第2章 万用表的使用和注意事项
2.1 测量准备与测量原理
2.1.1 测量前准备和注意事项
使用万用表之前,应做好如下准备,注意以下事项:
(1)观察一下表针是否指在零位,如果不指零位,可用螺丝刀调节表头上机械调零螺钉,使表针回零。数字式万用表应按下“电源开关”开机。
(2)负(黑)表笔插入黑表笔插口,正(红)表笔要插入红表笔插口,测量大电流插入10A插孔,测量高电压插入2500V插孔。
(3)必须熟悉“量程选择开关”的作用,将“量程选择开关”拨在需要测试挡的位置,切不可弄错挡位。例如:测量电压时误将“量程选择开关”拨在电流或电阻挡时,容易把表头烧坏。
(4)选择合适的量程,指针式万用表测试时使指针停留在表盘刻度线三分之二左右,数字式万用表测量结果在显示量程范围内,如果无法估计被测量的大小,应选择大的量程进行测量,如果指针式万用表指针偏转较小,说明选择的挡位过高,再更换低一挡的量程;如果数字式万用表超出显示范围,在最高位显示数字“1”,其他位均消失,说明挡位过低,再更换高一挡的量程。
(5)正确选择测试接地点。测量在路对地电压和对地电阻时,要选择被测电压和电阻回路的公共接地端;测量电源板初级电路时,接地端应选择开关电源的初级回路热地端公共接地点,如整流滤波电容的负极、接地的初级开关管散热板等;测量电源板次级输出电压时,应选择次级整流滤波回路冷地端公共接地点,如次级整流滤波电容的负极,输出连接器的接地端等。二者不能搞混,否则不但影响测量结果,还会造成万用表烧坏。同时表笔应牢固接触接地点不脱落,可将负表笔插入散热板的小孔里后可用鱼嘴夹夹在散热板上,也可将负表笔焊接到接地点上。
(6)正确读取测量数据,指针式万用表读取数据时,眼睛应垂直于表头刻度去观察指针对应的刻度数据;如果视线不与刻度盘垂直,将会产生读数偏差,并注意量程选择对应的刻度线和测量单位。
(7)在使用万用表过程中,不能用手去接触表笔的金属部分 ,这样一方面可以保证测量的准确,另一方面也可以保证人身安全,测量高压时,要站在干燥的绝缘板上,并且单手操作,防止意外事故的发生。
(8)在测量某一电量时,不能在测量的同时“量程选择开关”换挡,尤其是在测量高电压或大电流时更应注意。否则,会使万用表毁坏。如需换挡,应先断开表笔,换挡后再去测量。
(9)万用表在使用时,必须水平放置,以免造成误差。同时, 还要注意到避免外界磁场对万用表的影响。
(10)测量完毕,应将“量程选择开关”置于最高交流电压挡,以防别人不慎测量220V市电电压而损坏。数字式万用表使用完毕应随手关闭电源开关。如果长期不使用 ,还应将万用表内部的电池取出来,以免电池腐蚀表内其他器件。
(11)万用表多设有过流过压保护装置和熔丝,当误设“量程选择开关”造成熔丝烧断时,可根据原来熔丝的规格,更换相同规格的熔丝。值得注意的是万用表的熔丝是内阻很低的熔丝,一般规格为0.5V/250V,R=0.5Ω。如果使用普通熔丝更换,可能造成电流挡内阻增大,影响测量准确度。
2.1.2 测量原理和测量误差
测量电流,把“量程选择开关”指向直流电流范围时,电流表M并接一些分流电阻来实现扩大量程之目的,使它成为一个具有几个大小不同量程的电流表,如图2-1(a)所示,测量结果要看刻度盘上直流电流刻度来读数,通常刻度盘上第二行为电流刻度。
测量电流时万用表与测量回路串联,从串联电阻的规律看,电流挡的内阻越大,对测量结果影响越大,对回路电阻高的电路,测量结果影响较小;对回路电阻小的电路,测量时在不影响读取数据的情况下,尽量选用低内阻的大电流挡进行测量。
测量直流电压,“量程选择开关”指向直流电压范围时,表头串联电阻分压,使它成为一个多量程的电压表,如图2-1(b)所示,读数要看刻度盘上直流电压刻度,大多数的万用表电压和电流合用一刻度。
测量交流电压,“量程选择开关”指向交流电压范围时,相当于在测量直流电压的电路中接入一个整流器,如图2-1(c)所示。
图2-1 指针式万用表测量原理
测量电压时万用表与被测电路并联,决定电压测量精度的因素是万用表的内阻,使等效电阻下降,产生分流,造成测量的电压值低于实际电压值,万用表的内阻越高,分流越小,测量误差越小;另外内阻还与电压量程有关,低压挡内阻较小,高压挡内阻较高,要获得准确的电压测量结果,一是选购万用表时应选择内阻较大的万用表,二是在不影响读取数据的情况下,应尽量选择较高的电压挡进行测量。
测量电阻时,原理与测直流电压相仿,只是测试时还须加一组电池,如图2-1(d)所示,选择开关指向电阻范围时,刻度盘上找第一行电阻专用刻度读数并乘以量程倍数即可。
测量电阻时,每个量程都可以测量0~∞的电阻值,欧姆表的标尺是非线性不均匀的刻度,各个量程的内阻等于标尺弧长的中心值乘以倍率,欧姆表的标尺的两端误差最大,中心值误差最小,测量时通过选择量程,让显示的电阻值尽量靠近中心值。