万用表又称万能表,也有叫三用表的。一般的万用表能测量交、直流电压,交、直流电流及电阻,有的还可以测量电感、电容、音频电平及晶体管的电流放大系数等。由于它具有多种用途和使用携带方便的优点,因而使用广泛,是无线电爱好者必备的重要仪表。
一般来说,万用表的准确度等级在1.0级~5.0级之间,其数字越小,准确度越高,然而价格也就越贵。通常,业余无线电爱好者所使用的万用表,其准确度等级并不高,所以更要正确使用,以免引起测量误差。有哪些因素会引起测量误差呢?下面分别加以说明。
使用方法不当引起的误差
万用表使用方法不当主要包括量程选择不当、看表针的角度不正确(如使用者没有正对万用表的表盘,两眼不能直视而是斜视)、表的放置方法不对(如准确度等级不高的万用表没有平放)以及不按技术特性要求将表放在扬声器等强磁场环境中使用,其中以量程选择不当在初学者中尤为突出。一些同志在使用万用表测量多点电压或电流时,没有根据被测点电压的高低或电流的大小选择适当的量程,而是随便将档位放置在高量程测量,这样就造成了测量误差。例如,在用准确度为1.5级的万用表测量20伏的直流电压时,若量限放在30伏,因选档合适,则表针约指到满档的2/3处,测量误差较小。如果不注意量限选择,用同一块表测量20伏的直流电压,而将量限置于100伏,因档位太高,则指针指到表盘的偏左部位。这样,量限为100伏比量限为30伏时误差大得多。因此,在使用万用表测量电压、电流及电阻时,应根据它们的数值选择适当的量程进行测量。通常在测量时,最好使表针指在满刻度的2/3以上,这样测量的结果较为准确。如果不知被测电压、电流及电阻的数值,可先将万用表放置在高档位,然后逐渐降低档位,直至不能再降低为止。
对被测对象不十分了解引起的误差
在测量电路中某个电阻时,如果电路中还有其他电阻与被测电阻并联,所测结果就不是该电阻的真实阻值,而是该电阻与其他电阻并联的等效阻值。为此,在测量电路中的电阻时,应该先把被测电阻的一脚焊开后再测量,才能避免其他电阻的影响取得正确测量结果。在测量时,两手指不要同时触及电阻的两端,因为这等于非联了人体的电阻,这样会使测量到的阻值偏小,尤其是测量阻值较大的电阻时,误差将会更大。
在测量两点间的电压时,若不了解被测两点间阻抗的大小,表的内阻又不是足够大,则测得的结果也会有较大的误差。因在测量电压时,万用表与被测两点是并联的,这就相当于在被测两点间并联了一个电表内阻R\(_{r}\),故被测点的总阻抗就会降低,所测的电压将会比实际的小,在电动式仪表中尤为突出。这说明在测量电压时,表的内阻越大越好。而测量电流时,又希望表的内阻越小越好。
一般万用表在测交流电压电流时,交流档测量电路内包含磁电式表头与整流元器件。由于采用了整流电路,其交流档测出的是交流电的平均值(对正弦波或非正弦波都是如此),但表的刻度是按正弦情况下有效值来划分的,所以在测量非正弦波时,电表读数就会有较大的误差。这在测电视机的各点电压时应特别注意。若用整流式仪表测量非正弦波电压的平均值时,都需要将仪表的读数再除以1.11。
仪表使用维护引起的误差
万用表经过一段时间的使用后,应做一些维护保养工作,检查其工作是否正常,这样可以避免诸如元件变质、烧坏及转换开关接触不良等因素引起的测量误差。
转换开关引起的误差,主要是开关表层经长期、多次摩擦后发生氧化(在南方潮湿天气更严重),使得开关表面接触不良,造成读数误差或表针摇摆不定。发现此情况,可用四氯化碳清洗接点,以保持开关表面接触良好。
有些同志在校表时,发现其零欧姆调整电位器无法使表针调到满刻度,于是,就去调整调零螺杆,使其指针指向满刻度。这样就会使指针不能指在零位,反而造成测量读数误差。在碰到这种情况时,应当首先检查电池电压是否正常,然后在考虑其他元件变质的影响。
在一般情况下万用表应当水平放置。放好后,指针应该在零位上。如果不在零位上,即可调整调零螺杆。
万用表中的元件变质或元件被烧坏后也会引起误差。因为万用表的测量电路绝大部分是由电阻组成,其阻值的误差会直接影响万用表的准确性。目前收音机、录音机及电视机等大部分采用晶体管或集成电路,它们的电压数值不高,电流的数值也并不大,这样元件的数值变化一点就会造成仪表的测量误差。因此,万用表使用一段时间之后,需要校准一下,以防元件变质、损坏或电位器因受震动而发生变化,影响测量精度。
当然,在实际工作中引起误差的因素并不限于上述种种,只要掌握了复用表的工作原理,严格按技术特性、使用说明操作,就可以使测量误差减小到最低限度。(高林 朱照玉)