万用电表的测量原理及使用方法

2010-05-24 09:47   出处:互联网   编辑:HSZ 我要点评

  在大多数的场合中,我们都是用万用电表去测量电路板上的交直流电压轴(Volt)、交直流电流(Amp)及欧姆挡(0hm)等等,当测量电压时,我们必须把两条测试线接在标示V与GND(地端),让电表形成一个高阻抗的输入端,以便读取测试点两端的电压差,该信号先经过自动换挡(Auto-Range)线路处理后,转成一个小于2V的DC直流成分值,再经过电表内部的AD取样并转换后,才把数值显示到LCD幕上。数字电表内的AD转换器决定该表的显示精确度,数字电表若标示有三位半的精度,代表可以的范围为0000~1999,千位数只可以有0与1的变化,其他位数则可由O~9变化。为什么会有这种安排呢?这是因为内部AD转换电路只能有2000个转换值关系,不过,较新型的数字电表可以显示到3999或是更多的位数,这代表其AD的转换精度更高了。

  测量交流电压时,电表还必须先将交流信号处理成直流信号,才能进行度量及显示,如果你的数字电表表示“true RMS”等字样时,代表该电表可以测量交直流信号的实际有效值来,反之就只能显示平均值而已。测量交直流电流时,就必须改变测试线的输入位N7,一般的掌上型的数字电表都提供高低电流挡两组输入点。此时的电表本身被视为一个小电阻串联在电路当中,如果该电阻值是已知的,再测得该小电阻两端的电压时,就可以换算出其通过的电流值来。如果你的测试线是安排成电流测量模式,可是却误当成电压测量时,会有什么结果?比如说碰到+12V的电源端,假设电表内部的串联电阻只有0.1欧姆而已,则接触的瞬间将有高达120A电流通过,这么大的电流有可能使测试线着火以及电表损坏的可能,所以电流挡位上都会加上保护用的保险丝,以便在千钧一发的瞬间保护操作者及数字电表。

  R当要做电阻值测量时,数字电表的操作就跟指针式电表完全不同了,它会先产生一个精密的电流源,由测试线的正端送出,经过待测电阻后流回GND点,电表同时监视输出入点的电压,即可由R=V/I的公式中得到实际的电阻值。相同的原则之下,我们不可以在电阻挡下,去做电压的测量,如果你量的电压值过高时,一定会损坏电表内部的电流源,这可能导致电阻档的永远损坏或是误差过大。至于电路导通的测试和电阻测量方法类似,电表只要判定电阻值小于5(或更小的值)欧姆时,就驱动内部的蜂鸣器草作,以发出导通的音响声。

  数字电表当然还有其他增添的功能,不过应该都是上述电压电流及电阻测量原理的延伸,例如记录最大及最小值、记录变化量或是换算频率(需要添加F->V电路才可以)。选购

  数字电表时除了要留意其主要的功能外,还要注意以下几点:

  (1)尽量选择有Auto-range的数字电表,避免电表因挡位错误而损坏

  (2)参考厂商的型号,留意各个挡位的精确度,因为相同的价格下你可能买到精度差一倍的掌上型数字电表

  (3)厂商所提供的保修期,一般是一年保修,有些则提供长达三年的保修。

  万用电表的新发展

  其实,由几家世界级电表大厂的动作就可以看出电表的趋势:朝所谓的SCRPE-MERTER方向发展,亦即融入了示波器的技术,让电表的显示不仅仅是测试点的数值显示,同时也加上了该测试点的正确波形,以便让使用者能马上辨认出该点的信号是否正确。在日渐增多的数字电路中,这种需求是越来越多的。例如:我们用数字电表在一个测试点上得到一个2V左右的直流电压值,到底这个值是否是正确的呢?较有经验的人会再用逻辑笔(LOGIC PROBE)再CHECK一下,如果发现是一连串的PLUSE时,那么用数字电表得到的直流值就有可能不是我们所要的值了,所以为了确认信号的类型,只好再找来示波器做进一步的测量,这会使我们度量信号的时间无形中增加了许多。因此,新的趋势就是把信号的测量值与波形同时显现出来,让使用者立即查看值与波形。此时同时展示值与波形的显示屏就要大一些,通常是采用液晶LCD显示。如果该电表可处理波形后,还可以显示该波形的特性值:频率、周期和高低比(Duty Cycle)等等。此时的二合一仪器已逐渐跳脱原先万用电表的应用范围了,所以其价格都超过万元以上,不过我们认为:随着使用人口的增加,这类设备的价格应该还会再下降才对。

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  万用电表使用十戒:

  (1)经常使用才能维持测量工具的正常。

  (2)选用高质量的电池。

  (3)分清楚测量的挡位。

  (4)尽量选用自动换挡(auto-range)。

  (5)避免电表受潮或掉落。

  (6)测量AC交流电压时要避免触电。

  (7)测量电流的接线绝对不能用来测量电压挡。

  (8)不要调整电表内的任何元件。

  (9)熟读使用说明书及测试重点提示。

  (10)使用完毕后记得关闭。


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