万用表的扩展使用

万用表是电子和电工测量的必备仪表，对于万用表的一般使用大家都熟悉，我们这里介绍几种扩展使用方法，达到一表多用。

通常用万用表测晶体管β值时，由于估计的U\(_{be}\)与实际值有差异，同时穿透电流Iceo的影响也不易消除，所以测试误差较大。按我们这里介绍的方法测量时，基本上消除了U\(_{be}\)、Iceo及万用表电池电压的影响，所以比较准确。

测量电路如图1，图中被测管为NPN型，虚线框内表示万用表在R×100Ω档时的内部电路，表头代表内阻为零的指示计，R\(_{o}\)是该电阻档的内阻即欧姆中心值，E为电池电压1.5伏，正、负号分别表示万用表的正、负极插孔。

测量时，先把被测管按1（a）图接好，R\(_{b}\)可用电阻箱或电位器代替。为计算方便，取Rb＝mR\(_{o}\)，m为10的正整数倍数，一般为40、50较合适。由于Ic＞＞I\(_{b}\)，所以有关系式

按图1（b）的接法将b、c极短路，此时电池E提供的电流为I\(_{o}\)，且I0＝（E-U\(_{be}\)）/Ro，从中解出U\(_{be}\)＝E-IoR\(_{o}\)，将Ube代入（2）式，得

实际上并不需要测出I\(_{c}\)与Io之值。因为电阻档可以看作是一块线性电流表（满量程为E/R\(_{o}\)），表针偏转格数与电流成正比，设两次测量时按某一直流档读出的表针偏转格数分别为n1、n\(_{2}\)，那么由（4）式可得到

分析（5）式可知，β与U\(_{be}\)、Iceo、E值无关，当m确定之后，β值仅与n\(_{2}\)／n1 比值有关，从而提高了测量的精度。

例：测量一只3DG6管，用MF30型万用表的R×100（Ω）档，该档的R\(_{o}\)=2.5KΩ。取m＝40，则Rb＝40×2.5K＝100KΩ，用ZX—21型标准电阻箱代替R\(_{b}\)。利用该万用表的直流50mA刻度读取表针偏转格数（满度为50格）。先按图（a）测出n1=12格，再按图（b）测得n\(_{2}\)=21.5格。由（5）式算出β=50.5。而我们用JS—6B晶体管试验器测出β=52（测试条件为I0=2mA，E\(_{c}\)=6V，不难算出，测试误差仅为2.9％。

用这个方法测试时，m取值多大，关系到测量的精度。因为m的大小直接控制着I\(_{b}\)的大小，当m足够大时，Ib值较小，才能满足I\(_{b}\)＜＜Ic之条件，使所测β值准确。实验表明，m值取40～50为宜。另外，对于多数管子而言，万用表应选R×100Ω档，因为该档满度电流为几毫安～十几毫安，测量时提供的I\(_{c}\)可在几个毫安，与管子工作状态的Ic值较接近。对于穿透电流较大的锗管如3AX31、3AX81，应选R×10档，以便提供较大的I\(_{c}\)。

以F007B为例，电路见图2。2脚为反相输入端，3脚为同相输入端，6脚为输出端，工作电压为正、负15伏。估测其放大能力时，只接上±15伏电源，不接外部调零电路。万用表拨50伏直流电压档，测量输出电压。

估测放大能力时，先将输入端开路，这时运放呈截止状态，且对多数F007B来说是正向截止，脚6对脚4的电压约为28伏，然后用手握住螺丝刀的绝缘柄，用螺丝刀的金属杆依次碰触同相输入端和反相输入端，万用表的表针应从28伏摆到15～20伏，说明运放的增益很高。若表针摆动很小，说明放大能力很差。若表针不动，证明内部已损坏。一般用螺丝刀碰触脚2时表针摆动较大，而碰触脚3时表针摆动较小。如果用螺丝刀碰2脚时，表针摆动很小，也可直接用手捏住脚2，使输入信号增至几伏以上，表针应指在15伏左右，但这已说明运放的增益很低了。

采用上述方法判断的理由是用螺丝刀碰输入端时，相当于把人体感应的50Hz交流电压加到输入端了，虽然这个电压只有几十～几百毫伏（有效值），但由于运放块处于开环状态，电压增益很高，输出电压基本在+15V～-15V的极限情况下变化，所以用示波器观察到的输出波形已经过削波，近似于方波，约为28V\(_{p}\)-p。输出电压的频率为50Hz，而万用表50伏直流档测出的是峰值的一半，约为15伏。由于输出波形在正、负两个方向并不完全对称（以0伏为基准），所以万用表读数为15～20伏。

假定用示波器测出输入电压U\(_{sr}\)＝10mV，输出电压Usc=28V（方波），即可判定A》U\(_{sc}\)／Usr=2800倍。

若所测的运放块在开环状态处于反向截止，测试时应将万用表的红表笔接脚7，黑表笔接脚6。

检查荧光数码管时应加电压，若直接用电池检查其发光情况，必须得加限流保护措施，否则就要损坏数码管。若用万用表检查荧光数码管，既方便又安全。

检查时需要两块万用表，这是因为荧光数码管的灯丝电流一般为35～80mA，灯丝电压为1.2V，可由R×1（Ω）电阻档提供。阳极、栅极电压为20V左右，可由R×10K（Ω）电阻档提供，但要求迭层电池电压为15V。以YS27—3型荧光数码管为例，测量电路见图3（a）。图3（b）为典型接法。YS27—3的I\(_{f}\)=80mA，Uf=1.2V（交、直流均可），U\(_{a}\)=Ug=20V（直流）。图中使用两块MF30型万用表。

左边一块万用表提供的灯丝电流使灯丝预热，发射出电子。栅极G的高电位又将电子加速。若将某一个阳极A（图中脚5）与栅极脚6短接，则该阳极上的氧化锌发光层受高速电子激发，发出绿色荧光。按图3接法可显示一条短竖线。由于U\(_{f}\)、Ua、U\(_{g}\)均较低，管子发出的荧光较暗，但还是容易辨认的。若预先把构成某一数码的全部阳极均与栅极接通，例如用一根细铜丝把3、4、5、9、10脚短接后接到脚6上，应能显示出数码4。如果数码管不能发光，说明管子已衰老。如果显示的数码笔划不全，多是该笔划所对应的阳极断线。

辉光数码管属于冷阴极辉光管，具有10个阴极和一个共同阳极，管内充有氖气。当某个阴极与阳极之间的电压大于起辉电压时，该阴极就起辉。由于10个阴极制成0～9共10个数码形状，故可显示出相应的数字。起辉之后，如果阴极～阳极之间的电压低于熄灭电压，该阴极即熄灭。以SZ—8型辉光数码管为例，外形见图4（a），管脚排列见图4（b）。其主要参数为：阳极电压U\(_{a}\)≥170V，起辉电压UZ＜160V，熄灭电压U\(_{H}\)≤100V，阴极电流IK=2±1mA，限流电阻R=20KΩ。

检查数码管的好坏的电路见图5，这里用了一块万用表和一块兆欧表，当万用表如图示接法时可测出数码管的阴极电流，若将万用表并联在兆欧表两端时，可测出管子的起辉电压。图中开关K为单刀十掷转换开关，依次接通各个阴极。

当按额定转速（一般为120转／分）摇兆欧表时，发出的直流电压迅速升高，当超过辉光数码管的U\(_{Z}\)值时，开关所接通的阴极即起辉，显示出相应的数码。由于兆欧表的内阻甚高，最大输出电流一般在2mA以下，所以不必加限流电阻。若发出的辉光很暗，说明管子已衰老；若显示的笔划残缺不全，说明所对应的阴极局部开路。摇表时，一定要注意摇的速度均匀，不可忽快忽慢。

半导体数码管的型号很多，发光颜色也不同。现以七段显示的HDR—2型半导体数码管为例，介绍用万用表检查它的方法。

HDR—2型半导体数码管分为HDR—2（＋）和HDR—2（－）两种，管脚排列见图6（a），H表示小数点。对于HDR—2（＋）来说，脚3和脚8为公共正极，内部结构见图6（b），使用时接电源正极；对于HDR—2（-）来说，脚3和脚8则为公共负极，内部结构见图6（c），使用时接电源负极。

由于该管的正向压降一般在1.5～2V，工作电流也较大，应将两块万用表Ⅰ和Ⅱ均拨R×1档，串联使用，检查HDR—2（-）的电路见图7。把表I的黑表笔与A、B、G、F四个管脚接通，则显示出一个方框。若将A、B、C、D、E、F、G管脚均接表Ⅰ的负端，可显示出“8”字。因实际电流小于60mA，管子发出的红光要比正常发光稍暗些。如果发光太暗说明数码管已失效；若不发光，说明有断线。

这里介绍的是用普通万用表测量1～1000pF，小 电容容量的方法。测试电路见图8，图中虚线框内表示万用表的交流电压档，该档内阻用R\(_{v}\)表示，Cx为被测电容，耐压在450伏以上时，可选用220伏交流电源。

由于电容器的容量越小，其容抗越大，C\(_{x}\)上的压降增大，使万用表的读数越小，因此为了在测小电容时表针有明显的偏转，必须选最高的交流电压档以提高Rv。一般可选500，万用表的电压灵敏度（KΩ／V）越高越好。

设选择500，总分度格教为50格，测量时表针偏转n格。使用22050Hz交流电，则从下式可求出C\(_{x}\)值：

可根据（6）式在万用表的表盘上专门绘制一条测小电容的刻度线，使用时更为方便。

上述方法也有缺点，主要是500的内阻仍嫌低，使用中等灵敏度（5KΩ／V）的万用表500时，只能测51PF以上的小电容。为此，可采用扩大电压表量程的方法，在万用表插孔上串一只合适的高阻值电阻。例如在MF30型万用表的插孔上串一只10MΩ电阻后，500的量程就扩大到2500就可以测出10pF的小电容了；若将高灵敏度的MF10型万用表的500扩大到5000就可测出1PF的小电容。

注意的是，这里扩大交流电压量程的目的只是为了提高R\(_{v}\)值，而电源电压仍选220也可根据被测电容的耐压值来选择电源电压。若实际的电源电压不等于220应将（6）式中的“220”换成实际电压值。（沙占友）