萬用表功能及原理
時(shí)間：2019-11-25
作者：化工儀器網(wǎng)
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萬用表又稱為復(fù)用表、多用表、三用表、繁用表等，是電力電子等部門不可缺少的測量儀表，一般以測量電壓、電流和電阻為主要目的。萬用表按顯示方式分為指針萬用表和數(shù)字萬用表。是一種多功能、多量程的測量儀表，一般萬用表可測量直流電流、直流電壓、交流電流、交流電壓、電阻和音頻電平等，有的還可以測交流電流、電容量、電感量及半導(dǎo)體的一些參數(shù)(如β)等。
萬用表是一種帶有整流器的、可以測量交、直流電流、電壓及電阻等多種電學(xué)參量的磁電式儀表。對于每一種電學(xué)量,一般都有幾個(gè)量程。又稱多用電表或簡稱多用表。萬用表是由磁電系電流表(表頭),測量電路和選擇開關(guān)等組成的。通過選擇開關(guān)的變換,可方便地對多種電學(xué)參量進(jìn)行測量。其電路計(jì)算的主要依據(jù)是閉合電路歐姆定律。萬用表種類很多,使用時(shí)應(yīng)根據(jù)不同的要求進(jìn)行選擇。
基本功用
萬用表不僅可以用來測量被測量物體的電阻，交直流電壓還可以測量直流電壓。甚至有的萬用表還可以測量晶體管的主要參數(shù)以及電容器的電容量等。充分熟練掌握萬用表的使用方法是電子技術(shù)的基本技能之一。常見的萬用表有指針式萬用表和數(shù)字式萬用表。指針式多用表是以表頭為核心部件的多功能測量儀表，測量值由表頭指針指示讀取。數(shù)字式萬用表的測量值由液晶顯示屏直接以數(shù)字的形式顯示，讀取方便，有些還帶有語音提示功能。萬用表是公用一個(gè)表頭，集電壓表、電流表和歐姆表于一體的儀表。
萬用表的直流電流檔是多量程的直流電壓表。表頭并聯(lián)閉路式分壓電阻即可擴(kuò)大其電壓量程。萬用表的直流電壓檔是多量程的直流電壓表。表頭串聯(lián)分壓電阻即可擴(kuò)大其電壓量程。分壓電阻不同，相應(yīng)的量程也不同。萬用表的表頭為磁電系測量機(jī)構(gòu)，它只能通過直流，利用二極管將交流變?yōu)橹绷?，從而?shí)現(xiàn)交流電的測量。
結(jié)構(gòu)組成
萬用表由表頭、測量電路及轉(zhuǎn)換開關(guān)等三個(gè)主要部分組成。萬用表是電子測試領(lǐng)域基本的工具，也是一種使用廣泛的測試儀器。萬用表又叫多用表、三用表(A,V,Ω也即電流，電壓，電阻三用)、復(fù)用表、萬能表，萬用表分為指針式萬用表和數(shù)字萬用表，還有一種帶示波器功能的示波萬用表，是一種多功能、多量程的測量儀表。一般萬用表可測量直流電流、直流電壓、交流電壓、電阻和音頻電平等，有的還可以測交流電流、電容量、電感量、溫度及半導(dǎo)體(二極管、三極管)的一些參數(shù)。數(shù)字式萬用表已成為主流，已經(jīng)取代模擬式儀表。與模擬式儀表相比，數(shù)字式儀表靈敏度高，精確度高，顯示清晰，過載能力強(qiáng)，便于攜帶，使用也更方便簡單。
表頭
萬用表的表頭是靈敏電流計(jì)。表頭上的表盤印有多種符號(hào)，刻度線和數(shù)值。符號(hào)A一V一Ω表示這只電表是可以測量電流、電壓和電阻的多用表。表盤上印有多條刻度線，其中右端標(biāo)有"Ω"的是電阻刻度線，其右端為零，左端為∞，刻度值分布是不均勻的。符號(hào)"-"或"DC"表示直流，"~"或"AC"表示交流，"~"表示交流和直流共用的刻度線。刻度線下的幾行數(shù)字是與選擇開關(guān)的不同檔位相對應(yīng)的刻度值。
表頭上還設(shè)有機(jī)械零位調(diào)整旋鈕，用以校正指針在左端零位。
選擇開關(guān)
萬用表的選擇開關(guān)是一個(gè)多檔位的旋轉(zhuǎn)開關(guān)。用來選擇測量項(xiàng)目和量程。
一般的萬用表測量項(xiàng)目包括:"mA";直流電流、"V(-)":直流電壓、"V(~)":交流電壓、"Ω":電阻。每個(gè)測量項(xiàng)目又劃分為幾個(gè)不同的量程以供選擇。
表筆和表筆插孔
表筆分為紅、黑二只。使用時(shí)應(yīng)將紅色表筆插入標(biāo)有"+"號(hào)的插孔，黑色表筆插入標(biāo)有"-"號(hào)的插孔。
表頭(指針式)
它是一只高靈敏度的磁電式直流電流表，萬用表的主要性能指標(biāo)基本上取決于表頭的性能。表頭的靈敏度是指表頭指針滿刻度偏轉(zhuǎn)時(shí)流過表頭的直流電流值，這個(gè)值越小，表頭的靈敏度愈高。測電壓時(shí)的內(nèi)阻越大，其性能就越好。表頭上有四條刻度線，它們的功能如下:條(從上到下)標(biāo)有R或Ω，指示的是電阻值，轉(zhuǎn)換開關(guān)在歐姆擋時(shí)，即讀此條刻度線。第二條標(biāo)有∽和VA,指示的是交、直流電壓和直流電流值，當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)在交、直流電壓或直流電流擋，量程在除交流10V以外的其它位置時(shí)，即讀此條刻度線。第三條標(biāo)有10V,指示的是10V的交流電壓值，當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)在交、直流電壓擋，量程在交流10V時(shí)，即讀此條刻度線。第四條標(biāo)有dB,指示的是音頻電平。
表頭(數(shù)字式)
數(shù)字萬用表的表頭一般由一只A/D(模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換芯片+外圍元件+液晶顯示器組成，萬用表的精度受表頭的影響，萬用表由于A/D芯片轉(zhuǎn)換出來的數(shù)字，一般也稱為3 1/2位數(shù)字萬用表,4 1/2位數(shù)字萬用表等等。常用的芯片是ICL7106(3位半LCD手動(dòng)量程經(jīng)典芯片，后續(xù)版本為7106A,7106B,7206,7240等等),ICL7129(4位半LCD手動(dòng)量程經(jīng)典芯片),ICL7107(3位半LED手動(dòng)量程經(jīng)典芯片)。
測量線路
測量線路是用來把各種被測量轉(zhuǎn)換到適合表頭測量的微小直流電流的電路，它由電阻、半導(dǎo)體元件及電池組成
它能將各種不同的被測量(如電流、電壓、電阻等)、不同的量程，經(jīng)過一系列的處理(如整流、分流、分壓等)統(tǒng)一變成一定量限的微小直流電流送入表頭進(jìn)行測量。
轉(zhuǎn)換開關(guān)
其作用是用來選擇各種不同的測量線路，以滿足不同種類和不同量程的測量要求。轉(zhuǎn)換開關(guān)一般是一個(gè)圓形撥盤，在其周圍分別標(biāo)有功能和量程。
工作原理
萬用表的基本原理是利用一只靈敏的磁電式直流電流表(微安表)做表頭。
設(shè)計(jì)原理
數(shù)字萬用表的測量過程由轉(zhuǎn)換電路將被測量轉(zhuǎn)換成直流電壓信號(hào)，再由模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器將電壓模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，然后通過電子計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，最后把測量結(jié)果用數(shù)字直接顯示在顯示屏上。
萬用表測量電壓、電流和電阻功能是通過轉(zhuǎn)換電路部分實(shí)現(xiàn)的，而電流、電阻的測量都是基于電壓的測量，也就是說數(shù)字萬用表是在數(shù)字直流電壓表的基礎(chǔ)上擴(kuò)展而成的。
數(shù)字直流電壓表A/D轉(zhuǎn)換器將隨時(shí)間連續(xù)變化的模擬電壓量變換成數(shù)字量，再由電子計(jì)數(shù)器對數(shù)字量進(jìn)行計(jì)數(shù)得到測量結(jié)果，再由譯碼顯示電路將測量結(jié)果顯示出來。邏輯控制電路控制電路的協(xié)調(diào)工作，在時(shí)鐘的作用下按順序完成整個(gè)測量過程
當(dāng)微小電流通過表頭，就會(huì)有電流指示。但表頭不能通過大電流，所以，必須在表頭上并聯(lián)與串聯(lián)一些電阻進(jìn)行分流或降壓，從而測出電路中的電流、電壓和電阻。
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