NPN两种组合。
三个接出来的端点依序称为射极(emitter, E)、基极(base, B)和集极(collector, C)
2、三极管的测量测量方法:
将万用表调到二极管档位。这一档显示的是被测二极管两端的电压降。判断三极管的类型和极性时。将表笔接三极管的任意两脚,如果示值在700(单位毫伏)左右,表示是硅三极管。如果显示值在200左右,就是锗三极管。如果没有显示(开路状态显示1),则需要调换红黑表笔测试。此外还可以判断三极管的类型:红表笔接一脚(基极),另两脚分别接黑表笔都导通(显示数值),说明是NPN型三极管。若是黑表笔接一脚(基极),另两脚分别接红表笔都导通(显示数值),说明是PNP型三极管。至于发射极和集电极的判断还要用其他方法。
同时,通过电阻档,根据三极管放大倍数和内阻大小,也可判断三极管是NPN型还是PNP型。
3、判断三极管好坏:
将表笔接三极管的任意两脚,如果没有显示(开路状态显示1)或蜂鸣器响,调换红黑表笔再进行测试,结果一样的,则可断定三极管是坏的。
将万用表指针打到如下图方框所示电阻档,黑表笔插于COM孔,红表笔插于V孔,再对被测电阻阻值进行测量。
电阻测量注意事项:
(1)如果被测电阻值超出所选择量程的最大值,将显示过量程“1”,应选择更高的量程,对于大于1 MΩ或更高的电阻,要几秒钟后读数才能稳定,对于高阻值读数这是正常的;
(2)当无输入时,如开路情况,显示为“1”;
(3)当检查内部线路阻抗时,要保证被测线路所有电源断电,所有电容放电;
(4)200MΩ短路时约有四个字,测量时应从读数中减去,如测l00MΩ电阻时,显示为101.0,第四个字应被减去;
(5)可用电阻档粗略检测电容的好坏,用红表笔接电容器正极,黑表笔接电容器负极,万用表的基准电源将通过基准电阻对电容器充电,正常时万用表显示的充电电压将从一低值开始逐渐升高,直至显示溢出。如果充电开始即显示溢出“1”,说明电容器开路,如果始终显示为固定阻值或“000”,说明电容器漏电或短路;
(6)检查电路通断时,测量时只要没有听到蜂鸣声,即可判断电路不通;
(7)测量小阻值电阻时,应先将两表笔短路,读出表笔连线的自身电阻(一般为0.2~0.3欧),以对被测阻值作出修正;
(8)电阻档有过电压保护功能,瞬间误测规定范围内的电压不会造成损坏。例如,DT-830型数字式万用表电阻档最大允许输入电压(直流或交流峰值)为250伏,这是误用电阻档测量电压时仪表的安全值,但不可带电(如电池、人体等等)测量电阻,这样会导致万用表电阻精度下降,甚至损坏。
此档位主要是用于测三极管的放大倍数β值,在测量之前,须先确定三极管是PNP型或NPN型,同时确定各脚极性。
(一)万用表使用的其他注意事项:
(1)在使用万用表过程中,不能用手去接触表笔的金属部分,这样一方面可以保证测量的准确,另一方面也可以保证人身安全。
(2)在测量某一电量时,不能在测量的同时换档,尤其是在测量高电压或大电流时,更应注意。否则,会使万用表毁坏。如需换挡,应先断开表笔,换挡后再去测量。
(二)数字万用表保养注意事项:
数字万用表是一种精密电子仪表,不要随意更改线路,并注意以下几点:
①不要超量程使用;
②在电池没有装好或后盖没有上紧时,请不要使用万用表;
③只有在测试表笔从万用表移开并切断电源后,才能更换电池和保险丝。电池更换:注意9V电池的使用情况,如果需要更换电池,打开后盖螺丝,用同一型号电池更换,更换保险丝时,请使用相同型号的保险丝;
④万用表使用完毕,应将转换开关置于“OFF”挡。如果长期不使用,还应将万用表内部的电池取出来,以免电池腐蚀表内其它器件。
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