多用电表的使用

一、实训目标

1.了解多用电表的结构和用途;

2.学会使用多用电表测量电阻、电压和电流。

二、实训器材

MF-47型多用电表、低压交直流电源、几个未知阻值的电阻、电容、晶体二极管、电键、导线等。

图8-1　多用电表

三、实训原理

1.多用电表的结构

多用电表主要由表头、测量电路和转换开关3部分组成。多用电表的型号较多,但各种多用电表的用法相同。图8-1是MF-47型多用电表的外形。它的上半部是表头,表面上有电阻、电流、电压等各种量程的刻度。它的下半部是转换开关,在转换开关的四周标有各种测量的量及多种量程。另外还有电阻挡的调零旋钮、红黑表笔及插孔。

2.多用电表的用途

多用电表是利用转换开关将不同阻值的电阻与表头串联或并联,从而将表头改装成多量程多功能的仪表,测量直流电压、直流电流、交流电压及电阻等。直流用符号“—”表示（或用DC表示),交流用符号“～”表示（或用AC表示)。

3.多用电表测电阻的原理

将转换开关拨到欧姆挡,则可测量电阻。当红黑表笔接触,如图8-2（a)所示,被测电阻Rx＝0,E表示多用电表的电源的电动势,r表示电源的内阻,Rg为表头内阻,R0为电阻挡的调零旋钮。调节R0的阻值,使表头的指针指到满刻度,,满偏电流的位置为欧姆表的零位。每次测量前,都要先调R0的值,使欧姆表的指针指到零位,将欧姆表校准后,再测量。

当红黑表笔不接触,如图8-2（b)所示,电流表零,测电阻Rx无穷大。

图8-2　测电阻的原理

在红黑表笔间接入某一电阻Rx,表头、被测电阻、欧姆挡的调零电阻和电池组成闭合电路,如图8-2（c)所示,由欧姆定律可知,电路的电流为

由式（8-1)可知,电流值Ix与待测电阻值Rx一一对应,将表头的电流值Ix的位置刻成电阻值Rx,于是用多用电表可测量电阻的阻值。

多用电表测电阻时,被测电阻值为表头读数乘以倍率（转换开关指示的挡位数)。测量电阻的精度与电源的电动势和内阻等有关,由于多用电表的电源电动势和内阻的变化,所以其测量精度不高。但对电阻一般的测量或检测电气线路的通、断却十分方便,因此在电工和无线电中经常使用。

4.多用电表测电流的原理

利用多用电表的转换开关,将不同阻值的分流电阻并联在表头两端,将表头改装成不同量程的电流表,从而实现多种量程的电流测量。电流的测量如图8-3（a)所示。

5.多用电表测电压的原理

利用多用电表的转换开关,把不同阻值的大电阻与表头串联,将表头改装成不同量程的电压表,从而实现多种量程的电压测量。电压的测量如图8-3（b)所示。

6.多用电表测交流电压的原理

因为表头是直流表,所以测交流电压时,需接一个并串式半波整流电路,将交流电压整流成直流电压后,再通过表头,因此可以利用直流电压的大小来测量交流电压。利用转换开关,将表头改装成不同量程的交流电压表,从而实现多种量程的交流电压测量。电流电压的测量如图8-3（c)所示。

图8-3　测电流、测电压的原理

7.检测电容的原理

（1)电容的漏电流

由于电容器中的介质材料,不是绝对的绝缘体,因此在一定的工作电压和温度的条件下,有一定的电流通过,这种电流称为漏电流。通常,电解电容的漏电流较大,而其他电容的漏电流比较小。

（2)电容的漏电阻

由欧姆定律可知,在电压一定时,漏电流越小,其漏电阻（或绝缘电阻)越大。因此通过检测电容器的漏电阻大小,可以判断电容器的好坏,漏电阻越大越好。小容量的电容器漏电阻很大,为几百兆欧或几千兆欧,而电解电容的漏电阻一般较小。

（3)电容的检测

电容器是基本的电子元件。对于电容的检测,应根据电容量的大小,分别采用多用电表的R×10、R×100、R×1k挡进行测试判断。

①对于电容量小于10pF的小电容器,只能用R×10挡检测。测量时,将多用电表量表笔分别与电容器的两个极接触,电阻值应为无穷大。若电阻值为零或电阻值很小,说明电容器已被击穿或存在漏电,该电容器不能使用。

②检测电解电容时,将转换开关拨到R×1k挡。红表笔接电容负极,黑笔接电容正极。若电容器正常,表针迅速向右偏转到最大角度,然后表针向左偏转,即向“∞”方向移动,并稳定下来,这时表针的示数为电解电容器的正向漏电阻。一般电解电容器正向漏电阻约为几十千欧或几百千欧。

电解电容器的好坏,不但根据测得的漏电阻判断,而且还要根据检测时,表针摆动幅度来判断。指针向右移动的幅度大,电容器的容量就越大。如果漏电阻虽然有几百千欧,但指针根本不摆动,说明该电容器的电解液已干涸,不能再使用。如果表针指零,并不返回,则表明该电容器已击穿或短路。如果表针停在“∞”处不动,则说明电容开路。

为了防止损坏多用电表,在测量电容量大于10μF的电容之前,应用一短导线将电容器短路,释放电容器中储存的电荷后再测量。

8.检测晶体二极管的原理

晶体二极管具有单向导电性,其正向电阻小,反向电阻大。通过测定晶体二极管的正、反向电阻,可判断其好坏。

把万用表的量程转换开关拨到欧姆挡R×100或R×1k挡,将红黑表笔分别于二极管两级接触,记录两次测量值,两者相差越大越好。读数小的一次,与黑表笔接触的是二极管的阳极,与红表笔接触的是阴极。好的二极管正向电阻为几百欧,反向电阻在几百千欧数量级。若两次测量的示数均为零,则二极管已击穿（短路)。若两次测量的示数均为无穷大,则表示二极管已断路。若两次测量的示数接近,则二极管质量差。

对晶体二极管的检查不能用R×10、R×10k挡。这是因为前者通过晶体二极管的正向电流较太,可能会烧坏晶体二极管;后者加在晶体二极管的反向电压高,容易击穿耐压较低的二极管。因此使用这两挡测量,都容易损坏二极管。

四、实训内容及步骤

1.准备工作

①检查表针是否停在左端的“0”位置,如果没有停在该位置,则用小螺丝刀轻轻地转动表盘下边的机械调零螺丝,使表针指“0”。

②将红、黑表笔分别插入正（＋)、负（－)插孔内。

2.测量电阻

①选择量程。

估计待测电阻的阻值,将转换开关拨到欧姆挡的量程合适的位置。

②调欧姆挡的零位。

将红、黑表笔的尖端的金属部分接触,调整欧姆挡的调零旋钮R0,使指针指在电阻挡的零刻度线上（注意:电阻挡的零位在刻度盘的右端)。

③如图8-4所示接好电路,将红、黑表笔分别与待测电阻R1的两端接触。

④若表针处于整个表面刻度的20%～80%内,则可读出指针示数。读数时将指针示数乘以所选的量程的倍数,即可得到被测电阻的值,并记录在表8-1中。若改变电阻挡的量程,需重新调电阻挡的零位后,再测量。

⑤重复①到②的步骤,分别测出R2、R3、RAD的值,将测量结果记录在表8-1中。

图8-4

3.测量直流电压

①选择量程。

将转换开关置于直流电压挡合适的量程位置（根据被测电压来选择)。

②将多用电表并联在被测电路中,如图8-5所示（红表笔接高电势点,黑表笔接低电势点)。

③用多用电表分别测出直流电压UAB、UBC、UCD、UAD的值,并将测量结果记录在实验表8-1中。

4.测量直流电流

①选择量程。

将转换开关置于直流电流挡量程合适的位置（根据被测电流来选择)。

②将多用电表串联在被测电路中,如图8-6所示（红表笔接高电势点,黑表笔接低电势点)。

图8-5

图8-6

③用多用电表分别测出A、B、C、D点的直流电流值,并将测量结果记录在表8-2中。

5.测交流电压

①选择量程。

将转换开关置于交流电压挡量程合适的位置（根据被测交电压来选择)。

②将图8-5中的直流电源换成交流电源,把多用电表并联在被测电路两端,分别测出UAB、UBC、UCD、UAD的交流电压值,并将测量结果记录在表8-1中。

6.检测固定电容

（1)用欧姆挡的R×10档,检测10pF电容器。

（2)用欧姆挡的R×1k档,检测1μF的电解电容器。

7.测量晶体二极管

用多用电表欧姆挡的R×100或R×1k挡来测量二极管。

注意事项:

①由于用多用电表测量的电学量较多,量程也多,因此在测量前,应根据估计被测量的大小来选择量程。若无法估计被测值的大小,则选用较大的量程去试测,直到表针处于整个表面刻度的20%～80%的范围内,便可读数。

②测量电阻时,每次变换了欧姆挡的量程,都须重新调欧姆挡的零位,否则测量不准确。另外,待测电阻要与别的元件和电源断开。

③测电压时,多用电表与被测电路并联;测电流时,多用电表与被测电路串联;测直流电压和直流电流时,红表笔应接高电势点,黑表笔应接低电势点。

④测量时,手不能接触表笔的金属部分,否则测量不准确。

⑤测量结束,把转换开关拨到直流电压的最高挡或关的位置。如长期不使用,应把电池取出,以防电池漏电损坏多用电表。

⑥为了防止损坏多用电表,在测量电容量大于10μF的电容之前,用短线将电容器短路,释放电容器中储存的电荷后再测量。

⑦测量晶体二极管时,不能用R×10,R×10k挡,否则损坏晶体二极管。

五、数据记录与分析

1.测量数据

表8-1　直流电压、交流电压、电阻的测量数据

表8-2　直流电流的测量数据

2.通过数据分析得出什么结论

六、思考题

1.测量电阻时,若表针只偏转了整个刻度的5%,应该怎么办？

2.为什么每次变换了欧姆挡的量程,都须重新调欧姆挡的零位？

3.在测量电容器时,什么现象说明电容器已击穿？

4.在测量晶体二极管时,若两次测量的示数接近,说明什么问题？

附　数字式万用表的使用

数字万用表由于具有读数直观、准确,性能稳定,测量范围宽、速度快,分辨率高,输入阻抗高,测试功能全,功耗小,保护电路齐全等优点,现已经得到了越来越广泛的使用。

数字万用表是在直流数字电压表的基础上扩展而成的。数字电压表主要有模数转换器、译码显示器、控制电路等组成。

下面以DT890B型数字万用表为例,介绍其使用方法,万用表外观图如图8-7所示。

图8-7　DT890B型数字万用表外观图

1.DT890B型数字万用表的技术特性

（1)测量范围

直流电压（DCV):200mV,2V,20V,200V,1000V。

交流电压（ACV):200mV,2V,20V,200V,750V。

直流电流（DCA):2mA,20mA,200mA,10A。

交流电流（ACA):2mA,200mA,10A。

电阻（Ω):200Ω,2kΩ,20kΩ,200kΩ,2MΩ,20MΩ, 200MΩ。

电容（F):2nΩ,20nΩ,200nΩ,2μΩ,200μΩ。

二极管及声响的通断测试。

三极管放大系数hFE测试:0～1000。

（2)一般特性

显示:1999位LCD显示。

极性:自动显示“－”极性。

调零:自动调零。

超量程显示:最高位显示“1”或“－1”。

工作频率:40～400Hz。

过载保护:交直流电压峰值1000V（200mV挡最大有效值为250V);交直流电流0.2A/ 250V保险丝。

2.使用方法

（1)交、直流电压测量

将旋钮置于DCV或ACV所需量程范围;然后将黑表笔插入COM插孔,红表笔插入VΩ插孔,表笔并接在被测负载或信号上,显示器即会显示电压的大小和红表笔端的极性。若只有最高位显示“1”或“－1”,表示超过量程,需调高挡位再测。若量程开关置于“200m”挡,显示数值以“mV”为单位;置于其他各挡时,显示数值以“V”为单位。

（2)交、直流电流测量

将旋钮置于DCA或ACA所需量程范围;然后将黑表笔插入COM插孔,当被测电流在200 mA以下时红表笔插入mA插孔,当被测电流在200mA～10A,则红表笔插入10A插孔。将表笔串接在被测电路中,显示器即会显示电流的大小和红表笔端的极性。由于10A挡没有保险丝,在该挡位测大电流时,测量时间不能超过15s。

（3)电阻测量

将旋钮置于所需的Ω量程挡,将黑表笔插入COM插孔,红表笔插入VΩ插孔,测试表笔跨接在被测电阻两端,显示屏将显示被测电阻值。检测电路中的电阻时,务必确认电路已断开电源,同时电容已经放完电。当被测电阻值超过所选量程时,万用表显示“1”,此时应将挡位调大后再次测量;若在各个挡位测试被测电阻,万用始终显示“1”,说明电阻已断路损坏;若在各个挡位测试被测电阻,万用表始终显示零,说明电阻已短路损坏。

（4)电容测量

将旋钮置于所需电容量程挡,待显示调零后再接上电容。将已经放电完全的电容插入“＋CX－”插孔;用表笔测量时,将黑表笔插入COM插孔,红表笔插入VΩ插孔,被测电容接到红黑表笔两端。电容有极性时,按电容极性连接（数字万用表红表笔是表内电池正极,黑表笔是电池负极)。

（5)二极管测量

将量程开关置于“”挡,将黑表笔插入COM插孔,红表笔插入VΩ插孔（注意红黑表笔极性),并将测试笔跨接在被测二极管两端,正向接通时,显示屏显示二极管正向压降伏特值,反接时,显示屏显示“1”。

（6)三极管放大倍数hFE测量

将量程开关置于“hFE”挡,先确定三极管是PNP型还是NPN型,然后将被测管的E、B、C三脚分别插入面板指示对应的插孔内,显示屏显示hFE近似值。

（7)通断测试

将量程开关置于“”位置,将黑表笔插入COM插孔,红表笔插入VΩ插孔,测量前先将被测回路断电,大电容放电完全。然后将测试表笔可靠接触在被测元件或回路两端,当电阻小于（70±30)Ω时,内置蜂鸣器发声。

注意事项:

①测试笔插孔旁边的红色“MAX”标识后标注的电流或电压值,为输入电压或电流不应该超过的值。

②测量前,务必检查量程开关是否在恰当的位置,并注意红表笔所在的插孔是否与量程开关范围一致,并且可靠接触。

③测量电路时,手指或人体其他部位不要接触表笔金属笔尖;转换功能和量程时,表笔应离开测试点。

④切勿用电流、电阻、二极管和电容挡去测量电压。

⑤数字万用表调至电阻挡位时,红表笔接的是表内电池正极,黑表笔接的是电池负极。