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萬用表

萬用表又稱為復用表、多用表、三用表、繁用表等，是電力電子等部門不可缺少的測量儀表，一般以測量電壓、電流和電阻為主要目的。萬用表按顯示方式分為指針萬用表和數字萬用表。是一種多功能、多量程的測量儀表，一般萬用表可測量直流電流、直流電壓、交流電流、交流電壓、電阻和音頻電平等，有的還可以測交流電流、電容量、電感量及半導體的一些參數(如β)等。

基本信息

中文名稱：萬用表

主要作用：測量電壓、電流和電阻

CMRR ：可達86~120dB

別稱：復用表、多用表、三用表、繁用表

分類；數字萬用表和指針萬用表

基本介紹

萬用表是一種帶有整流器的、可以測量交、直流電流、電壓及電阻等多種電學參量的磁電式儀表。對於每一種電學量,一般都有幾個量程。又稱多用電錶或簡稱多用表。萬用表是由磁電系電流表(表頭),測量電路和選擇開關等組成的。通過選擇開關的變換,可方便地對多種電學參量進行測量。其電路計算的主要依據是閉合電路歐姆定律。萬用表種類很多,使用時應根據不同的要求進行選擇。

主要用途

萬用表不僅可以用來測量被測量物體的電阻，交直流電壓還可以測量直流電壓。甚至有的萬用表還可以測量晶體管的主要參數以及電容器的電容量等。充分熟練掌握萬用表的使用方法是電子技術的最基本技能之一。

常見的萬用表有指針式萬用表和數字式萬用表。指針式多用表是以表頭為核心部件的多功能測量儀表，測量值由表頭指針指示讀取。數字式萬用表的測量值由液晶顯示屏直接以數字的形式顯示，讀取方便，有些還帶有語音提示功能。萬用表是公用一個表頭，集電壓表、電流表和歐姆表於一體的儀表。

萬用表的直流電流檔是多量程的直流電壓表。表頭並聯閉路式分壓電阻即可擴大其電壓量程。萬用表的直流電壓檔是多量程的直流電壓表。表頭串聯分壓電阻即可擴大其電壓量程。分壓電阻不同，相應的量程也不同。萬用表的表頭為磁電系測量機構，它只能通過直流，利用二極管將交流變為直流，從而實現交流電的測量。

結構組成

萬用表由表頭、測量電路及轉換開關等三個主要部分組成。萬用表是電子測試領域最基本的工具，也是一種使用廣泛的測試儀器。一般萬用表可測量直流電流、直流電壓、交流電壓、電阻和音頻電平等，有的還可以測交流電流、電容量、電感量、溫度及半導體(二極管、三極管)的一些參數。數字式萬用表已成為主流，已經取代模擬式儀表。與模擬式儀表相比，數字式儀表靈敏度高，精確度高，顯示清晰，過載能力強，便於攜帶，使用也更方便簡單。

表頭

萬用表的表頭是靈敏電流計。表頭上的錶盤印有多種符號，刻度線和數值。符號A一V一Ω表示這隻電錶是可以測量電流、電壓和電阻的多用表。錶盤上印有多條刻度線，其中右端標有"Ω"的是電阻刻度線，其右端為零，左端為∞，刻度值分布是不均勻的。符號"-"或"DC"表示直流，"~"或"AC"表示交流，"~"表示交流和直流共用的刻度線。刻度線下的幾行數字是與選擇開關的不同檔位相對應的刻度值。

表頭上還設有機械零位調整旋鈕，用以校正指針在左端零位。

選擇開關

萬用表的選擇開關是一個多檔位的旋轉開關。用來選擇測量項目和量程。

一般的萬用表測量項目包括:"mA";直流電流、"V(-)":直流電壓、"V(~)":交流電壓、"Ω":電阻。每個測量項目又劃分為幾個不同的量程以供選擇。

表筆和表筆插孔

表筆分為紅、黑二隻。使用時應將紅色表筆插入標有"+"號的插孔，黑色表筆插入標有"-"號的插孔。

表頭(指針式)

它是一隻高靈敏度的磁電式直流電流表，萬用表的主要性能指標基本上取決於表頭的性能。表頭的靈敏度是指表頭指針滿刻度偏轉時流過表頭的直流電流值，這個值越小，表頭的靈敏度愈高。測電壓時的內阻越大，其性能就越好。表頭上有四條刻度線，它們的功能如下:第一條(從上到下)標有R或Ω，指示的是電阻值，轉換開關在歐姆擋時，即讀此條刻度線。第二條標有∽和VA,指示的是交、直流電壓和直流電流值，當轉換開關在交、直流電壓或直流電流擋，量程在除交流10V以外的其它位置時，即讀此條刻度線。第三條標有10V,指示的是10V的交流電壓值，當轉換開關在交、直流電壓擋，量程在交流10V時，即讀此條刻度線。第四條標有dB,指示的是音頻電平。

表頭(數字式)

數字萬用表的表頭一般由一隻A/D(模擬/數字)轉換芯片+外圍元件+液晶顯示器組成，萬用表的精度受表頭的影響，萬用表由於A/D芯片轉換出來的數字，一般也稱為3 1/2位數字萬用表,4 1/2位數字萬用表等等。最常用的芯片是ICL7106(3位半LCD手動量程經典芯片，後續版本為7106A,7106B,7206,7240等等),ICL7129(4位半LCD手動量程經典芯片),ICL7107(3位半LED手動量程經典芯片)。

測量線路

測量線路是用來把各種被測量轉換到適合表頭測量的微小直流電流的電路，它由電阻、半導體元件及電池組成

它能將各種不同的被測量(如電流、電壓、電阻等)、不同的量程，經過一系列的處理(如整流、分流、分壓等)統一變成一定量限的微小直流電流送入表頭進行測量。

轉換開關

其作用是用來選擇各種不同的測量線路，以滿足不同種類和不同量程的測量要求。轉換開關一般是一個圓形撥盤，在其周圍分別標有功能和量程。

工作原理

萬用表的基本原理是利用一隻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，所以，必須在表頭上並聯與串聯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。

設計原理

數字萬用表的測量過程由轉換電路將被測量轉換成直流電壓信號，再由模/數(A/D)轉換器將電壓模擬量轉換成數字量，然後通過電子計數器計數，最後把測量結果用數字直接顯示在顯示屏上。

萬用表測量電壓、電流和電阻功能是通過轉換電路部分實現的，而電流、電阻的測量都是基於電壓的測量，也就是說數字萬用表是在數字直流電壓表的基礎上擴展而成的。

數字直流電壓表A/D轉換器將隨時間連續變化的模擬電壓量變換成數字量，再由電子計數器對數字量進行計數得到測量結果，再由譯碼顯示電路將測量結果顯示出來。邏輯控制電路控制電路的協調工作，在時鐘的作用下按順序完成整個測量過程。

選用原則

1、指針表讀取精度較差，但指針擺動的過程比較直觀，其擺動速度幅度有時也能比較客觀地反映了被測量的大小(比如測電視機數據總線(SDL)在傳送數據時的輕微抖動);數字表讀數直觀，但數字變化的過程看起來很雜亂，不太容易觀看。

2、指針表內一般有兩塊電池，一塊低電壓的1.5V,一塊是高電壓的9V或15V,其黑表筆相對紅表筆來說是正端。數字表則常用一塊6V或9V的電池。在電阻檔，指針表的表筆輸出電流相對數字表來說要大很多，用R×1Ω檔可以使揚聲器發出響亮的"噠"聲，用R×10kΩ檔甚至可以點亮發光二極管(LED)。

3、在電壓檔，指針表內阻相對數字表來說比較小，測量精度相比較差。某些高電壓微電流的場合甚至無法測准，因為其內阻會對被測電路造成影響(比如在測電視機顯像管的加速級電壓時測量值會比實際值低很多)。數字表電壓檔的內阻很大，至少在兆歐級，對被測電路影響很小。但極高的輸出阻抗使其易受感應電壓的影響，在一些電磁干擾比較強的場合測出的數據可能是虛的。

4、總之，在相對來說大電流高電壓的模擬電路測量中適用指針表，比如電視機、音響功放。在低電壓小電流的數字電路測量中適用數字表，比如BP機、手機等。不是絕對的，可根據情況選用指針表和數字表。

操作規程

1、使用前應熟悉萬用表各項功能，根據被測量的對象，正確選用檔位、量程及表筆插孔。

2、在對被測數據大小不明時，應先將量程開關，置於最大值，而後由大量程往小量程檔處切換，使儀表指針指示在滿刻度的1/2以上處即可。

3、測量電阻時，在選擇了適當倍率檔後，將兩表筆相碰使指針指在零位，如指針偏離零位，應調節"調零"旋鈕，使指針歸零，以保證測量結果準確。如不能調零或數顯表發出低電壓報警，應及時檢查。

4、在測量某電路電阻時，必須切斷被測電路的電源，不得帶電測量。

5、使用萬用表進行測量時，要注意人身和儀表設備的安全，測試中不得用手觸摸表筆的金屬部份，不允許帶電切換檔位開關，以確保測量準確，避免發生觸電和燒毀儀表等事故。

注意事項

1、在使用萬用表之前，應先進行"機械調零"，即在沒有被測電量時，使萬用表指針指在零電壓或零電流的位置上。

2、在使用萬用表過程中，不能用手去接觸表筆的金屬部分，這樣一方面可以保證測量的準確，另一方面也可以保證人身安全。

3、在測量某一電量時，不能在測量的同時換檔，尤其是在測量高電壓或大電流時，更應注意。否則，會使萬用表毀壞。如需換檔，應先斷開表筆，換檔後再去測量。

4、萬用表在使用時，必須水平放置，以免造成誤差。同時，還要注意到避免外界磁場對萬用表的影響。

5、萬用表使用完畢，應將轉換開關置於交流電壓的最大檔。如果長期不使用，還應將萬用表內部的電池取出來，以免電池腐蝕表內其它器件。

故障排除

數字萬用表也稱萬用表、多用表、多用電錶或三用電錶，是一種多用途的電子測量儀器，一般包含安培計、電壓表、歐姆計等功能。數字萬用表與指針式萬用表相比，具有精度高、速度快、輸入阻抗大、數字顯示、讀數準確、抗干擾能力強，測量自動化程度高等優點而被廣泛應用。但若使用不當，則易造成故障。

數字萬用表故障排除一般應從電源入手。數字萬用表故障排除大致可以按如下方法進行。

1、外觀檢查。

可以用手觸摸電池、電阻、晶體管、集成塊的溫升是否過高。如新裝入的電池發熱，說明電路可能短路。此外，還應觀察電路是否斷線、脫焊、機械損傷等。

2、波形分析。

用電子示波器觀察電路各關鍵點的電壓波形、幅度、周期(頻率)等。例如，如測時鐘振盪器是否起振，若振盪器無輸出，說明內部反相器損壞，也可能是外部元件開路。

3、測量元件參數。

對故障範圍內的元件，進行在線測量或離線測量，應分析參數值。對於電阻在線測量時，應考慮與其並聯的元件的影響。

4、隱性故障排除。

隱性故障是指故障時隱時現，儀表時好時壞的故障。此類故障比較複雜，常見的原因包括焊點虛焊，鬆脫、接插件鬆動，轉接開關接觸不良，元件性能不穩，引線將斷不斷等。此外，還包括一些外界因素所造成的。如環境溫度過高，濕度過大或附近有間歇性的強幹擾信號等等。

5、檢測各級工作電壓。

檢測各點工作電壓，並與正常值比較，首先應保證基準電壓的準確度，最好是使用一塊相同型號或相近似的數字萬用表進行測量、比較。

排除以上可能原因外，數字萬用表損壞還有可能是因為測量檔位的錯誤造成，如在測量交流市電時，測量檔位選擇置於電阻擋，這種情況下表筆一旦接觸市電，瞬間即可造成萬用表內部元件損壞。因此，在使用萬用表測量前一定要先檢查測量檔位是否正確。在使用完畢，將測量選擇置於交流750V或者直流1000V處，這樣在下次測量時無論誤測什麼參數，都不會引起數字萬用表損壞。