万用表使用的十点经验
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万用表使用的十点经验
尽管数字式 万用表具有显示直观,精确度高,功能全的特点,但由于它不适于测连续变化的电量且价格较模拟式指针万用表贵,因此模拟式指针万用表仍在广泛使用。本文向初学者介绍万用表(模拟式)使用的十点经验。正确使用不仅可以获得准确的测试数据,还可使万用表避免损坏。
1、使用前必须看清楚功能转换开关是否处在所测电量相应的位置,表笔是否在相应的插孔内。
2、根据表头上"接地"或""箭头"" 符号的要求,将万用表垂直或水平放置若指针不指在刻度尺起点上应先进行机械零位的调整。
3、根据被测电量的大小选择合适的量程。测电压,电流时应尽量使指针偏转到满度的1/2以上,这样可减少测试误差。如不知道被测量的大小,可先用最大量程测量然后逐步减小量程,直至指针有较大偏转为止。但在测试高电压(100伏以上)或大电流(0。5安以上0时不应带电改变量程,否则,有可能使转换开关接点打火烧烛。
4、测直流电压或直流电流时要注意被测量的极性。如不知道被测两点电压的高低,可将两表笔短暂试碰这两点,根据指针冲击的方向判定电位的高低,后再测量。
5、测交流电压时,要了解交流电压频率是否在万用表工作频率范围内,一般万用表工作频率范围为45-1500Hz。超出1500Hz ,测量读数值将急剧偏低。交流电压刻度是针对正弦波有效值来刻度的,因此万用表不能用于测三角波,方波锯齿波等正弦波电压。当交流电压中叠加有直流电压时,应串一只耐压值足够的隔直电容再测量。
6、测某一负载上电压时,要考虑万用表内阻是否远大于负载电阻,若否由于万用表的分流作用,读数值就会远低于实际值,这时就不能直接用万用表测试,应改用其它方法。万用表电压挡内阻等于电压灵敏度乘满度电压值,如MF -30万用表在DC100伏挡电压灵敏度为5千欧,该挡内阻是500千欧。一般来说,低量程挡内阻小,高量程挡内阻大,当用低压挡测试某一电压因内阻较小致使分流作用较大时,不妨改用高量程测试,这样,虽然指针偏转角度较小,但由于分流作用小,有可能反而精度更高。测电流也有类似情况,万用表作电流表用时,大量程挡内阻小以小量程挡内阻。
7、测电阻时每次换挡都得 调零。万用表电阻刻度的几何中心的数值乘电阻挡的倍率即为该挡的中值电阻,它等于万用表在该挡的内阻。常见的中心刻度值有8。10。12。13。16。20。24。25。30。60。75等多种。电阻刻度是非线性的,使用时要选择合适的挡位使指针尽量指在中心附近,通常在0。1Ro-10Ro(Ro-----中值电阻)范围内读数较准,在此范围外误差较大。例如MF10万用表中心刻度值13,在Rx10千欧挡Ro =130千欧时,该挡适于测13千欧-1。
3兆欧的电阻。
8、万用表测电阻时红表笔是接表内电池负极的,黑表笔是接表内电池正极的。这样做的目的是使万用表不论测电压,电流或电阻时,电流均统一由红表笔进,黑表笔出,表针均可正常顺向偏转,不致反打。记住红表笔接电池负极,黑表笔接正极对于检查有极性的元件如晶体三极管,二极管,电解电容器是有用的。
9、用电阻挡检查大容量的电容器时,应先使电容器放电以免其残流电压损坏万用表。测试线路上的电阻应将电阻的一端脱开,以避免线路上其它电阻的影响。禁止用电阻挡测正在工作的电路上的电阻。
10、测量完毕,量程开关应旋至电压最高挡,以防下次使用时不慎烧表。有"黑点"或"OFF"标记的应将开关旋至这个位置,使测量机构短路。
数字万用表应急测量在线电阻的方法
当前只有少数几种数字万且表,如DT860B和DT960T型数字万用表,增设有低功率测电阻挡(其符号为“LOΩ”或“LOW OHM”),因而适用于测量在线电阻,而很多数字万用表,如DT830系列和DT890系列等数字万用表,都没有这种测试功能。本文介绍一种加载降压测量法,能使没有在线电阻测量功能的数字万用表也能应急测量在线电阻。用这种方式测量在线电阻时,不必更改数字万用表的内部线路和元器件,所以在一定的实用价值。下面以DT830A型数字万用表为便介绍加载降压测量法的原理及其注意事贡。
基本测量原理
在陈述加载降压测量法之前,要先介绍比例法测量电阻的原理。比例法测量电阻原理图如图1所示。图中线框内部分为万用表内部电路。从图中可看出,将被测电阻Rx接在万用表两端,相当于将Rx与基准电阻Ro串联后接在集成块TSC7106的V+引脚与COM引脚之间。将万用表拨到电阻挡后,TSC7106的基准电源Eo向Ro和Rx提供测试电流I,Ro上的压降VRo提供测试电压VRX,并作为集成块TSC7106的基准电压VREF,而VRX又是输入电压VIN。输入电压VIN与基准电压的关系式为:VIN/VRO=VRX/VRO=RX/RO,由该式求得RX=RO/VRO.VRX,VRX=RX/RO.VRO。这就是比例法测量电阻的基本原理。由VRX=RX/RO.VRO不难看出,在万且表的同一电阻挡,若被测电阻越小,其两端的测试电压也越小,短路时,即万用表显示“000”时,被测电阻RX=0,则测试电压VRX=0;反之,随着被测电阻RX的不断增大,其两端的测试电压VRX也随之增大。当万用表显示“1000”时,即RX=RO时,测试电压VRX=VRO。当被测电阻达到RX=2RO,即满量程时,显示溢出符号“1”,此时被测电阻两端的测试电压VRX=2VRO。当被测电阻开路时,其测试电压达到最大值约0.65V(典型值)。由于DT830A型数字万用表各电阻挡的开路电压(空载输出电压)约为0.65V,所以不能直接测量在线电阻,因为这样高的测试电压足以便被测电路中的硅管(在正向测量时)趋于导通,从而影响测量经果。根据被测电阻与测试电压之间的变化规律不难想到:若我们在测量在线电阻之前,先在数字万用表的V/Ω与COM插孔之间,即两表笔之间,跨接一个电阻R1,也就是预先中一个负载电阻,把数字万且表在该电阻挡的测试电压降下来。只要R1的阻值选得合适,就能使其最大测试电压被限制在0.3V以下(不大于0.3V)。鉴于目前国内外普遍使用硅管,锗管极少见,而硅管在0.35V电压下仍处于截止状态,因此可以忽略硅管对被测电路的并联作用(可将硅管视为开路),所以这种方法能够用来测量晶体管在线电阻,这就是加载降压测量法。用此方法测量在线电阻时,各电阻挡的最大测试电压距上限0.35V应留有一定的余量,通常取最大测试电压小于等于0.3V。)用加载降压测量法测量在线电阻的电路连接如图2所示。
设被测在线电阻为RX,数字万用表的显示值为R,加载电阻为R1(取实测值)。显然,R、RX和R1三者的关系式为R=R1.RX/(R1+RX),所以被测在线电阻RX=R1.R/(R1-R),由此式即可算出被测在线电阻值。但各电阻挡的加载电阻R1的阻值取多大合适呢?笔者按图3所示的电路进行实验,以选取R1的合适阻值。连接如图3所示,实验数据如附表所列。由厂家提供的DT830A数字万用表各电阻挡的开路电压为0.65V或小于0.7V。
由附表可以看出,DT830A数字万用表的200Ω挡对R1取值范围要求最宽松,2kΩ朱如何要R1≤1.76kΩ就能满足要求,其他高挡对R1的取值就不一、一列举了。为了便于记忆和方便用,200Ω挡和2kΩ挡一般取R1=RO(或0.1R0≤R1≤R0)而对于2kΩ以上各电阻挡通常取0.1R0≤R1≤0.75R。R1的取值不能太小,否则将影响该电阻挡的测量范围。若R1取得太小,则RX>>R1,从而使R与R1的数值非常接近,这样会使测量误差明显增大(因为数字万用表本身存在±1个字的误差),所以通常取R1的下限为0.1Ro。对于DT830A型数字万用表,只要按照上述要求合理选取R1,就可以使各电阻挡的最大测试电压被限制在0.3V以下,从而能满足测量在线电阻的要求。加载降压测量法对于其它型号的数字万用表同样适用。
附表
200Ω
电阻挡
(R0=100Ω) 加载电阻R1 0Ω(短路) 100.0Ω 150.0Ω 190.0Ω 199.9Ω 开路
测试电压 0V 48.10mV 69.73V 85.98mV 89.83mV 0.6847V
2kΩ
电阻挡
(R0=1kΩ) 加载电阻R1 0Ω 0.500kΩ 1.000kΩ 1.761kΩ 1.999kΩ 开路
测试电压 0V 0.1253V 0.2130V 0.3000V 0.3212V 0.6815V
20kΩ
电阻挡
(R0=10kΩ) 加载电阻R1 0Ω 5.00kΩ 8.81Ω 10.00kΩ 19.99kΩ 开路
测试电压 0V 0.2106V 0.3000V 0.3217V 0.4369V 0.6819V
200kΩ
电阻挡
(R0=100kΩ) 加载电阻R1 0Ω 50.0kΩ 79.4kΩ 100.0kΩ 199.9kΩ 开路
测试电压 0V 0.2256V 0.3000V 0.3388V 0.4525V 0.6744V
2MΩ
电阻挡
(R0=1MΩ) 加载电阻R1 0Ω 0.500MΩ 0.785MΩ 1.000MΩ 1.999MΩ 开路
测试电压 0V 0.2261V 0.3000Ω 0.3398V 0.4540V 0.6193V
20MΩ
电阻挡
(R0=10MΩ) 加载电阻R1 0Ω 5.00MΩ 7.50MΩ 10.00MΩ 19.99MΩ 开路
测试电压 0V 0.2268V 0.2923V 0.3415V 0.4548V (*空缺)
*注:该表参数用DT830A型数字万用表测得,
受此表直流电压挡输入电阻100MΩ所限,此项空缺
使用注意事项
使用载降压测量法应注意的以下几点:
(1)不同型号数字万用表电阻挡的满量程测试电压以及开路电压有所不同,所以加载电阻R1的取值范围应由实验来确定。
(2)操作时应先在数字万用表V/Ω与COM插孔之间跨接好加载电阻R1并由数字万用表在该电阻挡读出R1的实测值后方可进行在线电阻的测量。不能先接被测电路后并联电阻R1,这会因数字万用表电阻挡的测试电压较高而便被测线路中的硅管趋于导通而失去测量意义(产生较大的测量误差)。所以,这个顺序不能颠倒。
(3)由于一般的电路中与晶体管发射结、集电结相并联的电阻阻值多为kΩ~几百kΩ,而几十欧姆的很少,所以在线测量时通常先将数字万用表置中阻挡,即200kΩ挡(此挡的分辨率为0.1kΩ)或20kΩ挡。若测得R=R1.RX/(R1+RX)为O或很小,则说明被测电路有短路故障(RX=0)或量程偏高,此时应改用低阻挡(2kΩ挡)细测。若测得R=R1.RX/(R1+RX)与R1很接近,则说明被测电路可能存在开路故障(RX=∞)或量程偏低,应换用高阻挡(2WΩ挡)复测。
(4)在线测量一般很少用200Ω电阻挡和20MΩ挡。因为加载电阻R1与被测电阻RX并联,实际上已经扩展了电阻挡的测量范围,提高了测量高阻的能力,所以一般使用2MΩ挡已经足够了。另外,由于2kΩ挡的分辨率为1Ω,用该挡判断被没电路的在线晶体管是否存在短路击穿也已够用了。一般情况不仅用三只加载电阻就能满足测量在线电阻的需要。以DT830A型数字万用表为例,其2kΩ挡取R1=R0=1kΩ,200kΩ挡取R1=0.47RO=47kΩ,2MΩ挡取R1=0.47R0=470kΩ。当然我们也可以用一只470kΩ的电位器代替以上三只加载电阻。