万⽤表的基本⼯作原理和使⽤⽅法图解
⼀、万⽤表的基本⼯作原理 “万⽤表”是万⽤电表的简称，它是我们电⼦制作中⼀个必不可少的⼯具。万⽤表能测量电流、电压、电阻、有的还可以测量三极管的放⼤倍数，频率、电容容量⼤⼩、逻辑电位、分贝值等。万⽤表有很多种，现在最流⾏的有机械指针式的和数字式的万⽤表。它们各有其优缺点；对于电⼦初学者，建议使⽤指针式万⽤表，因为它对我们熟悉⼀些电⼦知识原理很有帮助。下⾯主要介绍⼀下机械指针式万⽤表的测量原理。此类万⽤表的基本原理是利⽤⼀只灵敏的磁电式直流电流表（微安表）做表头。当微⼩电流通过表头，就会有电流指⽰。但表头不能通过⼤电流，所以，必须在表头上并联与串联⼀些电阻进⾏分流或降压，从⽽测出电路中的电流、电压和电阻。下⾯分别给予介绍。1. 测直流电流原理。如图1a所⽰，在表头上并联⼀个适当的电阻（叫分流电阻）进⾏分流，就可以扩展电流量程。改变分流电阻的阻值，就能改变电流测量范围。2.  测直流电压原理。如图1b所⽰，在表头上串联⼀个适当的电阻（叫倍增电阻）进⾏降压，就可以扩展电压量程。改变倍增电阻的阻值，就能改变电压的测量范围。3. 测交流电压原理。如图1c所⽰，因为表头是直流表，所以测量交流时，需加装⼀个并、串式半波整流电路，将交流进⾏整流变成直流后再通过表头，这样就可以根据直流电的⼤⼩来测量交流电压。扩展交流电压量程的⽅法与直流电压量程相似。4. 测电阻原理。如图1d 所⽰，在表头上并联和串联适当的电阻，同时串接⼀节电池，使电流通过被测电阻，根据电流的⼤⼩，就可测量出电阻值。改变分流电阻的阻值，就能改变电阻的量程。⼆、万⽤表的使⽤万⽤表（以105型为例）的表盘如右图所
⽰。通过转换开关的旋钮来改变测量项⽬和测量量程。机械调零旋钮⽤来保持指针在静⽌处在左零位。“Ω”调零旋钮是⽤来测量电阻时使指针对准右零位，以保证测量数值准确。万⽤表的测量范围如下：直流电压：分5档—0-6V；0-30V；0-
150V；0-300V；0-600V。?交流电压：分5档—0-6V；0-30V；0-150V；0-300V；0-600V?直流电流：分3档—0-3mA；0-30mA；0-300mA。?  电阻：分5档—R*1；R*10；R*100；
R*1K；R*10K 测量电阻：--先将表棒搭在⼀起短路，使指针向右偏转，随即调整“Ω”调零旋钮，使指针恰好指到0。然后将两根表棒分别接触被测电阻（或电路）两端，读出指针在欧姆刻度线（第⼀条线）上的读数，再乘以该档标的数字，就是所测电阻的阻值。例如⽤R*100挡测量电阻，指针指在80，则所测得的电阻值为80*100=8K。由于“Ω”刻度线左部读数较密，难于看准，所以测量时应选择适当的欧姆档。使指针在刻度线的中部或右部，这样读数⽐较清楚准确。每次换档，都应重新将两根表棒短接，重新调整指针到零位，才能测准。测量直流电压：--⾸先估计⼀下被测电压的⼤⼩，然后将转换开关拨⾄适当的V量程，将正表棒接被测电压“+”端，负表棒接被测量电压“-”端。然后根据该档量程数字与标直流符号“DC-”刻度线（第⼆条线）上的指针所指数字，来读出被测电压的⼤⼩。如⽤V300伏档测量，可以直接读0-300的指⽰数值。如⽤V30伏档测量，只须将刻度线上300这个数字去掉⼀个“0”，看成是30，再依次把200、100等数字看成是20、10既可直接读出指针指⽰数值。例如⽤V6伏档测量直流电压，指针指在15，则所测得电压为1.5伏。测量直流电流：--先估计⼀下被测电流的⼤⼩，然后将转换开关拨⾄合
适的mA量程，再把万⽤表串接在电路中，如图所⽰。同时观察标有直流符号“DC”的刻度线，如电流量程选在3mA档，这时，应把表⾯刻度线上300的数字，去掉两个“0”，看成3，⼜依次把200、100看成是2、1，这样就可以读出被测电流数值。例如⽤直流3mA档测量直流电流，指针在100，则电流为1mA。测量交流电压：--测交流电压的⽅法与测量直流电压相似，所不同的是因交流电没有正、负之分，所以测量交流时，表棒也就不需分正、负。读数⽅法与上述的测量直流电压的读法⼀样，只是数字应看标有交流符号“AC”的刻度线上的指针位置。三、使⽤万⽤表注意事项万⽤表是⽐较精密的仪器，如果使⽤不当，不仅造成测量不准确且极易损坏。但是，只要我们掌握万⽤表的使⽤⽅法和注意事项，谨慎从事，那么万⽤表就能经久耐⽤。使⽤万⽤表是应注意如下事项：1)      测量电流与电压不能旋错档位。如果误将电阻档或电流档去测电压，就极易烧坏电表。万⽤表不⽤时，最好将档位旋⾄交流电压最⾼档，避免因使⽤不当⽽损坏。2)      测量直流电压和直流电流时，注意“+”“-”极性，不要接错。如发现指针开反转，既应⽴即调换表棒，以免损坏指针及表头。3)      如果不知道被测电压或电流的⼤⼩，应先⽤最⾼档，⽽后再选⽤合适的档位来测试，以免表针偏转过度⽽损坏表头。所选⽤的档位愈靠近被测值，测量的数值就愈准确。4)      测量电阻时，不要⽤⼿触及元件的裸体的两端（或两⽀表棒的⾦属部分），以免⼈体电阻与被测电阻并联，使测量结果不准确。5)      测量电阻时，如将两⽀表棒短接，调“零欧姆”旋钮⾄最⼤，指针仍然达不到0点，这种现象通常是由于表内电池电压不⾜造成的，应换上新电池⽅能准确测量。6)      万⽤表不⽤时，不要旋在电阻档，因为内有电池，如不⼩⼼易使两根表棒相碰短路，不仅耗费电池，严重时甚⾄会损坏表头。四、万⽤表的使⽤技巧1、指针表和数字表的选⽤：  1、指针表
读取精度较差，但指针摆动的过程⽐较直观，其摆动速度幅度有时也能⽐较客观地反映了被测量的⼤⼩（⽐如测电视机数据总线（SDL）在传送数据时的轻微抖动）；数字表读数直观，但数字变化的过程看起来很杂乱，不太容易观看。 2、指针表内⼀般有两块电池，⼀块低电压的1.5V，⼀块是⾼电压的9V或15V，其⿊表笔相对红表笔来说是正端。数字表则常⽤⼀块6V或9V的电池。在电阻档，指针表的表笔输出电流相对数字表来说要⼤很多，⽤R×1Ω档可以使扬声器发出响亮的“哒”声，⽤R×10kΩ档甚⾄可以点亮发光⼆极管（LED）。3、在电压档，指针表内阻相对数字表来说⽐较⼩，测量精度相对较差。某些⾼电压微电流的场合甚⾄⽆法测准，因为其内阻会对被测电路造成影响（⽐
如在测电视机显像管的加速级电压时测量值会⽐实际值低很多）。数字表电压档的内阻很⼤，⾄少在兆欧级，对被测电路影响很⼩。但极⾼的输出阻抗使其易受感应电压的影响，在⼀些电磁⼲扰⽐较强的场合测出的数据可能是虚的。 4、总之，在相对来说⼤电流⾼电压的模拟电路测量中适⽤指针表，⽐如电视机、⾳响功放。在低电压⼩电流的数字电路测量中适⽤数字表，⽐如BP机、⼿机等。不是绝对的，可根据情况选⽤指针表和数字表。 2、测量技巧（如不作说明，则指⽤的是指针表）： 1、测喇叭、⽿机、动圈式话筒：⽤R×1Ω档，任⼀表笔接⼀端，另⼀表笔点触另⼀端，正常时会发出清脆响量的“哒”声。如果不响，则是线圈断了，如果响声⼩⽽尖，则是有擦圈问题，也不能⽤。 2、测电容：⽤电阻档，根据电容容量选择适当的量程，并注意测量时对于电解电容⿊表笔要接电容正极。①、估测微波法级电容容量的⼤⼩：可凭经验或参照相同容量的标准电容，根据指针摆动的最⼤幅度来判定。所参
照的电容不必耐压值也⼀样，只要容量相同即可，例如估测⼀个100µF/250V的电容可⽤⼀个100µF/25V的电容来参照，只要它们指针摆动最⼤幅度⼀样，即可断定容量⼀样。②、估测⽪法级电容容量⼤⼩：要⽤R×10kΩ档，但只能测到1000pF以上的电容。对1000pF或稍⼤⼀点的电容，只要表针稍有摆动，即可认为容量够了。③、测电容是否漏电：对⼀千微法以上的电容，可先⽤R×10Ω档将其快速充电，并初步估测电容容量，然后改到R×1kΩ档继续测⼀会⼉，这时指针不应回返，⽽应停在或⼗分接近∞处，否则就是有漏电现象。对⼀些⼏⼗微法以下的定时或振荡电容（⽐如彩电开关电源的振荡电容），对其漏电特性要求⾮常⾼，只要稍有漏电就不能⽤，这时可在R×1kΩ档充完电后再改⽤R×10kΩ档继续测量，同样表针应停在∞处⽽不应回返。  3、在线检测⼆极管、三极管、稳压管好坏：因为在实际电路中，三极管的偏置电阻或⼆极管、稳压管的周边电阻⼀般都⽐较⼤，⼤都在⼏百⼏千欧姆以上，这样，我们就可以⽤万⽤表的R×10Ω或R×1Ω档来在路测量PN结的好坏。在路测量时，⽤R×10Ω档测PN结应有较明显的正反向特性（如果正反向电阻相差不太明显，可改⽤R×1Ω档来测），⼀般正向电阻在R×10Ω档测时表针应指⽰在200Ω左右，在R×1Ω档测时表针应指⽰在30Ω左右（根据不同表型可能略有出⼊）。如果测量结果正向阻值太⼤或反向阻值太⼩，都说明这个PN结有问题，这个管⼦也就有问题了。这种⽅法对于维修时特别有效，可以⾮常快速地出坏管，甚⾄可以测出尚未完全坏掉但特性变坏的管⼦。⽐如当你⽤⼩阻值档测量某个PN结正向电阻过⼤，如果你把它焊下来⽤常⽤的R×1kΩ档再测，可能还是正常的，其实这个管⼦的特性已经变坏了，不能正常⼯作或不稳定了。 4、测电阻：重要的是要选好量程，当指针指⽰于1/3～2/3满量程时测量精度最⾼，读数最准确。要注意的是，在⽤R×10k电阻档测兆
指针万用表的使用方法视频教程欧级的⼤阻值电阻时，不可将⼿指捏在电阻两端，这样⼈体电阻会使测量结果偏⼩。 5、测稳压⼆极管：我们通常所⽤到的稳压管的稳压值⼀般都⼤于1.5V，⽽指针表的R×1k以下的电阻档是⽤表内的1.5V电池供电的，这样，⽤R×1k以下的电阻档测量稳压管就如同测⼆极管⼀样，具有完全的单向导电性。但指针表的R×10k档是⽤9V或15V电池供电的，在⽤R×10k测稳压值⼩于9V或15V的稳压管时，反向阻值就不会是∞，⽽是有⼀定阻值，但这个阻值还是要⼤⼤⾼于稳压管的正向阻值的。如此，我们就可以初步估测出稳压管的好坏。但是，好的稳压管还要有个准确的稳压值，业余条件下怎么估测出这个稳压值呢？不难，再去⼀块指针表来就可以了。⽅法是：先将⼀块表置于R×10k档，其⿊、红表笔分别接在稳压管的阴极和阳极，这时就模拟出稳压管的实际⼯作状态，再取另⼀块表置于电压档V×10V或V×50V（根据稳压值）上，将红、⿊表笔分别搭接到刚才那块表的的⿊、红表笔上，这时测出的电压值就基本上是这个稳压管的稳压值。说“基本上”，是因为第⼀块表对稳压管的偏置电流相对正常使⽤时的偏置电流稍⼩些，所以测出的稳压值会稍偏⼤⼀点，但基本相差不⼤。这个⽅法只可估测稳压值⼩于指针表⾼压电池电压的稳压管。如果稳压管的稳压值太⾼，就只能⽤外加电源的⽅法来测量了（这样看来，我们在选⽤指针表时，选⽤⾼压电池电压为15V的要⽐9V的更适⽤些）。  6、测三极管：通常我们要⽤R×1kΩ档，不管是NPN管还是PNP管，不管是⼩功率、中功率、⼤功率管，测其be结cb结都应呈现与⼆极管完全相同的单向导电性，反向电阻⽆穷⼤，其正向电阻⼤约在10K左右。为进⼀步估测管⼦特性的好坏，必要时还应变换电阻档位进⾏多次测量，⽅法是：置R×10Ω档测PN结正向导通电阻都在⼤约200Ω左右；置R×1Ω档测PN结正向导通电阻都在⼤约30Ω左右，（以上为47型表测得数据，其它型号
表⼤概略有不同，可多试测⼏个好管总结⼀下，做到⼼中有数）如果读数偏⼤太多，可以断定管⼦的特性不好。还可将表置于R×10kΩ再测，耐压再低的管⼦（基本上三极管的耐压都在30V以上），其cb结反向电阻也应在∞，但其be结的反向电阻可能会有些，表针会稍有偏转（⼀般不会超过满量程的1/3，根据管⼦的耐压不同⽽不同）。同样，在⽤R×10kΩ档测ec间(对NPN管）或ce间（对PNP管）的电阻时，表针可能略有偏转，但这不表⽰管⼦是坏的。但在⽤R×1kΩ以下档测ce或ec间电阻时，表头指⽰应为⽆穷⼤，否则管⼦就是有问题。应该说明⼀点的是，以上测量是针对硅管⽽⾔的，对锗管不适⽤。不过现在锗管也很少见了。另外，所说的“反向”是针对PN结⽽⾔，对NPN 管和PNP管⽅向实际上是不同的。现在常见的三极管⼤部分是塑封的，如何准确判断三极管的三只引脚哪个是b、c、e？三极管的b极很容易测出来，但怎么断定哪个是c哪个是e？这⾥推荐三种⽅法：第⼀种⽅法：对于有测三极管hFE插孔的指针表，先测出b极后，将三极管随意插到插孔中去（当然b极是可以插准确的），测⼀下hFE值，然后再将管⼦倒过来再测⼀遍，测得hFE值⽐较⼤的⼀次，各管脚插⼊的位置是正确的。第⼆种⽅法：对⽆hFE测量插孔的表，或管⼦太⼤不⽅便插⼊插孔的，可以⽤这种⽅法：对NPN管，先测出b极（管⼦是NPN还是PNP以及其b脚都很容易测出，是吧？），将表置于R×1kΩ档，将红表笔接假设的e极（注意拿红表笔的⼿不要碰到表笔尖或管脚），⿊表笔接假设的c极，同时⽤⼿指捏住表笔尖及这个管脚，将管
⼦拿起来，⽤你的⾆尖舔⼀下b极，看表头指针应有⼀定的偏转，如果你各表笔接得正确，指针偏转会⼤些，如果接得不对，指针偏转会⼩些，差别是很明显的。由此就可判定管⼦的c、e 极。对PNP管，要
将⿊表笔接假设的e极（⼿不要碰到笔尖或管脚），红表笔接假设的c极，同时⽤⼿指捏住表笔尖及这个管脚，然后⽤⾆尖舔⼀下b极，如果各表笔接得正确，表头指针会偏转得⽐较⼤。当然测量时表笔要交换⼀下测两次，⽐较读数后才能最后判定。这个⽅法适⽤于所有外形的三极管，⽅便实⽤。根据表针的偏转幅度，还可以估计出管⼦的放⼤能⼒，当然这是凭经验的。第三种⽅法：先判定管⼦的NPN或PNP类型及其b极后，将表置于R×10kΩ档，对NPN管，⿊表笔接e极，红表笔接c极时，表针可能会有⼀定偏转，对PNP管，⿊表笔接c极，红表笔接e极时，表针可能会有⼀定的偏转，反过来都不会有偏转。由此也可以判定三极管的c、e 极。不过对于⾼耐压的管⼦，这个⽅法就不适⽤了。对于常见的进⼝型号的⼤功率塑封管，其c 极基本都是在中间。中、⼩功率管有的b极可能在中间。⽐如常⽤的9014三极管及其系列的其它型号三极管、2SC1815、2N5401、2N5551等三极管，其b极有的在就中间。当然它们也有c极在中间的。所以在维修更换三极管时，尤其是这些⼩功率三极管，不可拿来就按原样直接安上，⼀定要先测⼀下。

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