数字万用表的使用.doc

1、1数字万用表的应用一、实验目的1 理解数字万用表的工作原理；2 熟悉并掌握数字万用表的主要功能和使用操作方法。二、实验内容1 用数字万用表检测元器件电阻测量、电容测量、二极管检测、三极管检测；2 用数字万用表测量电压和电流直流电压及电流的测量、交流电压及电流的测量。三、实验仪器及器材1 低频信号发生器 1 台2 数字万用表 1 块3 功率放大电路实验板 1 块4 实验箱 1 台5 4700Pf、IN4007、9018 各 1 个四、实验要求1 要求学生自己 查阅有关数字万用表的功能和相关工作原理，了解数字万用表技术指标；2 要求学生能适当了解一些科研过程，培养发现问题、分析问题和解决问题的能力

2、；3 要求学生独立操作每一步骤；4 熟练掌握万用表的使用方法。五、万用表功能介绍（以 UT39E 型为例）1 概述 UT39E 型数字万用表是一种功能齐全、性能稳定、结构新颖、安全可靠、高精度的手持式四位半液晶显示小型数字万用表。它可以测量交、直流电压和交、直流电流，频率，电阻、电容、三极管 值、二极管导通电压和电路短接等，由一个旋转波段开关改变测量的功能和量程，共有 28 档。2本万用表最大显示值为19999，可自动显示“0”和极性，过载时显示“1”，负 极性显示“”，电 池电压过低时， 显示“ ”标志，短路检查用蜂鸣器。2 技术特性A 直流电压：量程为 200mV、2V、20V、200V

3、和 1000V 五档，200mV 档的准确度为（读 数的 0.05 3 个字），2V、20V 和 200V 档的准确度为（读数的0.13 个字）, 1000V 档的准确度为 （读数的 0.155 个字）；输入阻抗，所有直流档为 10M。B 交流电压量程为 2V、20V、200V 和 750V 四档， 2V、20V 和 200V 档的准确度为 （读数的 0.5 10 个字）, 750V 档的准确度为（读数的 0.815个字）；输入阻抗，所有量程约为 2M；频率范围为 40Hz400Hz；显示：正弦波有效值（平均值响应）。C 直流 电流量程为 2mA、200mA 和 20A 三档，2mA 档的准确

4、度为（读数的0.55 个字），200mA 档的准确度为（读数的 0.85 个字）, 20A 档的准确度为（读数的 210 个字）。D 交流电流3量程为 2mA、200mA 和 20A 三档，2mA 档的准确度为（读数的0.810 个字），200mA 档的准确度为（读数的 1.210 个字）, 20A档的准确度为（读数的 2.510 个字）；频率范围为 40Hz400Hz；显示：正弦波有效值（平均值响应）。E 电阻：量程为 200、2k、20k、20M 和 200M 五档。200 档的准确度为（读 数的 0.5 10 个字），2k、20k 和 20M 档的准确度为（读数的 0.31 个字），20

5、0M 档的准确度为 （读数-100）的 510 个字。F 电容测试 ：量程为 2nF、20nF、200nF 和 20F 四档，准确度为（读数的 410个字），测试信号为 400Hz 40mVrms。G 频率测量：量程为 2kHz 和 20kHz 二档，2kHz 档的准确度为（读数的 25个字），20kHz 档的准确度 为（读数的 1.55 个字）。H 三极管 hFE 检测：测试条件为：V CE2.8V，I bo10A，显示值范围 01000。I 短路检测 ：约小于 70 时蜂鸣器发声。3 面板及操作说明（1）显示器 ：四位半数字液晶显示屏（2）数据保持显示：按下“HOLD”键，LCD 上保持显

6、示当前测量值，再按一下弹起该键则退出保持显示。4（3）显示符号：“ ”为数据保持提示符， “”表示显示负的读数，“ ”为电池欠压提示符，“hFE” 为晶体管放大倍数提示，“” 为温度摄氏符号，“ ”为二极管测量提示符， “ ”为电路通断 测量提示符，“ ”为高压提示符。（4）电源开关 ：按下“POWER”，则接通电源，弹起则关断。（5）电容测量插座 ：测量电容时，将电容引脚插入插座中。（6）功能量程开关 ：选择不同的测量功能和量程。（7）“A”插孔（不能 测 量大于 20A 电流） ：当 测量大于 200mA、小于20A 的交、直流电流 时，红表笔应插入此 20A 电流插孔。（8）“mA”插孔

7、 ：当测量小于 200mA 的交、直流电流时，红表笔应插入此电流插孔。（9）“V Hz”插孔 ：当测量交、直流电压、频率、电阻、二极管和短路检测时，红表笔应插入此插孔。（10） 接地公共端“COM”插孔 ：黑表笔始终插入此接地插孔中。（11） hFE 测试插座 ：将被测三极管的集电极、基极和发射极分别插入“C”、“B”、“E” 插孔内，注意区分三极管是 NPN 型还是 PNP 型。4 使用方法（1）准备：按下电源开关，观察液晶显示是否正常，有否电池缺电标志出现，若有则要先更换电池。（2）使用（A）交、直流电流的测量根据测量电流的大小选择适当的电流测量量程和红表笔的插入孔，测量直流时，红表笔接触

8、电压高一端，黑表笔接触电压低的一端，正向电5流从红表笔流入万用表，再从黑表笔流出，当要测量的电流大小不清楚的时候，先用最大的量程来测量，然后再逐渐减小量程来精确测量。（B）交、直流 电压的测量红表笔插入“V Hz”插孔中，根据电压的大小选择适当的电压测量量程，黑表笔接触电路“地” 端， 红表笔接触电路中待测点。特别要注意，数字万用表测量交流电压的频率很低（40400Hz），中高频率信号的电压幅度应采用交流毫伏表来测量。（C）电 阻的 测量红表笔插入“V Hz”插孔中，根据电阻的大小选择适当的电阻测量量程，红、黑两表笔分别接触电阻两端，观察读数即可。特别是，测量在路电阻时（在电路板上的电阻），应

9、先把电路的电源关断，以免引起读数抖动。禁止用电阻档测量电流或电压（特别是交流 220V 电压），否则容易损坏万用表。另外，利用电阻档还可以定性判断电容的好坏。先将电容两极短路（用一支表笔同时接触两极，使电容放电），然后将万用表的两支表笔分别接触电容的两个极，观察显示的电阻读数。若一开始时显示的电阻读数很小（相当于短路），然后电容开始充电，显示的电阻读数逐渐增大，最后显示的电阻读数变为“1”（相当于开路），则说明该电容是好的。若按上述步骤操作，显示的电阻读数始终不变，则说明该电容已损坏（开路或短路）。特别注意的是，测量时要根电容的大小选择合适的电阻量程，例如47F 用 20k 档，而 4.7F

10、则要用 2M 档等等。（D）二极管导通电压检测6在这一档位，红表笔接万用表内部正电源，黑表笔接万用表内部负电源。 红表笔接被测二极管阳极，黑表笔接被测二极管阴时，被测二极管正向导通，万用表显示二极管的正向导通电压，单位是 mV。通常好的硅二极管正向导通电压应为 500mV800mV，好的锗二极管正向导通电压应为 200mV300mV。假若显示“000”，则说明二极管击穿短路，假若显示“1” ，则说明二极管正向不通。若反接，被测二极管反向截止，应显示“1”，若显示“000”或其它值，则说明二极管已反向击穿。此档也可以用来判断三极管的好坏以及管脚的识别。测量时，先将一支表笔接在某一认定的管脚上，另

11、外一支表笔则先后接到其余两个管脚上，如果这样测得两次均导通或均不导通，然后对换两支表笔再测，两次均不导通或均导通，则可以确定该三极管是好的，而且可以确定该认定的管脚就是三极管的基极。若是用红表笔接在基极，黑表笔分别接在另外两极均导通，则说明该三极管是 NPN 型，反之， 则为 PNP 型。最后比较两个 PN 结正向导通电压的大小，读 数较大的是 be 结，读数较小的是 bc 结，由此集电极和发射极都识别出来了。（E）三极管值 hFE 测试首先要确定待测三极管是 NPN 型还是 PNP 型，然后将其管脚正确地插入对应类型的测试插座中，功能量程开关转到 hFE 档，即可以直接从显示屏上读取 hFE

12、 值，若显示“000”，则说明三极管已坏。（F）短路（通断）检测将功能、量程开关转到“ ”位置，两表笔分别接测试点，若有短路（电阻约小于 70），则蜂鸣器会响。六、实验步骤71 用数字万用表检测元器件11 通断 检测：正确选取档位，检测功率放大电路实验板上线路连接是否良好。12 电阻测量：正确选择量程，测量功率放大电路实验板上电阻1R5、1R7 和电位器 W1 的阻值。 （填表 1-1）13 电容检测：正确选择量程，测量给定电容的电容量。 （填表 1-1）14 二极管 检测：正确选取档位，检测给定二极管 1D1、1D2 的好坏。 （填表 1-1）15 三极管检测：正确 选取档位， 检测给定三极

13、管 BG2、BG3 的好坏。 （填表 1-1）2 用数字万用表测量电压和电流21 直流 电压测量：正确选取档位，测量实验箱上直流电源电压Vcc。（填表 1-2）22 直流 电流测量：正确选取档位，测量集成功放电路静态时的总电流 I。（填表 1-2）23 交流电压测量：用信号发生器按表 1-3 所列频率输出幅度为300mVp_p 正弦波加到集成功放输入端 Vin，正确选取万用表交流电压档测量 Vin。（填表 1-3）24 交流电流测量：用信号发生器按表 1-3 所列频率输出幅度为300mVp_p 正弦波加到集成功放输入端 Vin，正确选取万用表交流电流档测量 Iin，并 计算输入阻抗。 （填表

14、1-3）3 频率测量用信号发生器按表 1-4 所列频率输出幅度为 1Vp_p 正弦波，用万8用表测量其频率，若以信号发生器显示频率为实际值，计算测量的绝对误差和相对误差。 （填表 1-4）4 数字万用表检波类型判别自己设计一个实验方案来判别数字万用表测交流电压时的检波类型。七、实验要求1 每个学生 1 份实验报告；2 根据实验 1.1-1.4，说明用万用表检测各种常用元器件的方法；答：电阻、电容元件均是选取正确的档位，先选取大量程逐档进行测量,直接读数即可； 二极管的测量：利用电压档， 在这一档位，红表笔接万用表内部正电源，黑表笔接万用表 内部负电源。红表笔接被测二极管阳极，黑表笔接被测二极管

15、阴时，被测二极管正向导通，万用表显示二极管的正向导通电压，比较小。反之则阻值比较大。因而可以通过正向和反向测量二极管两端的电压来判断。当发现电压极小时，则红表笔对应的一端为二极管阳极，另一端为阴极。三极管的测量： 首先要确定待测三极管是 NPN 型还是 PNP 型，利用测量二极管的电压档来判断三极管的型号。测量时，先将一支表笔接在某一认定的管脚上，另外一支表笔则先后接到其余两个管脚上，如果这样测得两次均导通或均不导通，然后对换两支表笔再测，两次均不导通或均导通，则可以确定该三极管是好的，而且可以确定该认定的管脚就是三极管的基极。若是用红表笔接在基极，黑表笔分别接在另外两极均导通， 则说明该三极

16、管是 NPN 型，反之， 则为 PNP 型。最后比较两个 PN9结正向导通电压的大小，读数较大的是 be 结，读数较小的是 bc 结，由此集电极和发射极都识别出来了。然后将其管脚正确地插入对应类型的测试插座中，功能量程开关转到 hFE 档，即可以直接从显示屏上读取 hFE值。3 根据实验 2.1-1.4，从减小测量误差角度说明如何选取量程；答：1、若事先能够估计出所测元件的值，则选取大于该值且最接近于该值的的量程。2、若事先无法估计元件的值，则应将档位从大到小逐步选取合适的量程。4 估计实验 2.1 的测量误差？答：测量直流电压时误差主要是在电压表的并联分流上。表 12 中的误差分别是 19%

17、，0.078%，0.38%。5 根据实验数据说明所用万用表的频率响应特性；答：由表 31 可知，当频率变化时交流电压、电流基本上不变，亦即万用表随频率变化不明显。八、实验注意事项1 实验前应先预习好。2 注意正确选择量程及红表笔插孔。对未知量进行测量时，应首先把量程调到最大，然后从大向小调，直到合适为此。若显示“1”，表示过截，应加大量程。3 不测量时，应随手关断电源。4 改变量程时，表笔应与被测点断开。5 测量电流时，切忌过载。6 不允许用电阻档和电流档测电压。10表 1-1 电阻、电容、二极管及三极管的检测序号 项 目 选取档位 操作及显示描述 结果/结论11测量 1R5 200 直接测量

18、，显示不太稳定 10.35测量 1R7 20K 直接测量，显示不太稳定 5.03512测量 W1 2M 测 1R5,1R7，W1 的总值，从而得出 W1 的值 0.169713 检测给定电容 20nF 直接测量，显示不太稳定 4.56014 检测给定二极管 2V 直接测量，显示不太稳定 0.26115 检测给定三极管 2V,hFE 区分好三极管型号后，将其插入万用表中的三极管测量处。 NPN 型 121.5 (放大倍数）表 1-2 直流电压及直流电流测量序号 项目 测量 1（+5V） 测量（+9V） 测量（+12V）1 选取万用表电压档位 20V 20V 20V2 测得直流电源电压 U（V）

19、5.068 9.007 11.9543 选取万用表电流档位 200mA 200mA 200mA4 集成功放电路静态时总电流 I（mA） 7.62 16.05 22.765 集成功放电路静态功耗 P（W） 0.0386 0.1446 0.2721表 1-3 交流电压及交流电流测量信号发生器输出电压 u（mVp_p） 300序号 信号频率（Hz）选取万用表电压档位万用表指示Vin值（V）选取万用表电流档位万用表指示Iin值（mA）输入阻抗（ ）1 50 交流 2V 0.1063 交流 2mA 0.0001 10630002 100 交流 2V 0.1061 交流 2mA 0.0007 151571

20、3 200 交流 2V 0.1058 交流 2mA 0.0012 881674 400 交流 2V 0.1051 交流 2mA 0.0008 1313755 500 交流 2V 0.1048 交流 2mA 0.0006 1746676 600 交流 2V 0.1045 交流 2mA 0.0005 2090007 1k 交流 2V 0.1031 交流 2mA 0.0002 5155008 5k 交流 2V 0.0878 交流 2mA 0.0001 878000表 1-4 频率测量信号发生器输出电压 u（Vp_p） 1序号 信号频率（Hz）选取万用表频率档位 万用表指示 f 值（Hz）绝对误差 相对误差1 50 2K 50.8 8 16%2 500 2K 501.4 1.4 0.28%3 1000 2K 1002.9 2.9 29%4 2000 20K 2004 4 0.2%5 5000 20K 5003 3 0.06%6 10000 20K 10010 10 0.1%7 20000 超量程