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第23章 万能表的使用

万能表是电子制作必备的仪器之一。晶体管电路的安装、检查和调试,元器件质量好坏的判别,一般都需要万能表作为测量工具。因此,我们必须熟练掌握万能表的使用方法。

万能表种类很多,但都分为表头和电路两个部分。万能表的表头是一个磁电式直流电流表。通过表内测量电路的变换,分别可测量直流电流、直流电压、交流电压、直流电阻、电容、电感、以分贝为单位的音频电平以及晶体管电流放大倍数等。

一、万能表表盘上的符号

万能表的表盘上标有各种符号,用来表示电表的型号、电流的性质、准确度等级、安放位置、刻度尺等。现以常用的MF—50型万能表为例,简述其表盘上各符号所表示的意义。图3-13MF—50型万能表表盘示意图如图3-13所示,它占有万能表的左半部。为了叙述方便,其右半部分的档位转换旋钮另行说明。

MF—50:M指仪表,F指复用式,MF指万用表,50指型号。

Ω标度尺:专供测试交流电阻用。

∽标度尺:供测量直流电流、直流电压和交流电压用。

10:专供测量10伏以下交流电压用。

hFE:表示PNP型和NPN型晶体管hFE的刻度线,可从标度尺上直接读出晶体三极管的电流放大系数。

LILV标度尺:LI表示通过测试负载的电流,LV为负载上的电压的刻度线。

dB标度尺:表示以分贝为单位来测量增益或衰减。

0dB=1mW600Ω:表示分贝标度尺以600欧负载上得到1毫瓦功率定为零分贝(它是指在交流10档时的情况。若用50伏交流电压档测量音频电平时,要加上14分贝;用250伏交流电压档测量时,要加上28分贝。有的万能表表盘上明确标出,如MF—9型)。

—10000Ω/V:表示直流电压灵敏度。测量直流电压时,电表的输入电阻是10000欧/伏。Ω/V数值越大,灵敏度越高。

~4000Ω/V:表示交流电压灵敏度。测量交流电压时,电表的输入电阻是4000欧/伏。

—2.5:表示直流电流和电压表的精度等级为2.5,即基本误差是±2.5%(基本误差以标度尺工作部分上量限的万分数表示)。

Ω2.5:表示欧姆表的准确度是标度尺长度的2.5%。

~4.0:表示交流电压表的精度等级是4.0。基本误差是4.0%(基本误差以到度尺工作部分上量限的百分数表示)。

以上是MF—50型万能表表盘上符号的意义。其他型号万能表(如MF—9型)表盘上还有:

:表示磁电式,有机械反作用力。二极管表示整流式。

:表示万能表使用时要水平放置,也有用“→”表示的。

:表示三级防外磁场,在5奥斯特外磁场下,误差不超过2.5%。

45~1000Hz:表示应在正弦交流电频率是45~1000赫范围内使用。

二、万能表的测量内容

以MF—50型万能表为例,说明8条刻度尺所测量的内容。

第一条为直流电阻专用刻度。最右端为电阻起始零点刻度,左端为电阻无限大,即红、黑两表笔开路时电流为零,也就是外电阻为无限大。它的表盘刻度不均匀,其数值范围虽然只有一个,但根据量程开关的倍数,可读出多种数值。

电阻档测量范围为0—2kΩ—20kΩ—200kΩ—2000kΩ—20000kΩ。表盘右侧的量程转换分5档,分别为R×1、R×10、R×100、R×1K和R×10K。

当量程开关置于R×10档位时,应将此事指针指在刻度尺上的数值乘以10后,才是测量出的电阻值(Ω)。例如,用R×100档,指针指到15,则直流电阻阻值为15×100=1500Ω=1.5kΩ。

第二条刻度尺为直流电流、直流电压及交流电压的刻度值。左端为起始零点。

直流电流测量范围有0—100μA—2.5mA—25mA—250mA—2.5A各档。其中100μA及2.5A另备有2个专用插孔。测量时,将红表笔插在100μA或2.5A插孔内,黑表笔不动。

直流电压测量范围有0—2.5V—10V—50V—250V—1000V五档位。

交流电压测量范围有0—10V—50V—250V—1000V四个档位,均可直接读出数值。其中交流10V档可由第三条专门刻度尺刻度直接读出数值。

第四条与第五条分别是PNP型和NPN型晶体三极管hFE的刻度值,范围为0~200,可直接读出管子的直流放大系数。

第六条和第七条刻度是测试负载电流LI与负载电压LV的刻度尺。

第八条是测试电平分贝(dB)值的刻度线。

三、万能表的基本使用方法

1.直流电流的测量

(1)测量原理。万能表表头是一个磁电式电流表,因此,可以直接测量很小的直流电流。为了扩大量程,可在表头上分别并联不同阻值的电阻(称为分流电阻),可用转换开关进行多量程的测量。

(2)测量方法。将档位转换旋钮拨到直流电流的相应量程范围(先置大量程,再改为小量程),然后将被测点的电路断开,将万能表以串联的形式接入电路。红表笔“+”接电流流入方向,黑表笔“-”接电流流出方向。电表的指针正向偏转,便指示出被测直流电流的数值。

对MF—50型万能表,当使用100μA或2.5A时,选择开关可放在除电阻及hFE档外的其他任何档上。但红表笔应插在相应的+100μA或+25A的插孔内,所测试的数值读数看第二条刻度线。

测得的读数应按量程档位及指针所指刻度数折算后读出。当档位开关放在250mA,表笔插在公用插孔内,此时指针所指的刻度数值就是实测电流读数。例如:指在100,读数就是100毫安。但当红表笔是插在2.5A专用插孔内,此时,指针所指刻度就要以满度为2.5A来折算后得出读数。例如:指在150,电流读数就应是1.5A。因为满刻度为2.5A,整个刻度分为50小格,每1小格为2.5A÷50=0.05A,现在指到150处,有30小格,所以应是0.05A×30=1.5A。测量不同档位的电流、电压时的读数折算方法与此类似。

2.直流电压的测量

(1)测量原理。表头是个电流计,由于表头有一定的内阻,电流通过表头会产生一定的电压降。表头本身只能测量很低的直流电压。但根据分压原理,在表头外串联适出的分压电阻后,再跨接到较高的直流电压的两端,表头就不致流过过大的电流,而指针却能适度地偏转作出指示,这就是电压表的测量原理。

(2)测量方法。将转换开关拨到直流电压的相应档位,然后用红、黑表笔接到被测物体的两端,表针正向偏转。此时,表针指示数即为被测的直流电压数值,可在第二条刻度线上指出。例如:拨到50V档,指针指在30,读数就是30伏。如拨到2.5V档,测量一节干电池的电压,指针指在150,按前述的方法,经折算后,直流电压应是1.5伏。

3.交流电压的测量

(1)测量原理。万能表的表头本身是直流电流表,因此,交流电压必须经过整流后才能测量。此电路采用的有半波整流和全波整流。

(2)测量方法。测量时,档位转变旋钮拔在交流电压适当档位,先接大量程后接小量程,接法与测直流电压相同。由于交流电不分正负,所以红黑表笔可以任意使用。

交流10V档看第三条刻度线。测交流低电压时,由于整流二极管的非线性变化,10V以下的刻度一般都是不均匀的,低端较密。其他交流电压各档均看表盘上第二条刻度线。

测量时,①如果误用直流电压档去测交流电压,则电表指针不发生偏转,只发生抖动。②如果误用交流电压档去测直流电压时,表针指示数值大约要高1倍或表针不动。因此,测量时都不允许拨错档位。这两点要特别注意。

4.直流电阻的测量

(1)测量原理。图3-14若将被测电阻Rx和电源串接在表头电路小,在电流通过时,电表的指针偏转角度由于电流减小而比原来偏转的小。如果将它减小的程度转换成相应的电阻刻度,就构成了欧姆表。测量电阻实质上是测量通过被测电阻Rx上的电流。为了提供测量电流,万能表电阻档内装有电池作为电源,如图3-14所示,图中R是调“0”Ω的可变电阻器。从图中还可看出,红表笔接的是欧姆档内电池的“-”极,而黑表笔是接表内电池的“+”极,因此,Rx上的电流是从黑表笔流出,从红表笔流进表内。这在以后用欧姆档判别晶体二极管的正、负极时是要特别注意的。

(2)测量方法。

①测电阻时,档位转变旋钮拨到电阻档的适当档位。在测电阻Rx时,首先要调整“0”Ω,看表盘上第一条刻度尺。每次改换电阻档量程时,也都应重新调整“0”Ω,即将红、黑两表笔短接,调“调牢电阻钮”使指针指示在右端“0”位置上。

②要特别注意电阻档的刻度是不均匀的,读数值时,要求确读出指针所指处的电阻阻值数。

③为了提高测试的精确度,选择“Ω”时,应使指针指示值尽可能指示在刻度右侧2/3的范围内。如被测电阻Rx约在2~50欧之间时,应选择R×1档,指针指在10,就是10。如果被测电阻Rx约是100欧,则应选R×10档,也使指针指在靠近中央10的位置上。其阻值是10×10欧=100欧,就不宜选R×1或R×100这两档了。

④测量电阻时,不能用两手同时按到表笔的金属部分和被测电阻两端,因为那样会造成人体和被测电阻并联,出现误差。

⑤要避免用R×1档(电流较大)和R×10K档(电压较高,MF—50型表内电池电压为15伏)直接测量普通的小电流和低耐压的晶体管,以免损坏元器件。

5.负载电流LI和负载电压LV的测量

(1)测量原理。在测量组件的电阻时,被测组件中流过的电流和它两端存在的端电压,分别简称为负载电流LI和负载电压LV。LI、LV的表盘刻度实际上是电阻档的辅助刻度。LI、LV和R之间的关系,根据欧姆定律可写成LI=LV/R。

要想知道LI数值,看第六条刻度线;要想知道LV的数值,看第七条刻度线,其读数与欧姆档各档有关,如表3-1所示。表3-1LI和LV读数与欧姆档各档的关系

电阻档负载电流LI负载电压LVR×10~145毫安0~15伏R×100~14.5毫安0~1.5伏R×1000~1.45毫安0~1.5伏R×1K0~145微安0~1.5伏R×10K0~145微安0~1.5伏

(2)测量方法。先确定使用电阻档的量程档次,测出电阻数值,然后对照表3-1电阻档相对应的LI、LV满度时的电流和电压的数值,在LI、LV两刻度尺上,可分别测出指针所指位置的电流与电压的数值。例如:用R×100电阻档测出某电阻值是100,在LI刻度上是“75”,在LV到度上也是“0.75”,对照表3-1,可读出LI为0.75毫安,LV为0.75伏。即表示该组件两端电压力0.75伏时,其流过的电流是0.75毫安。

如果该组件为晶体二极管,测出的阻值为其正向电阻,那么LI、LV刻度上测出的数值,即为该二极管在此点的电压、电流值。

四、万能表的使用注意事项

(1)调“零点”。在使用万能表前,先要看指针是否指在左端“零位”上。如果指针不是准确地指在表盘刻度尺的零点,则应用小改锥慢慢旋动表壳中央的“起点零位”校正螺丝,使指针指在零位上。

(2)万能表使用时应水平放置。

(3)使用万能表测试前要确定测量的内容,要将量程转换按钮旋到所要测试的相应档位上,绝不能用电流档或电阻档测量电压,以免烧毁表头。如果事先不知道要测物理量的大小,要先从大量程开始试测,逐步确定合适的量程档次。量程转换旋钮在万能表表壳面上的右半部分。

例如:要测220伏交流电压,应将旋钮拨至交流250伏档。

红表笔要插入正极(+)插口,黑表笔要插入负极(-)插口。

(4)在测试过程中,不要任意旋转档位变换旋钮。需要改换时,应先断开表外电路,经改变档位后,再次进行测试,以避免拨错档位损坏电表。

(5)在使用完毕后,一定要将万能表档位变换旋钮调到交流电压档的最大量程档位上,避免由于不慎用来测量其他内容(如交流220伏)时将电表烧毁。

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