常用儀器儀表的使用

1、常用儀器儀表使用(培訓(xùn)教材)編輯: 董平波2001.2月深圳斯比泰電子有限公司目的和范圍:目的: 為了使本公司的所有使用萬用的員工能正確的使用和維護好自已的萬用表,提高工作效率,減少不必要的損失.范圍: 本公司所有使用萬用表的崗位員工.關(guān)于萬用表: 萬用表:(或稱作多用電表,萬用電表)是一種常用的多用途的儀表,不僅從事電子技術(shù)的專業(yè)人員需要它,廣大的業(yè)余無線電愛好者也需要用它來調(diào)試電路和維修儀器。所以正確地選擇,使用和簡單維修萬用表是非常重要的；為此,首先應(yīng)對萬用表的類型,結(jié)構(gòu),工作原理,技術(shù)指標等有足夠的了解。培訓(xùn)的主要內(nèi)容:1. 萬用表的分類;2. 本公司常用的有哪些型號的萬用表;3. 萬

2、用表的基本使用方法;4. 萬用表常見故障的排除;A:萬用表的分類: 萬用表分成指針式和數(shù)字式兩種類型: 指針式萬用表是由磁電式微安表頭上加一些元器件構(gòu)成的。當表頭并聯(lián),串聯(lián),加上整流器,外接電池和加上附加電阻時,就構(gòu)成了多量程的電壓,電流,電阻的測試儀表。 在此基礎(chǔ)上還可以擴大測量范圍,如測量晶體管類型,參數(shù),測電感,電容值,測量放大器的特性等.萬用表因此而得名。 數(shù)字式萬用表是在模擬指針刻度測量的基礎(chǔ)上,用數(shù)字形式直接把檢測結(jié)果顯示出來,它由直流數(shù)字電壓表或加上一些轉(zhuǎn)換器構(gòu)成 由于數(shù)字式萬用表采用了大規(guī)模集成電路,故與指針式萬用表相比有下一些優(yōu)點:1:讀數(shù)容易,準確.2:測量精度高.3:因為

3、內(nèi)阻高,所以測量誤差可以達到很小.4:性能穩(wěn)定,工作可靠,耐用.5:在強磁場下也能正常工作. 盡管數(shù)字式萬用表具有如此多的優(yōu)點,但是由于指針式萬用表具有結(jié)構(gòu)簡單,讀數(shù)直觀,方便,可靠性高,價格便宜等特點,仍然會被人們廣泛使用。B:本公司常用的有哪些型號的萬用表?常用的型號有:FLUKE-37; CD-800; CD-720E; GDM-8145; MF-47; 500型;DT-9024; CDM8045G; FLUKE-45;DT890B; DT-9905C; HP34401A;等多種這里不一一列出。C:萬用表的基本使用方法1:指針式萬用表的基本使用方法; 測試前,首先把萬用表放置水平狀態(tài),并

4、視其表針是否處于零點(指電流,電壓刻度的零點),若不在,則應(yīng)調(diào)整表頭下方的“機械零位調(diào)整”,使指針指向零點。 根據(jù)被測項,正確選擇萬用表上的測量項目及量程開關(guān)。 如已知被測量的數(shù)量級,則就選擇與其相對應(yīng)的數(shù)量級量程,如不知被測量值的數(shù)量級,則應(yīng)從選擇最大量程開始測量,-V-指針檔位檔位零位調(diào)整機械零位調(diào)整MF-47型指針表面板圖型指針表面板圖刻度盤 當指針偏轉(zhuǎn)角度太小而無法精確讀數(shù)時,再把量程減小,一般以指針偏轉(zhuǎn)角不小于最大刻度的30%為合理量程。 萬用表作為電流表使用1.把萬用表串接在被測電路中時,應(yīng)注意電流方向,正確的接法如圖1所示,即把紅表筆接電流入的一端,黑表筆接電流出的一端,如果不知

5、被測電流的方向,可以在電路的一端先接好一支表筆,另一支表筆在電路的另一端輕輕地碰一下；如果指針向右擺動,說明接線正確;如果表針向左擺動(低于零點),說明接線不正確,應(yīng)把萬用表的兩支表筆位置調(diào)換.RP圖1電池萬用表作為電流表用時的接線圖2.在指針偏轉(zhuǎn)角度大于或等于最大刻度30%時,盡量選用大量程檔,因為量程愈大,分流電阻愈小,電流表的等效內(nèi)阻愈小,這時被測電路引入的誤差也愈小。3.在測大電流(如500mA時),千萬不要在測量過程中拔動量程選擇開關(guān),以免產(chǎn)生電弧,燒壞轉(zhuǎn)換開關(guān)的觸點。萬用表作電壓表使用時1.把萬用表并接在被測電路上,在測量直流電壓時,應(yīng)注意被測電壓的極性,正確接法如圖2所示,即把紅

6、表筆接電壓高的一端,黑表筆接電壓低的一端,如果不知被測電壓的極性,可按 前述測量電流時的試探方法試一試,如指針向右偏轉(zhuǎn),則可以進行測量,如指針向左偏轉(zhuǎn),則把紅,黑表筆對換位置,方可測量。ER2R1r圖2測量直流電壓時萬用表的連接電池2.與上述電流表一樣,為了減小電壓表內(nèi)阻引入的誤差,在指針角度大于或等于最大刻度的30%時,測量盡量選擇大量程檔.因為量程愈大,分壓電阻愈大,電壓表的等效內(nèi)阻愈大,這時被測電路引入的誤差愈小.如果被測電路的內(nèi)阻很大,就要求電壓表的內(nèi)阻更大,才會使測量精度高.此時需換用電壓靈敏度更高(內(nèi)阻更大)的萬用表來進行測量.如100K/V左右的萬用表等。3.在測量交流電壓時,不

7、必考慮極性問題,只要將萬用表并接在被測電路兩端即可,另外也不必選擇大量程檔或選高電壓靈敏度的萬用表,因為一般情況下交流電源的內(nèi)阻都比較小。 值得注意的是：被測交流電壓只能是正弦波,其頻率應(yīng)小于或等于萬用表的允許工作頻率,否則會產(chǎn)生較大誤差。4.不要在測量較高的電壓(220V)時拔動量程開關(guān),以免產(chǎn)生電弧,燒壞轉(zhuǎn)換開關(guān)的觸點。5.在測量大于或等于100V以上的交流高電壓時,必須注意安全,最好把一支表筆固定在被測電路的公共地端,然后用另一支表筆去碰觸另一端測試點。6.在電路系統(tǒng)中常用電平來表示該點的電壓有效值,故萬用表在交流電壓檔上帶有電平刻度,零電平是指600阻抗上產(chǎn)生1mW的 功率,即對應(yīng)的電

8、壓有效值為0.775V。7.在測量有感抗的電路中的電壓時,必須在測量后先把萬用表斷開再關(guān)電源,不然會在切斷電源時,因為電路中感抗元件的自感現(xiàn)象,會產(chǎn)生高壓而可能把萬用表燒壞。萬用表作為歐姆表用時1.測量時應(yīng)先調(diào)零,即把兩表筆直接相碰(短路),調(diào)整表盤下面的零歐姆調(diào)整器(如面板圖),使指針正確指在0歐姆處,這是因為內(nèi)接干電池隨著時間加長,其提供的電源電壓會下降,內(nèi)部分流電阻調(diào)整作為補償,因此測量時必須調(diào)零。2.為了提高測量的精度和保證被測對象的安全,必須正確選擇合適的量程檔,一般測電阻時,要求指針在全刻度的20%-80%的范圍內(nèi),這樣測試精度才能滿足要求。3.由于量程檔不同,測量電流大小也不同,

9、量程檔愈小,測量電流愈大,否則相反;所以,如果用萬用表的小量程歐姆檔R1檔,R 10檔去測量小的末知電阻時,末知電阻上會流過大的電流,如果該電流超過了末知電阻所允許通過的電流,末知電阻會燒毀,或者把指針打彎;所以,在測量不允許通過大電流的電阻時,萬用表應(yīng)置在大量程的歐姆檔上 同時,量程檔愈大,內(nèi)阻所接的電池電壓愈高,所以在測量不能承受高電壓的電阻時,萬用表不宜在大量程的歐姆檔上,如測量二極管和三極管的極間電阻時,就不能把歐姆檔置在R10K檔,不然易把管子的極間擊穿,只有降低量程檔,讓指針指在高阻端。4.由于作歐姆表使用時,內(nèi)接干電池,對外電路而言,紅表筆接干電池的負極,黑表筆接干電池的正極。5

10、.測較大電阻時,手不可同時接觸被測電阻的兩端,不然,人體電阻就會與被測電阻并 聯(lián),使測量結(jié)果不正確,測試值會大大減小;另外,要測電路上的電阻時,應(yīng)將電路的電源切斷,不然:不斷測量結(jié)果不準確(相當再外接一個電壓),還會使大電流通過微安表頭,把表頭燒壞。同時,還應(yīng)該把被測電阻的一端從電路上焊開,再進行測量,不然測得的是電路在該兩點的總電阻。6.使用完畢不要將量程開關(guān)放在歐姆檔上,為了保護微安表頭,以免下次開始測量時不慎燒壞表頭,測量完成后,應(yīng)注意把量程開關(guān)拔在直流電壓和交流電壓的最大量程位置,千萬不要放在歐姆檔上,以防兩支表筆萬一短路時,將內(nèi)部干電池全部耗盡。2.數(shù)字萬用表的基本使用方法 數(shù)字萬用

11、表是在模擬萬用表的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的數(shù)字式測量儀器.為了由淺入深地講解數(shù)字萬用表的基本測試原理和使用要求,必須建立模擬量和數(shù)字量及其相互轉(zhuǎn)換的概念。A.連續(xù)變化的物理量稱為模擬量.如:電壓,電流,頻率,時間,壓力,重量,長度,溫度,速度,偏轉(zhuǎn)角度等。B.模擬量與數(shù)字量的互相轉(zhuǎn)換:即A-D; D-A之間的轉(zhuǎn)換.A為模擬,D為數(shù)字.C.對于編碼,解碼,轉(zhuǎn)換等的過程,在這里不再專門講解,下去大家自已學(xué)習(xí),我們在這里只討論萬用表的使用。數(shù)字萬用表的主要工作特性1.測量范圍: 表示數(shù)字萬用表能測量最小數(shù)值與最大數(shù)值的范圍.超量程值時,應(yīng)能夠顯示出過載符號。2.輸入特性: 指輸入阻抗和零電流兩個指標。3.分

12、辨力: 也就是指使顯示器末位跳一個字所需的最小輸入電壓值,即在最小量程上具有最高分辨力。4.測量速度: 指每分鐘測量次數(shù)。5.響應(yīng)時間: 指從輸入電壓發(fā)生突變的時刻到顯示達到指標規(guī)定的新值所需的最長時間.它分為三項: (1)階躍響應(yīng)時間; (2)極性響應(yīng)時間; (3)量程響應(yīng)時間;6.功能與顯示: 通常數(shù)字電壓表應(yīng)標明功能項目和自動化程度,如量程轉(zhuǎn)換,極性,校準與調(diào)整等是否自動.關(guān)于顯示,應(yīng)給出顯示方式和位數(shù)。7.抗干擾特性: 在實際測量中,數(shù)字電壓表經(jīng)常受到各種干擾,其中最主要的是電網(wǎng)工頻干擾.按干擾源在測量輸入端的作用方式,可分為串模干擾和共模干擾。 串模干擾就是指疊加于被測信號上的交變干

13、擾電壓。 共模干擾是指同時作用于輸入高端和低端引線上的干擾,其干擾源可能是直流電壓或者是交流電壓。8.誤差: 誤差是指數(shù)字萬用表測量的指示值與真值之差。 基本誤差;工作誤差;影響誤差;穩(wěn)定誤差;9.輸出特性: 通常數(shù)字萬用表均標明數(shù)據(jù)輸出特性和接口功能。數(shù)字萬用表的使用注意事項1.測電壓注意事項: 在測量低電平信號(幅度小于0.5V)時,必須考慮理想的屏蔽和接地,使讀數(shù)不受各種雜散干擾信號的影響。 在測千伏以上的電壓時,必須有絕緣設(shè)施,并且要遵守單手操作的規(guī)則.嚴格講,測千伏以上的高壓,必須使用高壓探頭。 測示波器,電視機,高壓整流器等的直流高壓時,因其中有幅值很大的交流成份,因此不可用高壓探

14、頭直接測高壓整流的管帽,行輸出hFE插口電源開關(guān)量程開關(guān)10AV.COMMAMAX10A1000VMAX750V20mA1 9 9 9顯示3位半數(shù)字萬用表面板圖位半數(shù)字萬用表面板圖 管集電極及視放管的集電極等.但可測顯像管,示波管的第二陽極電壓。2.測量電流時要注意量程的選擇: 無能測量交流電流或是直流電流,都必須注意量程的選擇.從圖3所示的典型的電流變換電路看到,選擇不同的電流量程時,其分流電阻值的數(shù)值是不同的,其變化范圍在0.1-1000歐姆之間。 例如: 測量圖4所示的甲類放大器的發(fā)射極電流,假設(shè)是中功率音頻放大電路,可估計發(fā)射極偏置電阻Re大約是20歐,若100mA的發(fā)射極電流,在Re

15、上的偏置電壓是2V.在測量發(fā)射極電0.10.9990900200uA2mA20mA200mA2A公共端電流輸入3A121110987654321ACMA至交流轉(zhuǎn)換器DCMA至模/數(shù)圖3:典型的電流變換電路電流輸入端公共端CERERS數(shù)字萬用表圖4:測發(fā)射極電流 流時,應(yīng)斷開Re和地之間的連線,發(fā)射極旁路電容Ce可依然接地。 選擇2mA量程測量其電流(當然,因被測電流為100mA左右,不可能選用2mA檔的,這里只不過說明電表內(nèi)阻對被測電路工作狀態(tài)的影響而已),從圖3的電路中可知,這時的電表內(nèi)阻約為100,這相于100的電阻與Re相串聯(lián).顯然,改變了發(fā)射極原來的電阻,從而改變了偏置電壓,改變了放大

16、器的工作狀態(tài)。 選擇200mA量程測量電流時,數(shù)字萬用表的分流電阻只有1歐姆,此時發(fā)射極總 電阻只改變了5%,對圖4被測電路的工作狀態(tài)無大影響,所以正確的選擇量程是非常重要的。 為了準確的測量,測試前應(yīng)了解被測電路及元器件,以便估計接入數(shù)字萬用表所串聯(lián)的電阻值對電路的影響.同樣,在測電壓,電阻參數(shù)時,也必須正確選擇使用量程,才能減小測量誤差。3.測熱敏電阻的注意事項: 由電阻-電壓變換電路可知,使用3 1/2位數(shù)字萬用表時,被測電阻上流過的電流很小,電流的變化僅從低量程的1mA到0.1nA(納安, 是10-9 A).數(shù)字萬用表在電阻測量范圍提供的電流是1mA-1uA.顯然,這樣微小的電流對一般

17、電阻的測量幾乎沒什么影響,所以測量數(shù)據(jù)準確.若電流通過熱敏器件超過一定數(shù)值時,溫度迅速增高,當被測器件溫?zé)釙r,阻值明顯改變,所以測熱敏電阻時,必須選擇合適的量程,在熱敏電阻不發(fā)熱時測試,測量時間越短越好。4.屏蔽和接地注意事項: 測試幅度很小的信號時,接地不良和各種外界的干擾成為不可忽視的問題.在測試高頻信號時,必須有良好的接地和適當?shù)钠帘?措施。5.測試探頭的選擇: 不同信號的測試應(yīng)選擇相應(yīng)的探頭.多數(shù)數(shù)字萬用表均附有兩種探頭,即高阻探頭和高壓探頭.黑線通常連接數(shù)字萬用表的負端和測試設(shè)備的地端.紅色測試插頭接數(shù)字萬用表的測量端和電路的測試點。 探頭有如下幾種: 高阻抗探頭;高壓探頭;射頻探頭

18、;交流電流探頭;幾種。 這里只介紹我們常用到的高壓探頭:RLC2C1R數(shù)字萬用表測試信號圖5:典型的高阻抗探頭測試信號999M1MRL數(shù)字萬用表圖6: 典型的高壓探頭RL數(shù)字萬用表測試信號C1R1C2R2圖7: 典型的射頻探頭 高壓探頭:多數(shù)了萬用表的最大電壓量程只能達到1000V,故測量電視機和示波器中的直流高壓,必須使用高壓探頭,如圖6所示是高壓探頭,其實是一個簡單的電阻分壓器.當串聯(lián)電阻值是999M歐,而并聯(lián)電阻是1M歐時,可得到1000:1的分壓器.在測試點處的電壓若是30000V,經(jīng)探 頭分壓后,在數(shù)字表的輸入端只是30V .典型的高壓探頭為1%的精度。萬用表的常見故障排除: 1.指針式萬用表的故障除; 指針式萬用表的常見故障可分為兩大: 一是人為故障(即因為人們使用不當而引起的);另一類是萬用表本身的故障(因為元器件,電路損壞而引起的,它可分為機械,電器,測量電路的故障),下面分別把故障的現(xiàn)象和簡單排除方法進行介紹,以供參考: 人為故障的簡單排除方法: 這類故障是由于人們對萬用表的使用不當而造成的,為了避免故障發(fā)生,使用者必須熟讀產(chǎn)品使用說明書。機械故障與簡單排除方