万用表原理及使用

2015-05-18 11:48:03来源: ednchina
万用表”是万用电表的简称,它是我们电子制作中一个必不可少的工具。万用表能测量电流、电压、电阻、有的还可以测量三极管的放大倍数,频率、电容值、逻辑电位、分贝值等。万用表有很多种,现在最流行的有机械指针式(模拟式)的和数字式的万用表。它们各有优点。

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下面我们介绍一些机械指针式万用表的原理和使用方法。

机械指针式万用表的基本原理


万用表的基本原理是利用一只灵敏的磁电式直流电流表(微安表)做表头。当微小电流通过表头,就会有电流指示。但表头不能通过大电流,所以,必须在表头上并联与串联一些电阻进行分流或降压,从而测出电路中的电流、电压和电阻。下面分别介绍。
·测直流电流原理。
如图1a所示,在表头上并联一个适当的电阻(叫分流电阻)进行分流,就可以扩展电流量程。改变分流电阻的阻值,就能改变电流测量范围。
·测直流电压原理。
如图1b所示,在表头上串联一个适当的电阻(叫倍增电阻)进行降压,就可以扩展电压量程。改变倍增电阻的阻值,就能改变电压的测量范围。
 

·测交流电压原理。
如图1c所示,因为表头是直流表,所以测量交流时,需加装一个并、串式半波整流电路,将交流进行整流变成直流后再通过表头,这样就可以根据直流电的大小来测量交流电压。扩展交流电压量程的方法与直流电压量程相似。
·测电阻原理。
如图1d所示,在表头上并联和串联适当的电阻,同时串接一节电池,使电流通过被测电阻,根据电流的大小,就可测量出电阻值。改变分流电阻的阻值,就能改变电阻的量程。

注意: 指针式电压表,电流表 不需要电池,电阻表需要安装电池。

测量电阻:--先将表棒搭在一起短路,使指针向右偏转转,随即调整“Ω”调零旋钮,使指针恰好指到0。然后将两根表棒分别接触被测电阻(或电路)两端,读出指针在欧姆刻度线(第一条线)上的读数,再乘以该档标的数字,就是所测电阻的阻值。例如用R*100挡测量电阻,指针指在80,则所测得的电阻值为80*100=8K。由于“Ω”刻度线左部读数较密,难于看准,所以测量时应选择适当的欧姆档。使指针在刻度线的中部或右部,这样读数比较清楚准确。每次换档,都应重新将两根表棒短接,重新调整指针到零位,才能测准。

测量直流电压:--首先估计一下被测电压的大小,然后将转换开关拨至适当的V量程,将正表棒接被测电压“+”端,负表棒接被测量电压“-”端。然后根据该挡量程数字与标直流符号“DC-”刻度线(第二条线)上的指针所指数字,来读出被测电压的大小。

测量交流电压:--测交流电压的方法与测量直流电压相似,所不同的是因交流电没有正、负之分,所以测量交流时,表棒也就不需分正、负。读数方法与上述的测量直流电压的读法一样,只是数字应看标有交流符号“AC”的刻度线上的指针位置。

注意:测量直流电压和直流电流时,注意“+”“-”极性,不要接错。


数字式万用表的基本原理

 

数字表的核心是它的A/D转换器,也就是模数转换器,将被测量的模拟信号变为数字信号给LCD液晶屏显示。

数字表有三个转换电路: I/V转换电路(电流转换电压电路) R/V转换电路(电阻转换电压电路) C/V转换电路(电容转换电压电路),也就是说,不过测量什么信号始终要把这个信号转换为直流电压信号来给A/D处理显示。 

测量电阻,将被测量的电阻值转换为直流电压信号给A/D处理显示。

测量电流,将被测量的电流值转换为直流电压信号给A/D处理显示。

测量电容,将被测量的电容量转换为直流电压信号给A/D处理显示。

数字电流表其实内部是一个电压表,其测量电流的手段是通过测量内部取样电阻上的电压,该取样电阻串联在你要测量的电路中,其阻值根据档位的不同而不同。所以当测量电流时,该取样电阻必然会带来压降,FLUKE 17B测量电流时的最大压降=100*4000uA=0.4V。
数字万用表原理图如下


注意:数字万用表,无论测电压,电流还是电阻,必须安装电池,因为AD工作,LCD显示,必须有电源供电。 指针万用表与数字万用表的比较 指针式与数字式万用表各有优缺点。 1、指针万用表是一种平均值式仪表,它具有直观、形象的读数指示。(一般读数值与指针摆动角度密切相关,所以很直观)。 2、数字万用表是瞬时取样式仪表。它采用0.3秒取一次样来显示测量结果,有时每次取样结果只是十分相近,并不完全相同,这对于读取结果就不如指针式方便。 3、指针式万用表一般内部没有放大器,所以内阻较小,比如MF-10型,直流电压灵敏度为100千欧/伏。MF-500型的直流电压灵敏度为20千欧/伏。   4、数字式万用表由于内部采用了运放电路,内阻可以做得很大,往往在1M欧或更大。(即可以得到更高的灵敏度)。这使得对被测电路的影响可以更小,测量精度较高。  5、指针式万用表内部结构简单,所以成本较低,功能较少,维护简单,过流过压能力较强。  6、数字式万用表内部采用了多种振荡,放大、分频保护等电路,所以功能较多。比如可以测量温度、频率(在一个较低的范围)、电容、电感,做信号发生器等等。  

关键字:万用表  模数转换器

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2015/0518/article_11807.html
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