数字万用表结构与原理.pdf

1、数字万 用表结构与原 理 数字万 结构 Minami Acoustics Limited Prepared By: Checked By: Approved By: Approved By: Doc. No: Date: Rev: One-Stop Acoustic Solution Partner第 一 第 一 节 节 万用表分 万用表分 类 类 第 第 节 节 万用表分 万用表分 类 类 万用表是万用电表的简称 也称为多用表 是 种多功能 多量程的测试仪 表 它 万用表是万用电表的简称，也称为多用表，是一种多功能、多量程的测试仪 表。它 可以用来测量电压 电流 电阻的大小和方向 也可测量元

2、器件的好坏 电参数等 可以用来测量电压 、电流、电阻的大小和方向，也可测量元器件的好坏、电参数等。 由于万用具有使用方便 体积小 量程广等优点 因而得以广泛应用 品种和型号 由于万用具有使用方便、体积小、量程广等优点，因而得以广泛应用。品种和型号 繁多， 但基本上可分为指针式和数字式两种。本教材只讲数字式。 繁多， 但基本上可分为指针式和数字式两种。本教材只讲数字式。第二 第二节 节 数字 数字 式 万 用表的 式 万 用表的 结 结 构 构 第 第 节 节 数字 数字式用 表 的 式用 表 的 结 结 构 构 1. 外形结构 主要包括液晶显示器、电源开关、三极管hFE 插口、转换开关、输入插

3、孔等。各 组成部分作用如下： （1 ）液晶显示器：显示范围为1999 -1999 ，如果被测信号（电压或电流）是 负值，显示值前会出现“- ”；如果被测信号是正值，显示值前不出现任何符号； 如果被测量值超出测量范围，显示值就显示“1 ”（正超量程）或“-1 ”（负超 量程）。 （2 ）电源开关：当电源 开关在“ON ”时，仪表接通9V 电源，当开关在“OFF ” 时 切断9V 电源 时， 切断9V 电源。 （3 ）三极管hFE 插口：测量NPN 和PNP 三极管的hFE 值。 （4 ）输入插孔：有4 个输入插孔，其中“V ”与“COM ”是测量电压和电阻 的输入插孔 “ A ”与“COM ”是

4、测量0 200 A 之间电流的输入插孔 的输入插孔 ；“mA ”与“COM ”是测量0 200mA 之间电流的输入插孔； “10A ”与“COM ”是测量200mA 10A 之间电流的输入插孔。第二 第二节 节 数字 数字 式 万 用表的 式 万 用表的 结 结 构 构 第 第 节 节 数字 数字式用 表 的 式用 表 的 结 结 构 构第二 第二节 节 数字 数字 式 万 用表的 式 万 用表的 结 结 构 构 第 第 节 节 数字 数字式用 表 的 式用 表 的 结 结 构 构 2. 基本结构 数字万用表是 个3 数字电压表和 些电流 电压 电阻等电参数的测量电路 数字万用表是 一个3 数

5、字电压表和一些电流、电压、电阻等电参数的测量电路 组成的。选择测量档位是通过接通相应的转换开关来完成的。 直流电压测量电路 直流电压测量电路 交流电压测量电路 转换开关K 。 。 直流电流测量电路 3 数字电压表 转换开关K 。 。 。 。 交流电流测量电路 极管测量电路 。 。 二极管测量电路 三极管hFE 测量电路 极管 测量电路第三 第三节 节 数字 数字 式 万用表的基本 式 万用表的基本测 测 量原理 量原理 第 第 节 节 数字 数字 式 用 表的基本 式 用 表的基本 测 测 量原 量原 数字万用表具有测量交直流电压 交直流电流 二极管 三极管hFE 电阻 电 数字万用表具有测量

6、交直流电压、交直流电流、二极管、三极管hFE 、电阻、电 容、电感等功能。 1. 测量直流电压： 电压表的满度输入电压 为200mV 所以在测量200mV 以上时，必须经过衰减网 电压表的满度输入电压 为200mV , 所以在测量200mV 以上时，必须经过衰减网 络进行电压衰减。在2V 、20V 、200V 、1000V 四个量程中，输入电压分别衰减 了10 、100 、1000 、10000 倍。第三 第三节 节 数字 数字 式 万用表的基本 式 万用表的基本测 测 量原理 量原理 第 第 节 节 数字 数字 式 用 表的基本 式 用 表的基本 测 测 量原 量原 2 测量交流电压 ： 2

7、. 测量交流电压 ： 与测量直流电压原理类似。第三 第三节 节 数字 数字 式 万用表的基本 式 万用表的基本测 测 量原理 量原理 第 第 节 节 数字 数字 式 用 表的基本 式 用 表的基本 测 测 量原 量原 3 测量直流电流 ： 3. 测量直流电流 ： 通过分流电阻变换成直流电压，将直流电压送入万用表中，达到测直流电流的 目的。五个量程分别对应分流电阻。第三 第三节 节 数字 数字 式 万用表的基本 式 万用表的基本测 测 量原理 量原理 第 第 节 节 数字 数字 式 用 表的基本 式 用 表的基本 测 测 量原 量原 4 测量交流电流 ： 4. 测量交流电流 ： 与测量直流电流电

8、路原理类似。第三 第三节 节 数字 数字 式 万用表的基本 式 万用表的基本测 测 量原理 量原理 第 第 节 节 数字 数字 式 用 表的基本 式 用 表的基本 测 测 量原 量原 5 测量电阻 ： 5. 测量电阻 ： A/D 转换器输出28V 的稳定基准电压 加在标准电阻和被测电阻上 则 A/D 转换器输出2.8V 的稳定基准电压，加在标准电阻和被测电阻上 ，则： Ux=RxI Uj=RjI 可得 Ux=Rx/Rj Uj Uj=2.8V Rj 为标准电阻，Ux 与Rx 成正比，Ux 送入万用表便可达到测量电阻的 目的。 当Rx=Rj 时，显示为1000 ；当Rx=2Rj 时，显示为2000

9、 ，满量程溢出，也就是 d=1000Rx/Rj 。 有200 、2K 、20K 、200K 、2M、20M 六档，对应Rj 为100 、1K 、10K 、 100K 、1M、10M 。第三 第三节 节 数字 数字 式 万用表的基本 式 万用表的基本测 测 量原理 量原理 第 第 节 节 数字 数字 式 用 表的基本 式 用 表的基本 测 测 量原 量原 6 测量二极管 ： 6. 测量二极管 ： 二极管正向导通电压硅管 0.6 0.7V ，锗管为0.2 0.3V 加在R2 、R3 的分压器 上，进行10 倍衰减输出电压为55 70mV 或15 30mV 。当二极管反接时，处 于截止状态，此时R3

10、 两端电压为Ur3=2.8V/R1+R2+R3 R3 =2.8V/2+270+30 30 =270mV第三 第三节 节 数字 数字 式 万用表的基本 式 万用表的基本测 测 量原理 量原理 第 第 节 节 数字 数字 式 用 表的基本 式 用 表的基本 测 测 量原 量原 7 测量三极管hFE 值： 7. 测量三极管hFE 值： 调节电位器W ，使Ib=10uA, 则hFE=Ic/Ib Ie/Ib=U0/R3/Ib=U0/IbR3, 即 10 10 -3 10hFE=0.1hFE(mV) 。 () U0 与被测三极管hFE 值成正比，将U0 送入万用表便可测量。第三 第三节 节 数字 数字 式

11、 万用表的基本 式 万用表的基本测 测 量原理 量原理 第 第 节 节 数字 数字 式 用 表的基本 式 用 表的基本 测 测 量原 量原 7 测量三极管hFE 值： 7. 测量三极管hFE 值： 调节电位器W ，使Ib=10uA, 则hFE=Ic/Ib Ie/Ib=U0/R3/Ib=U0/IbR3, 即 10 10 -3 10hFE=0.1hFE(mV) 。 () U0 与被测三极管hFE 值成正比，将U0 送入万用表便可测量。第四 第四节 节 常用元器件的 常用元器件的 测 测 量 量 第 第 节 节 常用元器件的 常用元器件的 测 测 量 量 1 电阻的测量 ： 1. 电阻的测量 ： 判

12、断电阻的好坏，根据电阻标称值把万用表调到相应量程，测量电阻两端，若 显示值为无穷大，说明电阻已坏；若有一定的显示值，说明是好的。若需准确 测量请注意： 选用合适的档位 如果用高档位测量小阻值 测量精度会降低 选用合适的档位 ，如果用高档位测量小阻值，测量精度会降低。 两只手不能同时碰触被测电阻两端，因有人体电阻并联影响测量精度。 测量前短接两表笔看万用表内阻（包括表笔）是否为零或更小。第四 第四节 节 常用元器件的 常用元器件的 测 测 量 量 第 第 节 节 常用元器件的 常用元器件的 测 测 量 量 2 电容的测量 ： 2. 电容的测量 ： 用电容档直接测量，在使用前将电容档调零再测量。

13、用电阻档测量时 显示从“000 ”变化到“1 ”表示溢出 说明电容是好的 用电阻档测量时 ，显示从“000 ”变化到“1 ”表示溢出，说明电容是好的。 一般情况下，用高电阻档测量小电容，用低电阻档测量大电容。原因是高电阻 档充电电流小，对于小电容有较长充电时间，有利于正确判断；同理，用低电 阻档测量大电容 在能正确判断的情况下 缩短检测时间 阻档测量大电容 ，在能正确判断的情况下，缩短检测时间。第四 第四节 节 常用元器件的 常用元器件的 测 测 量 量 第 第 节 节 常用元器件的 常用元器件的 测 测 量 量 3 二极管的测量 ： 3. 二极管的测量 ： 将万用表调到二极管档 两只表笔分别

14、接到被测二极管的两个管脚上 若显示 将万用表调到二极管档，两只表笔分别接到被测二极管的两个管脚上。若显示 为0.15 0.7V 为好的。处于正向导通状态。且红表笔接的是正极，黑表笔接的 是负极。反之显示为“1 ”，表示溢出，处于截止状态。需交换表笔如上检测电 压为0.15 0.7V 为好的。 压为 为好的 如果显示为“1 ”，交换表笔测量还是 为“1 ”，说明二极管击穿。 如果显示为“000 ”，交换表笔测量还是为“000 ”，说明二极管内部已短路。 正向导通电压为0.6 0.7 是硅管，0.2 0.3 是锗管。第四 第四节 节 常用元器件的 常用元器件的 测 测 量 量 第 第 节 节 常用

15、元器件的 常用元器件的 测 测 量 量 4 三极管的测量 ： 4. 三极管的测量 ： 将万用表打到二极管档来测量。 检测NPN 型三极管的好坏 用红表笔接基极b 黑表笔接发射极e 如果显示 检测NPN 型三极管的好坏：用红表笔接基极b ，黑表笔接发射极e ，如果显示 值 0.15 0.7V 之间，说明发射结正向导通。交换表笔显示“1 ”，表明溢出，处 于截止状态，说明发射结是好的。 如果交换表笔 经两次测量显示为“000 ” 表明内部短路（即击穿） 如果交换表笔 ，经两次测量显示为 000 ，表明内部短路（即击穿）。 如果交换表笔，经两次测量显示为“1 ”，表明内部断路（即开路）。 用红表笔接

16、基极b ，黑表笔接集电极c，如果显示值 0.15 0.7V 之间，说明集 电结正向导通 。交换表笔显示“1 ”，表明溢出，处于截止状态 ，说明集电结是 电结正向导通 。交换表笔显示 1 ，表明溢出，处于截止状态 ，说明集电结是 好的。 如果交换表笔，经两次测量显示为“000 ”，表明内部短路（即击穿）。 如果交换表笔 ，经两次测量显示为“1 ”，表明内部断路 （即开路）。 如果交换表笔 ，经两次测量显示为 1 ，表明内部断路 （即开路）。 通过以上测量 ，如果发射结和集电结是好的，说明NPN 三极管是好的。 PNP 型三极管与NPN 型检测原理雷同。第四 第四节 节 常用元器件的 常用元器件的

17、 测 测 量 量 第 第 节 节 常用元器件的 常用元器件的 测 测 量 量 5 电压的测量 ： 5. 电压的测量 ： 注意选择AC 或DC ，将万用表调到电压档。 如果在低电压档输入高电压，会损坏万用表。测量方法：从最高档依次手动换 档 逐步提高测试灵敏度 最后换到所需电压档 档， 逐步提高测试灵敏度，最后换到所需电压档。 当电压高于安全电压时， 为了人身安全，请单手操作。如果红表笔接被测电压 负极，黑表笔接电压正极，则显示负的电压值；交换表笔则显示正电压值。 例如 ：测量扫频仪听音电压0 31V 是否正确时 就将万用表打在AC 2 档位测量 例如 ：测量扫频仪听音电压0.31V 是否正确时

18、，就将万用表打在AC 2 档位测量。第四 第四节 节 常用元器件的 常用元器件的 测 测 量 量 第 第 节 节 常用元器件的 常用元器件的 测 测 量 量 6 电流的测量 ： 6. 电流的测量 ： 注意选择AC 或DC ，将万用表调到电流档。 测量200mA 以下的直流电流时，用mA 插孔和COM 插孔，然后串到被测电路中。 测量200mA 以上的直流电流时 用10A 插孔与COM 插孔 然后串到被测电路中 测量200mA 以上的直流电流时，用10A 插孔与COM 插孔，然后串到被测电路中。 测量电流万用表有过流保护和过压保护功能。 测量方法：从最高档依次手动换档，逐步提高测试灵敏度，最后换到所需电流档。 如果电流从红笔端进入，黑表端出来，显示为正值，反之为负值。 如果电流从红笔端进入，黑表端出来，显示为正值，反之为负值。