万用表是我们从事电子制作、检修电子设备的必备工具之一。它是一种可以进行多种项目测量的便携式仪表,能测量电流、电压、电阻,还可以粗略地判断电容器、晶体二极管、三极管等元件的性能好坏。下面扼要地介绍一下万用表的种类和使用方法。
一、万用表的种类
万用表的种类很多,按显示的方式可分为:指针式万用表和数字式万用表两大类。前者用指针的偏转来指示检测的数据,后者可用数字直接显示。指针式万用表从指针的偏转运动的轨迹,能形象地反映出被测电量的连续变化过程及变化趋势(例如在测量电容器时,充、放电过程很形象直观),但精度稍差。数字式万用表显示快速、正确,内阻大(DCV挡输入电阻一般为10MΩ,高挡智能型数字万用表可大于10000MΩ),耗电省,重量轻,但不善于显示被测电量的连续变化过程及变化趋势。近年来,带模拟条图的双显示数字万用表和多重显示数字万用表正相继问世,这类万用表兼有指针式和数字式万用表的优点。
指针式万用表有便携式和袖珍式两种。对初学者来说,比较适用的有500型、MF30、MF368型等。数字式万用表有普及型。多功能型和高档智能型等。对初学者来说,比较适用的有DT830、DT890型等。
二、指针式万用表的使用
尽管指针式万用表型号很多,使用方法却基本相同,现以MF368型为例介绍一下指针式万用表的使用。
(一)从外表看一下万用表
图1是MF368型万用表的外型图。从图中可以看到该万用表面板的上半部分是一个带有多条刻度线的表头,铝质的指针平时静止在刻度盘左侧的零刻度位上(指电流、电压刻度的零点)。使用时,根据测量的结果表针会向右偏转。刻度盘自上而下第一条(Ω)弧线为电阻刻度,它的刻度不均匀,零点在最右端;第二条(DCV.A)弧线是直流电流、电压共用的均匀等分刻度,有满度为10、50、250三种;第三条(ACV)弧线是交流电压的刻度;第四、五条(h\(_{EF}\))弧线是测量硅(S1)、锗(G\(_{e}\))晶体三极管hEF值的专用刻度;第六条(DCV LII\(_{CEO}\)弧线既是1500V量程的刻度线也是测晶体二极管正向电流(LI)和晶体三极管ICEO的刻度线。当测二极管正向电流时,从第七条(LV)弧线的刻度上可以读出被测二极管相应的正向电压值;最后一条(dB)弧线是音频功率刻度线,较难掌握,初学者暂可不必识读。在表盘的正中下方有一机械调零螺钉。表头的左下角是一个欧姆调零旋钮(OHM ADJUSTMENT),为调整零欧姆用。

面板的下半部有一个量程选择开关,用它来选择测量的项目和量程(测量范围),把该开关拨至标有Ω处,表示测量的项目是电阻,它有×1~ ×10k五个量程供选用;同样,标有DCmA为测量直流电流,有四个量程;DCV为测量直流电压,有六个量程;ACV为测量交流电压,有五个星程。量程越多,使用越方便。在量程选择开关的周围有四个测试表棒(表笔)插孔(电表输入插孔),其中标有“+”号的插红表棒,标有“*”号的插黑表棒。标有“1500V”和“DC2.5A”的是专用插孔。万用表在使用时,两个表棒除了用交、直流电压1500V和直流电流2.5A这两个量程外,都应插在“+”和“*”的插孔中。在“*”插孔的左边,还有一个测试晶体三极管的专用插座。
(二)怎样用万用表进行测量
使用万用表进行测量前,应明确要测量什么?怎样去测?然后将量程选择开关拨到合适的位置,切不可搞错挡位。例如:测量交流电压时,误将量程选择开关拨在电流或电阻挡位上,很容易损坏万用表。其次,要观察表针是否指在零位。如没指在零位,可调一下机械调零螺钉,使指针为零(不必每次都调)。再看一看两个表棒的位置有否插错。
1.电阻的测量
(1)选择量程。将量程选择开关拨至“Ω”项目挡位上,在该挡位上有5个量程挡次分别为×1、×10、×100、×1k、×10k,识读时必须把指针在Ω刻度线上的读数与该挡次的倍率相乘,才是实际电阻值。如指针停在20上,量程选定的是×10挡,被测电阻值即为200Ω。由于万用表中的电阻挡设计上的特殊性,使得指针在刻度线中点附近读得的数值较为精确,使用时要注意这一点,上述的电阻如选择×100或×1挡的量程都是不合适的。
(2)调零。所谓调零,就是将万用表的两个表棒直接相碰后,调节面板上的欧姆调零旋钮,使指针指在0Ω位置上。调零是测量电阻之前必不可少的步骤,而且每换一个量程都需要重新调整一次。如果欧姆调零旋钮已调到极限位置,但指针仍指不到0Ω位置,说明万用表内的电池电压已不足了,应更换新电池后再进行调整与测量。
(3)正确测量。测量方法正确与否对于测量结果有很大的影响。在测量时,手不要同时触及被测元件两端的引出线(见图2)。对于几欧姆的小电阻,应注意表棒与引出端的接触是否良好,必要时可将元件两端引出线上的氧化物刮掉再进行测量。有时需要测量电路中的元件的阻值,这时必须将被测元件从电路中焊下一端,同时还要切断电源,以防损坏电表。

(4)正确读数。在观察读数时,眼睛的视线要与刻度垂直,在MF368型的万用表的表盘的刻度上有弧形反射镜,读数时眼睛看到的指针应与镜子里的虚象重合。其他项目的测量,读数方法相同。
2.直流电压的测量
将量程选择开关拨至“DCV”挡位中的适当量程,就是拨至稍高于被测电压的那个挡次上。如果被测的电压大小心中没底,可先用最大的量程试测,待被测电压有一个大概的了解后,在表棒脱离被测电路的状态下,拨动量程选择开关至适当的量程(其他的测试项目的量程选择与此相同)。然后,将万用表并联在被测电路的两端,将红表棒接高电位点,黑表棒接低电位点,指针向右偏转,读出表盘上第二条刻度线(DCV.A)指针所指的示数,并折算出被测电路两端的电压值。如要检测一节干电池的电压,量程选择开关应拨至2.5V挡,这时表盘上第二刻度线上的满该废250应按2.5来读数,也就是说量程选择开关所指的数值就是表头上指针满刻度读数的对应值。读数时只要据此折算,就可读出实际值(其他量程的读数折算原理与此相同)。红表棒接电池的正极,黑表棒接电池负极,如指针指在150处,表示该节干电池两端的电压为1.5V。如果被测电路两端的电压大于500V,必需选用1500V的量程,这时黑表棒位置不动,红表棒从原“+”插孔中拨出,插入“1500V”插孔内,量程选择开关放在DC500V处,并从第六条刻度上读数。
在测量直流电压时,由于万用表与被测电路并联,形成分流,使测得的电压值比实际值稍低。万用表分流的影响与并联万用表内阻的大小有关,万用表的内阻越大,测量误差越小。指针式万用表直流电压挡的总内阻是随电压量程而改变的,低电压挡的内阻较小,高电压挡的较大。MF368型直流0~250V时为20kΩ/V;500~1500V时为9kΩ/V。如用10V量程测试时,万用表内阻为10×20kΩ=200kΩ。
3.直流电流的测量
将量程选择开关拨至“DCmA”挡中的适当量程,然后把万用表串联在被测电路中,让电流从红表棒流入电表,由黑表棒流出。读出表盘上第二条刻度线(DCV.A)指针所指的示数,然后折算出被测电路中的直流电流值。如果被测电路中的电流大于250mA.,需用直流 2.5A的量程,这时红表棒应插入“DC2.5A”插孔内,量程选择开关可放“DCmA”的任一档位。
在测量直流电流时,由于万用表与被测电路串联,而使被测电路的电流有一定的减小。为了减小测量误差,应尽量采用大电流量程(即低内阻挡)测量。
4.交流电压的测量
测量步骤与测直流电压相似,不同的是可以不考虑表棒的正、负极性,并从第三条(ACV)刻度读数。如果被测电路两端的电压大于500V,必须用交流1500V的量程,这时红表棒应插入“1500V”插孔内,量程选择开关应放在AC500V处,测量后从表盘的第六条刻度进行读数。
5.晶体三极管I\(_{CEO}\)和hFE的测量
量程选择开关拨至Ω×10挡并调零后,把两个表棒放在一旁不用。测量I\(_{CEO}\)时,将晶体三极管的c、e脚插入相应的“NPN”或“PNP”一侧的c、e插口内,b脚开路,从第六条刻度线(ICEO)上读出指针的示数,就是该晶体管的I\(_{CEO}\)。对于硅管ICEO很小可能无法读出,对于锗管即使是好的管子,也有一定的漏电流,这是正常的。
测量h\(_{FE}\)时,晶体管三极管的引出脚应插入与其相应的“NPN”或“PNP”一侧的e、b、c插口中,对硅管从第四条(hEFSi)刻度线读取h\(_{FE}\)值,对于诸管从第五条(hFEGe)刻度线读数。对I\(_{CEO}\)大的锗管,还应从hFE中减去I\(_{CEO}\)的数值。
6.晶体二极管和发光二极管的正向电流和正向电压的测量
使用MF368型万用表的欧姆挡,可测量晶体二极管的正向电流(I\(_{F}\))和正向电压值(VF)例如测量某型号的晶体二极管,先把量程选择开关拨至Ω×1挡并调零,用两表棒分别接触二极管的两极(黑表棒接二极管的正极,红表棒接负极),从第六条刻度(LI)读出二极管的正向电流I\(_{F}\)值为115mA时,从第七条刻度(LV)上读出正向电压VF为0.7V。如换用Ω×10挡可测得该T二极管的I\(_{F}\)为12mA时,VF为0.6V。
对于发光二极管,正向电压一般大于1.5V,本万用表的欧姆×1~×1k挡是用3V电池,用这几挡量程检测发光二极管正向电流和电压时,不但万用表指针会偏转而且管子还会发光。例如测某一型号的红色发光二极管,当用×1挡测量时,发光二极管发光,从LI刻度上读得正向电流I\(_{F}\)为40mA;从LV刻度上读得VF为2.2V,显然与黑表棒相接的是发光二极管的正极,并且该管子是好的。
三、数字式万用表的使用
数字式万用表种类、型号目前已经很多了,功能也不尽相同。现在,以DT830型数字式万用表为例介绍其用法。
DT830型数字万用表是3\(\frac{1}{2}\)位袖珍式液晶显示万用表,所谓“31;2位”,是指液晶显示器最多可同时出现4个数字。后3个数字,每个数字叫“一位”,共3位;最前面的一个数字只能显示数字0或1(以最高位能显示的数字位数为分母,最大显示的数字为分子)被称为“\(\frac{1}{2}\)位”。合起来叫31;2位,最大显示值为±1999。显然3\(\frac{2}{3}\)位的数字表量程比31;2位高50%,最大显示值为±2999。DT830型万用表共设6个测量项目,即直流电流(DC A)、交流电流(AC A)、交流电压(AC V)、直流电压(DC V)、电阻(Ω)、晶体三极管h\(_{FE}\)。在测电阻(Ω)挡位还有测晶体二极管的正向电压和用以检查线路通、断的蜂鸣器挡位。6个项目共有28个量程。
图3是DT890型数字万用表的面板图。它的上部是一个液晶显示器,中间是一个量程选择开关,下部设有10A、mA、COM和VΩ四个表棒插口,其中COM始终是黑表棒插口,其他3个插口中10A、mA分别是量程200mA以上和200mA以下测量电流时红表棒的插口。VΩ插口显然是测量电阻和电压时红表棒的插口。

数字式万用表的使用与指针式万用表基本相同,下面简单介绍与指针式万用表不同的项目。
(1)只有在装好电池和熔丝管并盖好电池盖才允许进行测量。当显示“LOBAT”字样时,说明电池电量不足,应及时更换电池。
(2)刚开始测量时液晶显示器会出现跳数现象,需等显示值稳定后再读数。测量时若显示器仅最高位显示数字“1”,其他位均消隐,说明仪表过载,应选择更高的量程。
(3)由于液晶显示器本身不发光,只能反射外界的光线,因此不便于夜间观察读数。
(4)数字式万用表电压挡的输入电阻很高,一般为10MΩ。当两个表棒开路时外界干扰信号很容易从输入端窜入,使仪表在低位上出现没有变化规律的数字,这属于正常现象。只要被测电压源的内阻较低,干扰信号即被短路掉,不影响仪表的测量准确度。
(5)测交流电压时,应当用黑表棒接触被测电压的低电位端(如被测信号源的公共地端,220V交流电源的零线端等),以减小测量误差。
四、其他注意事项
万用表比较精巧,使用时要仔细,不用时也要注意保护。
(1)使用一个不熟悉的万用表,应先仔细阅读有关的使用说明书。万用表每次使用完毕,应取下表棒,再将量程选择开关拨至交流电压最高一挡,然后收起来保存。长期不用应取出电池。
(2)对于频率较高的交流电及非正弦波电压,用万用表测量会有较大的误差。需改用晶体管毫伏表来测量。
(3)在测量较高电压时,需注意安全,手不能接触表棒的导电部分,测量前需检查表棒有无裂痕,引线的绝缘层有无破损。
(4)禁止在高温、阳光直射、潮湿、灰尘多、强电磁场干扰、震动和冲击的环境下使用或存放万用表。(周富发)