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万用表如何测量电压/电流/电阻?

时间:2020-09-12 09:18:11 来源:美国福禄克 点击:117次

万用表如何测电压/电流/电阻?

万用表,被誉为新千年测量上的一把卷尺。但是什么才是真正的数字万用表?你能用它做什么呢?如何做到安全测量?你又有什么特殊测量要求呢?怎样用zui简单的方法让你的万用表发挥出其zuida功效呢?哪种万用表才是zui适合你现在的工作环境的呢?这些都将会在本期给予解答。

数字万用表就是一个用于电气测量的电子尺。数字万用表具有很多特殊性能,但大体上来说数字万用表主要用于测量电压,电阻以及电流。本次分享以福禄克数字万用表为例进行说明,其他品牌的数字万用表相比来看或许有不同的操作或不同的特点。而本次分享的是大部分数字万用表的通用功能和使用技巧。下面,我们将介绍如何使用数字万用表进行测量以及数字万用表之间的差别。

欧姆定律

使用欧姆定律,可以计算任何电路的电压,电流和电阻。公式是:电压 =电流 × 电阻(见图1)。因此,只要知道公式中的任何两个值,就可以计算出第三个值。

欧姆定律

图一


数字万用表就是利用欧姆定律直接测量并显示电阻、电流或电压。在后面的介绍中,你将会看到数字万用表非常易用。

万用表测量电压

数字万用表的基本用途之一就是测量电压。典型直流电压源就是电池,如汽车用的电池。交流电压通常是由发电机产生的。zui常见的交流电压源就是家中使用的壁装电源插座。某些设备可将交流转换为直流。例如,电视机、立体音响、录像机及电脑等电子设备,接入壁装电源插座后,通过整流器将交流电转换为直流电。直流电为这些设备的电子电路提供能量。
测试供电电压通常是检修电路的步。如果没有电压,或电压过高或过低,则在进一步检查前,首先要解决电压问题。交流电压的波形不是正弦曲线(正弦波),就是非正弦曲线(锯齿波、方波、纹波等)真有效值数字万用表显示的是这些电压波形的“有效值”(均方根)。有效值是交流电压的有效或等量直流电压值。
许多数字万用表具有“平均响应”功能,如果输入一个纯正弦波交流电压信号,它给出准确的有效值读数。具有平均响应功能的万用表无法正确测量非正弦波信号。具有“真有效值”功能的数字万用表可以准确测量非正弦信号,直至数字万用表的指定波峰系数。波峰系数是信号的峰值与有效值的比值。纯正弦波的波峰系数为 1.414,对于一个整流的电流脉冲,这个数值更大。因此,具有平均响应功能的万用表的读数通常比实际有效值低的多。

万用表测量电压

图二

三种电压信号:直流信号、交流正弦波信号及非正弦波交流信号。
一台数字万用表测量交流电压的能力是受信号频率限制的。大部分数字万用表能准确测量频率从50Hz 到500Hz的交流电压,但数字万用表的交流测量带宽可达几百千赫兹。这样的万用表就能读取更高的值,因为它能测量更复杂的交流信号。对于交流电压和电流的准确度规格,数字万用表应标明频率范围及该范围内的精度。

万用表如何测量电压

1.根据需要选择 V~(交流)或 V(直流)。
2.将黑色测试探头插入 COM 输入插口。红色测试探头插进 V 输入口。
3.如果数字万用表只有手动量程调节,请选择更高量程,以免输入超过量程。
4.将探头前端跨接在电路负载或电源两端(与电路并联)。
5.观察读数,确认测量单位。

注:为了正确读出直流电压的极性(±),将红色探头接触电路正极,黑探头接触负极或电路的地。如果反向连接,具有自动极性变换功能的数字万用表只显示一个减号来代表负极性。对于指针万用表,这样操作有可能会损坏仪表。

注:      1/1000 V = 1 mV
1000 V = 1 kV
高压探头可用于电视机和录像机维修,其可承受电压高达 40 kV(见图3)

万用表高压探头

万用表测量电阻,连续性和二极管

电阻
电阻以欧姆(Ω)为单位。电阻值变化很大,从几毫欧姆(mΩ)的接触电阻到几十亿欧姆的绝缘电阻。大部分数字万用表测量电阻可小至 0.1Ω,某些可以测到高达 300 MΩ(300,000,000 Ω)。被测电阻为无穷电阻(开路)时,福禄克万用表显示“OL”,意思是电阻值超出了万用表所能测量的范围。测量电阻时必须关闭电路电源,否则,有可能损坏万用表或电路。某些数字万用表提供欧姆模式保护以防止误接入电压信号。不同型号的数字万用表保护级别也是不同的。

考虑到准确度,低电阻测量时,必须从总测量值里减去测量导线的电阻。一般测量导线的电阻在 0.2Ω 到 0.5Ω 之间。如果测量导线的电阻大于 1Ω,则需要更换测量导线。

如果数字万用表提供小于 0.6V 的直流测试电压来测量电阻,则可以用来测量电路中被二极管或半导体结所隔离的电阻的值。这样就可以在电路板上直接测量电阻而无需将电阻从板子上分离来。(见图 4)。

万用表测量电阻

图四


在二极管存在的情况下测量电阻时,数字万用表的测试电压保持在 0.6 V 以下,这样半导体结就不会导电。

万用表如何测量电阻

1.关掉电路电源。
2.选择电阻档(Ω)。
3.将黑色测试探头插入 COM 输入插口。红色测试探头插入 Ω 输入插口。
4.将探头前端跨接在器件两端,或你想测电阻的那部分电路两端。
5.查看读数,确认测量单位-欧姆(Ω),千欧(kΩ),或兆欧(MΩ)。


注:  1,000 Ω = 1 kΩ

1,000,000 Ω = 1 MΩ

一定确保电阻测量前关闭电路电源。
连续性
连续性指快速测试电阻通/不通,以区分开路和闭路。
带有连续性蜂鸣器的数字万用表能使你轻松、快速地完成很多导通测试。当检测到闭合电路时,万用表发出哔哔声,所以你无需一边测试一边看着万用表。数字万用表的型号不同,触发蜂鸣器发声的电阻等级值也是不同的。


万用表测试二极管

二极管就像一个电子开关。当电压超出一个特定值时,二极管就会导通,通常硅二极管的导通电压为 0.6 V,而且二极管只允许电流单向流动。当检测一个二极管或晶体管结的时候,使用模拟伏特-欧姆计(VOM)不仅会给出变化范围很大的读数,还会通过结驱动电流高达 50mA(见表1)。

万用表测试二极管表一
有些数字万用表有二极管测试模式。这种模式测试和显示通过一个结的实际电压降。正向测试时,一个硅结的电压降低于 0.7V,反向测试时电路为开路。

万用表电流测量

电流测量不同于其他数字万用表测量。只使用数字万用表测量电流时,要求表和被测电路串联。即打开电路将数字万用表测试线串入电路以形成整个电路。这样所有电流都流经数字万用表的电路。一种使用数字万用表间接测量电流的方法就是采用电流探头。探头夹在导线外面,这样就可以避免打开电路将数字万用表串联进去了。

万用表如何测量电流

1.关掉电路电源。
2.剪断或拆焊电路,提供出一个可以放置万用表探头的位置。
3.根据需要选择 A~(交流)或 A(直流)。
4.将黑色测试探头插入 COM 输入插口,红色测试探头插入 amp 或 milliamp 输入插口(根据可能得到的读数确定)。
5.将探头前端连接进电路开口处,以使所有电流都流经数字万用表(串联)。
6.接通电路电源。
7.观察读数,并注意测量单位。

注:对于直流测量,如果测试导线反向连接,万用表会显示“–”。


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