实训一 万用表的使用与电流、电压的测量
万用表是常用的电工测量仪表。电流、电压的测量属于最基本的电工测量。通过本实训,掌握电流与电压的测量方法,熟悉万用表转换开关的功能,掌握万用表的使用方法。
一、万用表的使用
万用表是一种多用途、多量程的便携式电工测量仪表,常用的有模拟式(指针式)和数字式两大类,如实训图1-1所示。
实训图1-1 万用表
模拟式万用表采用指针指示,能方便、直观地观测被测量物理量的数值及被测量物理量的变化情况;而数字式万用表采用数码显示,读数快捷、方便,抗干扰能力强等。
使用万用表时应注意以下几点。
(1)使用前要仔细阅读使用说明书,了解转换开关的功能。
(2)对于模拟式万用表,测量前要先进行机械调零(用螺丝刀调整机械调零旋钮)。
(3)要正确插接表笔。使用时,应首先插对两支表笔的位置。对于模拟式万用表,将红表笔与“+”极插孔相连,将黑表笔与“−”(或“*”)极插孔相连。测量直流量时,要注意正、负极性,以免损坏仪表。测量电流时,仪表应串联在被测电路中;测量电压时,仪表应并联在被测电路两端。
(4)要正确选择测量挡位。测量挡位包括测量对象和量程。严禁用电流挡去测量电压,否则,会造成短路事故而使仪表损坏。对于模拟式万用表,选择电流或电压量程时,最好使指针处在刻度尺的后1/3段,这样做是为了尽量减小测量误差。测量时,当不能确定被测量物理量的大小时,应先将转换开关转至对应的最大量程挡,然后根据读数逐步减小至合适的量程。
(5)要正确读数。模拟式万用表的刻度盘上有多条刻度尺,分别用于不同的测量对象,所以测量时要在对应的刻度尺上读数,同时应注意刻度尺读数和量程的配合。
(6)要注意操作安全。测量时不能用手接触表笔的导电部分。在进行高电压或大电流测量时,必须注意人身和仪表的安全,严禁带电操作转换开关,以防产生电弧,损坏转换开关。
(7)对于模拟式万用表,测量结束后,应将转换开关置于空挡或交流电压最大量程挡,以防下次测量时由于疏忽而损坏万用表。对于数字式万用表,测量时将电源开关拨至“ON”位置,每次使用完毕应将电源开关拨至“OFF”位置,以延长电池使用寿命,若显示欠压信号“←”,则需更换电池。
二、电流与电压的测量
1.电流的测量
(1)对于交流、直流电流,应分别用交流、直流电流表(或万用表交流、直流电流挡)进行测量。下面对用电流表测量进行介绍。
(2)电流表应串联接入被测电路。若错接成并联,则会造成电路短路,烧毁电流表。在测量较高电压电路的电流时,电流表应接在电路的低电位端,以保证操作人员的安全。电流表测量电路如实训图1-2所示。
实训图1-2 电流表测量电路
(3)对于直流电流表,应注意其极性,使电流从“+”极流入,从“−”极流出。否则,指针会反转,有可能撞弯指针。
(4)应正确选择电流表的量程(即测量范围)。所选量程应大于被测电流值,否则,有可能损坏仪表。同时,所选量程越接近被测量值越好,以减小测量误差。实际测量时,若事先无法估计被测电流值,则应先把电流表置于最大量程挡,根据指针指向逐步减小至合适的量程。
2.电压的测量
(1)对于交流、直流电压,应分别用交流、直流电压表(或万用表交流、直流电压挡)进行测量。下面对用电压表测量进行介绍。
(2)电压表必须与被测电路并联连接。若错接成串联,则会因电压表内阻太大使测量电路呈开路状态,电压表无法正常工作。电压表测量电路如实训图1-3所示。
实训图1-3 电压表测量电路
(3)对于直流电压表,应注意其极性,将“+”极接高电位端,将“−”极接低电位端。否则,指针会反转,严重时会撞弯指针。
(4)应正确选择电压表的量程。其原则与电流表相同。
三、实训练习
1. 实训器材
(1)可调直流电源1台。
(2)可调交流电源1台。
(3)万用表1个。
(4)电阻若干。
(5)连接导线若干。
2. 实训步骤
(1)利用万用表直流电压挡测量直流电压。
打开直流电源开关,调节其电压。把万用表转换开关置于直流电压挡,根据电压大小选择适当量程。将两支表笔分正、负与被测电压电路并联,测出电压值。改变电源电压大小重复测量多次,并将结果记入实训表1-1。
实训表1-1 测量直流电压的数据记录(单位:V)
(2)利用万用表交流电压挡测量交流电压。
打开交流电源开关,调节其电压。把万用表转换开关置于交流电压挡,根据电压大小选择适当量程。将两支表笔与被测电压电路并联,测出电压值。改变电源电压大小重复测量多次,并将结果记入实训表1-2。
实训表1-2 测量交流电压的数据记录(单位:V)
(3)利用万用表直流电流挡测量直流电流。
按实训图1-4连接好电路,或者在实验线路板上插好电路。打开直流电源开关,调节其电压。把万用表转换开关置于直流电流挡,选择适当量程测出被测电流值(注意,应把电流表串联接入电路)。改变电源电压大小和电阻值重复测量多次,并将结果记入实训表1-3。
实训图1-4 利用万用表直流电流挡测量直流电流电路
实训表1-3 测量直流电流的数据记录
3. 实训报告
(1)总结实训过程。
(2)分析各种测量过程中误差产生的原因。