萬用表的工作原理是怎樣的？看完終于懂了

“萬用表”是萬用電表的簡(jiǎn)稱，它是我們電子制作中一個(gè)必不可少的工具。萬用表能測(cè)量電流、電壓、電阻、有的還可以測(cè)量三極管的放大倍數(shù)，頻率、電容容量大小、邏輯電位、分貝值等。萬用表有很多種，現(xiàn)在最流行的有機(jī)械指針式的和數(shù)字式的萬用表。它們各有其優(yōu)缺點(diǎn);對(duì)于電子初學(xué)者，建議使用指針式萬用表，因?yàn)樗鼘?duì)我們熟悉一些電子知識(shí)原理很有幫助。下面主要介紹一下機(jī)械指針式萬用表的測(cè)量原理。

此類萬用表的基本原理是利用一只靈敏的磁電式直流電流表（微安表）做表頭。當(dāng)微小電流通過表頭，就會(huì)有電流指示。但表頭不能通過大電流，所以，必須在表頭上并聯(lián)與串聯(lián)一些電阻進(jìn)行分流或降壓，從而測(cè)出電路中的電流、電壓和電阻。下面分別給予介紹。

1. 測(cè)直流電流原理。

如圖1a所示，在表頭上并聯(lián)一個(gè)適當(dāng)?shù)碾娮瑁ń蟹至麟娮瑁┻M(jìn)行分流，就可以擴(kuò)展電流量程。改變分流電阻的阻值，就能改變電流測(cè)量范圍。

2. 測(cè)直流電壓原理。

如圖1b所示，在表頭上串聯(lián)一個(gè)適當(dāng)?shù)碾娮瑁ń斜对鲭娮瑁┻M(jìn)行降壓，就可以擴(kuò)展電壓量程。改變倍增電阻的阻值，就能改變電壓的測(cè)量范圍。

3. 測(cè)交流電壓原理。

如圖1c所示，因?yàn)楸眍^是直流表，所以測(cè)量交流時(shí)，需加裝一個(gè)并、串式半波整流電路，將交流進(jìn)行整流變成直流后再通過表頭，這樣就可以根據(jù)直流電的大小來測(cè)量交流電壓。擴(kuò)展交流電壓量程的方法與直流電壓量程相似。

4. 測(cè)電阻原理。

如圖1d所示，在表頭上并聯(lián)和串聯(lián)適當(dāng)?shù)碾娮?，同時(shí)串接一節(jié)電池，使電流通過被測(cè)電阻，根據(jù)電流的大小，就可測(cè)量出電阻值。改變分流電阻的阻值，就能改變電阻的量程。

萬用表的使用

萬用表（以105型為例）的表盤如右圖所示。通過轉(zhuǎn)換開關(guān)的旋鈕來改變測(cè)量項(xiàng)目和測(cè)量量程。機(jī)械調(diào)零旋鈕用來保持指針在靜止處在左零位?！唉浮闭{(diào)零旋鈕是用來測(cè)量電阻時(shí)使指針對(duì)準(zhǔn)右零位，以保證測(cè)量數(shù)值準(zhǔn)確。

萬用表的測(cè)量范圍如下：

直流電壓：分5檔—0-6V；0-30V；0-150V；0-300V；0-600V。

？交流電壓：分5檔—0-6V；0-30V；0-150V；0-300V；0-600V

？直流電流：分3檔—0-3mA；0-30mA；0-300mA。

？ 電阻：分5檔—R*1；R*10；R*100；R*1K；R*10K

測(cè)量電阻：--先將表棒搭在一起短路，使指針向右偏轉(zhuǎn)，隨即調(diào)整“Ω”調(diào)零旋鈕，使指針恰好指到0。然后將兩根表棒分別接觸被測(cè)電阻（或電路）兩端，讀出指針在歐姆刻度線（第一條線）上的讀數(shù)，再乘以該檔標(biāo)的數(shù)字，就是所測(cè)電阻的阻值。例如用R*100擋測(cè)量電阻，指針指在80，則所測(cè)得的電阻值為80*100=8K。由于“Ω”刻度線左部讀數(shù)較密，難于看準(zhǔn)，所以測(cè)量時(shí)應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)臍W姆檔。使指針在刻度線的中部或右部，這樣讀數(shù)比較清楚準(zhǔn)確。每次換檔，都應(yīng)重新將兩根表棒短接，重新調(diào)整指針到零位，才能測(cè)準(zhǔn)。

測(cè)量直流電壓：--首先估計(jì)一下被測(cè)電壓的大小，然后將轉(zhuǎn)換開關(guān)撥至適當(dāng)?shù)腣量程，將正表棒接被測(cè)電壓“+”端，負(fù)表棒接被測(cè)量電壓“-”端。然后根據(jù)該檔量程數(shù)字與標(biāo)直流符號(hào)“DC-”刻度線（第二條線）上的指針?biāo)笖?shù)字，來讀出被測(cè)電壓的大小。如用V300伏檔測(cè)量，可以直接讀0-300的指示數(shù)值。如用V30伏檔測(cè)量，只須將刻度線上300這個(gè)數(shù)字去掉一個(gè)“0”，看成是30，再依次把200、100等數(shù)字看成是20、10既可直接讀出指針指示數(shù)值。例如用V6伏檔測(cè)量直流電壓，指針指在15，則所測(cè)得電壓為1.5伏。

測(cè)量直流電流：--先估計(jì)一下被測(cè)電流的大小，然后將轉(zhuǎn)換開關(guān)撥至合適的mA量程，再把萬用表串接在電路中，如圖所示。同時(shí)觀察標(biāo)有直流符號(hào)“DC”的刻度線，如電流量程選在3mA檔，這時(shí)，應(yīng)把表面刻度線上300的數(shù)字，去掉兩個(gè)“0”，看成3，又依次把200、100看成是2、1，這樣就可以讀出被測(cè)電流數(shù)值。例如用直流3mA檔測(cè)量直流電流，指針在100，則電流為1mA。

測(cè)量交流電壓：--測(cè)交流電壓的方法與測(cè)量直流電壓相似，所不同的是因交流電沒有正、負(fù)之分，所以測(cè)量交流時(shí)，表棒也就不需分正、負(fù)。讀數(shù)方法與上述的測(cè)量直流電壓的讀法一樣，只是數(shù)字應(yīng)看標(biāo)有交流符號(hào)“AC”的刻度線上的指針位置。三、使用萬用表注意事項(xiàng)

萬用表是比較精密的儀器，如果使用不當(dāng)，不僅造成測(cè)量不準(zhǔn)確且極易損壞。但是，只要我們掌握萬用表的使用方法和注意事項(xiàng)，謹(jǐn)慎從事，那么萬用表就能經(jīng)久耐用。使用萬用表是應(yīng)注意如下事項(xiàng)：

1） 測(cè)量電流與電壓不能旋錯(cuò)檔位。如果誤將電阻檔或電流檔去測(cè)電壓，就極易燒壞電表。萬用表不用時(shí)，最好將檔位旋至交流電壓最高檔，避免因使用不當(dāng)而損壞。

2） 測(cè)量直流電壓和直流電流時(shí)，注意“+”“-”極性，不要接錯(cuò)。如發(fā)現(xiàn)指針開反轉(zhuǎn)，既應(yīng)立即調(diào)換表棒，以免損壞指針及表頭。

3） 如果不知道被測(cè)電壓或電流的大小，應(yīng)先用最高檔，而后再選用合適的檔位來測(cè)試，以免表針偏轉(zhuǎn)過度而損壞表頭。所選用的檔位愈靠近被測(cè)值，測(cè)量的數(shù)值就愈準(zhǔn)確。

4） 測(cè)量電阻時(shí)，不要用手觸及元件的***的兩端（或兩支表棒的金屬部分），以免人體電阻與被測(cè)電阻并聯(lián)，使測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。

5） 測(cè)量電阻時(shí)，如將兩支表棒短接，調(diào)“零歐姆”旋鈕至最大，指針仍然達(dá)不到0點(diǎn)，這種現(xiàn)象通常是由于表內(nèi)電池電壓不足造成的，應(yīng)換上新電池方能準(zhǔn)確測(cè)量。

6） 萬用表不用時(shí)，不要旋在電阻檔，因?yàn)閮?nèi)有電池，如不小心易使兩根表棒相碰短路，不僅耗費(fèi)電池，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)p壞表頭。

萬用表的型號(hào)及其用途：

1.萬用表是電力電子等部門不可缺少的測(cè)量?jī)x表，一般以測(cè)量電壓，電流和電阻為目的。

2.萬用表按顯示方式分為指針萬用表和數(shù)字萬用表。

3.萬用表按照量程轉(zhuǎn)換可劃為三種類型：手動(dòng)量程（MAN RANGZ），自動(dòng)量程（AUTO RANGZ），手動(dòng)量程（AUTO/MANRANGZ）

4.據(jù)功能，用途及價(jià)格，還可分為9大類，低，中，高擋數(shù)字萬用表，數(shù)字/模擬混合式儀表，數(shù)字/混合圖雙顯示的儀表，萬用示波表等。

萬用表的使用技巧

1、指針表和數(shù)字表的選用：

1、指針表讀取精度較差，但指針擺動(dòng)的過程比較直觀，其擺動(dòng)速度幅度有時(shí)也能比較客觀地反映了被測(cè)量的大小（比如測(cè)電視機(jī)數(shù)據(jù)總線（SDL）在傳送數(shù)據(jù)時(shí)的輕微抖動(dòng)）；數(shù)字表讀數(shù)直觀，但數(shù)字變化的過程看起來很雜亂，不太容易觀看。

2、指針表內(nèi)一般有兩塊電池，一塊低電壓的1.5V，一塊是高電壓的9V或15V，其黑表筆相對(duì)紅表筆來說是正端。數(shù)字表則常用一塊6V或9V的電池。在電阻檔，指針表的表筆輸出電流相對(duì)數(shù)字表來說要大很多，用R&TImes;1Ω檔可以使揚(yáng)聲器發(fā)出響亮的“噠”聲，用R&TImes;10kΩ檔甚至可以點(diǎn)亮發(fā)光二極管（LED）。

3、在電壓檔，指針表內(nèi)阻相對(duì)數(shù)字表來說比較小，測(cè)量精度相對(duì)較差。某些高電壓微電流的場(chǎng)合甚至無法測(cè)準(zhǔn)，因?yàn)槠鋬?nèi)阻會(huì)對(duì)被測(cè)電路造成影響（比如在測(cè)電視機(jī)顯像管的加速級(jí)電壓時(shí)測(cè)量值會(huì)比實(shí)際值低很多）。數(shù)字表電壓檔的內(nèi)阻很大，至少在兆歐級(jí)，對(duì)被測(cè)電路影響很小。但極高的輸出阻抗使其易受感應(yīng)電壓的影響，在一些電磁干擾比較強(qiáng)的場(chǎng)合測(cè)出的數(shù)據(jù)可能是虛的。

4、總之，在相對(duì)來說大電流高電壓的模擬電路測(cè)量中適用指針表，比如電視機(jī)、音響功放。在低電壓小電流的數(shù)字電路測(cè)量中適用數(shù)字表，比如BP機(jī)、手機(jī)等。不是絕對(duì)的，可根據(jù)情況選用指針表和數(shù)字表。

2、測(cè)量技巧（如不作說明，則指用的是指針表）：

1、測(cè)喇叭、耳機(jī)、動(dòng)圈式話筒：用R&TImes;1Ω檔，任一表筆接一端，另一表筆點(diǎn)觸另一端，正常時(shí)會(huì)發(fā)出清脆響量的“噠”聲。如果不響，則是線圈斷了，如果響聲小而尖，則是有擦圈問題，也不能用。

2、測(cè)電容：用電阻檔，根據(jù)電容容量選擇適當(dāng)?shù)牧砍?，并注意測(cè)量時(shí)對(duì)于電解電容黑表筆要接電容正極。①、估測(cè)微波法級(jí)電容容量的大小：可憑經(jīng)驗(yàn)或參照相同容量的標(biāo)準(zhǔn)電容，根據(jù)指針擺動(dòng)的最大幅度來判定。所參照的電容不必耐壓值也一樣，只要容量相同即可，例如估測(cè)一個(gè)100μF/250V的電容可用一個(gè)100μF/25V的電容來參照，只要它們指針擺動(dòng)最大幅度一樣，即可斷定容量一樣。②、估測(cè)皮法級(jí)電容容量大?。阂肦&TImes;10kΩ檔，但只能測(cè)到1000pF以上的電容。對(duì)1000pF或稍大一點(diǎn)的電容，只要表針稍有擺動(dòng)，即可認(rèn)為容量夠了。③、測(cè)電容是否漏電：對(duì)一千微法以上的電容，可先用R×10Ω檔將其快速充電，并初步估測(cè)電容容量，然后改到R×1kΩ檔繼續(xù)測(cè)一會(huì)兒，這時(shí)指針不應(yīng)回返，而應(yīng)停在或十分接近∞處，否則就是有漏電現(xiàn)象。對(duì)一些幾十微法以下的定時(shí)或振蕩電容（比如彩電開關(guān)電源的振蕩電容），對(duì)其漏電特性要求非常高，只要稍有漏電就不能用，這時(shí)可在R×1kΩ檔充完電后再改用R×10kΩ檔繼續(xù)測(cè)量，同樣表針應(yīng)停在∞處而不應(yīng)回返。

3、在線檢測(cè)二極管、三極管、穩(wěn)壓管好壞：因?yàn)樵趯?shí)際電路中，三極管的偏置電阻或二極管、穩(wěn)壓管的周邊電阻一般都比較大，大都在幾百幾千歐姆以上，這樣，我們就可以用萬用表的R×10Ω或R×1Ω檔來在路測(cè)量PN結(jié)的好壞。在路測(cè)量時(shí)，用R×10Ω檔測(cè)PN結(jié)應(yīng)有較明顯的正反向特性（如果正反向電阻相差不太明顯，可改用R×1Ω檔來測(cè)），一般正向電阻在R×10Ω檔測(cè)時(shí)表針應(yīng)指示在200Ω左右，在R×1Ω檔測(cè)時(shí)表針應(yīng)指示在30Ω左右（根據(jù)不同表型可能略有出入）。如果測(cè)量結(jié)果正向阻值太大或反向阻值太小，都說明這個(gè)PN結(jié)有問題，這個(gè)管子也就有問題了。這種方法對(duì)于維修時(shí)特別有效，可以非?？焖俚卣页鰤墓?，甚至可以測(cè)出尚未完全壞掉但特性變壞的管子。比如當(dāng)你用小阻值檔測(cè)量某個(gè)PN結(jié)正向電阻過大，如果你把它焊下來用常用的R×1kΩ檔再測(cè)，可能還是正常的，其實(shí)這個(gè)管子的特性已經(jīng)變壞了，不能正常工作或不穩(wěn)定了。

4、測(cè)電阻：重要的是要選好量程，當(dāng)指針指示于1/3～2/3滿量程時(shí)測(cè)量精度最高，讀數(shù)最準(zhǔn)確。要注意的是，在用R×10k電阻檔測(cè)兆歐級(jí)的大阻值電阻時(shí)，不可將手指捏在電阻兩端，這樣人體電阻會(huì)使測(cè)量結(jié)果偏小。

5、測(cè)穩(wěn)壓二極管：我們通常所用到的穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值一般都大于1.5V，而指針表的R×1k以下的電阻檔是用表內(nèi)的1.5V電池供電的，這樣，用R×1k以下的電阻檔測(cè)量穩(wěn)壓管就如同測(cè)二極管一樣，具有完全的單向?qū)щ娦?。但指針表的R×10k檔是用9V或15V電池供電的，在用R×10k測(cè)穩(wěn)壓值小于9V或15V的穩(wěn)壓管時(shí)，反向阻值就不會(huì)是∞，而是有一定阻值，但這個(gè)阻值還是要大大高于穩(wěn)壓管的正向阻值的。如此，我們就可以初步估測(cè)出穩(wěn)壓管的好壞。但是，好的穩(wěn)壓管還要有個(gè)準(zhǔn)確的穩(wěn)壓值，業(yè)余條件下怎么估測(cè)出這個(gè)穩(wěn)壓值呢？不難，再去找一塊指針表來就可以了。方法是：先將一塊表置于R×10k檔，其黑、紅表筆分別接在穩(wěn)壓管的陰極和陽極，這時(shí)就模擬出穩(wěn)壓管的實(shí)際工作狀態(tài)，再取另一塊表置于電壓檔V×10V或V×50V（根據(jù)穩(wěn)壓值）上，將紅、黑表筆分別搭接到剛才那塊表的的黑、紅表筆上，這時(shí)測(cè)出的電壓值就基本上是這個(gè)穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值。說“基本上”，是因?yàn)榈谝粔K表對(duì)穩(wěn)壓管的偏置電流相對(duì)正常使用時(shí)的偏置電流稍小些，所以測(cè)出的穩(wěn)壓值會(huì)稍偏大一點(diǎn)，但基本相差不大。這個(gè)方法只可估測(cè)穩(wěn)壓值小于指針表高壓電池電壓的穩(wěn)壓管。如果穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值太高，就只能用外加電源的方法來測(cè)量了（這樣看來，我們?cè)谶x用指針表時(shí)，選用高壓電池電壓為15V的要比9V的更適用些）。

6、測(cè)三極管：通常我們要用R×1kΩ檔，不管是NPN管還是PNP管，不管是小功率、中功率、大功率管，測(cè)其be結(jié)cb結(jié)都應(yīng)呈現(xiàn)與二極管完全相同的單向?qū)щ娦?，反向電阻無窮大，其正向電阻大約在10K左右。為進(jìn)一步估測(cè)管子特性的好壞，必要時(shí)還應(yīng)變換電阻檔位進(jìn)行多次測(cè)量，方法是：置R×10Ω檔測(cè)PN結(jié)正向?qū)娮瓒荚诖蠹s200Ω左右；置R×1Ω檔測(cè)PN結(jié)正向?qū)娮瓒荚诖蠹s30Ω左右，（以上為47型表測(cè)得數(shù)據(jù)，其它型號(hào)表大概略有不同，可多試測(cè)幾個(gè)好管總結(jié)一下，做到心中有數(shù)）如果讀數(shù)偏大太多，可以斷定管子的特性不好。還可將表置于R×10kΩ再測(cè)，耐壓再低的管子（基本上三極管的耐壓都在30V以上），其cb結(jié)反向電阻也應(yīng)在∞，但其be結(jié)的反向電阻可能會(huì)有些，表針會(huì)稍有偏轉(zhuǎn)（一般不會(huì)超過滿量程的1/3，根據(jù)管子的耐壓不同而不同）。同樣，在用R×10kΩ檔測(cè)ec間（對(duì)NPN管）或ce間（對(duì)PNP管）的電阻時(shí)，表針可能略有偏轉(zhuǎn)，但這不表示管子是壞的。但在用R×1kΩ以下檔測(cè)ce或ec間電阻時(shí)，表頭指示應(yīng)為無窮大，否則管子就是有問題。應(yīng)該說明一點(diǎn)的是，以上測(cè)量是針對(duì)硅管而言的，對(duì)鍺管不適用。不過現(xiàn)在鍺管也很少見了。另外，所說的“反向”是針對(duì)PN結(jié)而言，對(duì)NPN管和PNP管方向?qū)嶋H上是不同的。

現(xiàn)在常見的三極管大部分是塑封的，如何準(zhǔn)確判斷三極管的三只引腳哪個(gè)是b、c、e？三極管的b極很容易測(cè)出來，但怎么斷定哪個(gè)是c哪個(gè)是e？這里推薦三種方法：

第一種方法：對(duì)于有測(cè)三極管hFE插孔的指針表，先測(cè)出b極后，將三極管隨意插到插孔中去（當(dāng)然b極是可以插準(zhǔn)確的），測(cè)一下hFE值，然后再將管子倒過來再測(cè)一遍，測(cè)得hFE值比較大的一次，各管腳插入的位置是正確的。

第二種方法：對(duì)無hFE測(cè)量插孔的表，或管子太大不方便插入插孔的，可以用這種方法：對(duì)NPN管，先測(cè)出b極（管子是NPN還是PNP以及其b腳都很容易測(cè)出，是吧？），將表置于R×1kΩ檔，將紅表筆接假設(shè)的e極（注意拿紅表筆的手不要碰到表筆尖或管腳），黑表筆接假設(shè)的c極，同時(shí)用手指捏住表筆尖及這個(gè)管腳，將管子拿起來，用你的舌尖舔一下b極，看表頭指針應(yīng)有一定的偏轉(zhuǎn)，如果你各表筆接得正確，指針偏轉(zhuǎn)會(huì)大些，如果接得不對(duì)，指針偏轉(zhuǎn)會(huì)小些，差別是很明顯的。由此就可判定管子的c、e極。對(duì)PNP管，要將黑表筆接假設(shè)的e極（手不要碰到筆尖或管腳），紅表筆接假設(shè)的c極，同時(shí)用手指捏住表筆尖及這個(gè)管腳，然后用舌尖舔一下b極，如果各表筆接得正確，表頭指針會(huì)偏轉(zhuǎn)得比較大。當(dāng)然測(cè)量時(shí)表筆要交換一下測(cè)兩次，比較讀數(shù)后才能最后判定。這個(gè)方法適用于所有外形的三極管，方便實(shí)用。根據(jù)表針的偏轉(zhuǎn)幅度，還可以估計(jì)出管子的放大能力，當(dāng)然這是憑經(jīng)驗(yàn)的。

第三種方法：先判定管子的NPN或PNP類型及其b極后，將表置于R×10kΩ檔，對(duì)NPN管，黑表筆接e極，紅表筆接c極時(shí)，表針可能會(huì)有一定偏轉(zhuǎn)，對(duì)PNP管，黑表筆接c極，紅表筆接e極時(shí)，表針可能會(huì)有一定的偏轉(zhuǎn)，反過來都不會(huì)有偏轉(zhuǎn)。由此也可以判定三極管的c、e極。不過對(duì)于高耐壓的管子，這個(gè)方法就不適用了。

對(duì)于常見的進(jìn)口型號(hào)的大功率塑封管，其c極基本都是在中間。中、小功率管有的b極可能在中間。比如常用的9014三極管及其系列的其它型號(hào)三極管、2SC1815、2N5401、2N5551等三極管，其b極有的在就中間。當(dāng)然它們也有c極在中間的。所以在維修更換三極管時(shí)，尤其是這些小功率三極管，不可拿來就按原樣直接安上，一定要先測(cè)一下。