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萬用表的實際用法以及各功能原理詳解

發布時間:2021-05-21

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    數字萬用表的基礎功能只有四種:測通斷、測電阻、測電壓、測電流(有些電能表還有測量晶體管的能力,這不屬于普遍功能,這里就不說了)。其中電壓電流又可分為直流電壓、交流電壓和直流電流、交流電流。如此一來,我們就得到了6種功能,體現在數字萬用表的表盤上,就是6個功能區這五個功能區中,除了測通斷只有一個檔位以外,其余四個部分都分成了多個數值。在測量時,這些數值應該怎么選呢?

    數值的選擇
    選擇具體檔位時,要分三步:第一,確認測量內容(這個不用說了,測的是交流還是直流,要測電壓還是電流,這個必須先搞清楚);第二,估算測量數值,比如家庭電路的電壓,電壓就在220V左右;第三,選擇檔位——選擇距離估算數值最近、且大于估算數值的檔位。比如家庭電路估算值為220V,就應該選擇交流電壓區域數字大于220V,且距離220V最近的檔位。
   如果選擇的檔位小于實際測量值,則有可能燒毀萬用表;但是檔位越大,測得的數值就越不精準——這是上述選擇檔位方法的原因。如果無法估算數值,則應該調到功能區最大的一個數值進行測量,將所得數值作為估算結果,重新進行選擇和測量。

    表筆的接法
    萬用表的表筆插孔一般有3個或4個,那兩根表筆分別應該插到哪個插孔里呢?
    黑色表筆,永遠插在COM插孔中。紅色表筆,按照測量內容不同,所插入的插孔也不同——測量大電流(大于等于20A)時,無論是交流電還是直流電,紅色表筆都應該插到“20A”插孔中(看插孔旁邊的標識)。

    3個表筆插孔的萬用表,在測量除了大電流以外的所有內容時,都將紅色表筆插入最后一個插孔(三個插孔分別是COM孔,20A孔,和VΩmA孔)。

    4個表筆插孔的萬用表,將VΩ和mA孔分開了——此時測量小電流時,紅色表筆插入mA孔內。測量電壓、電阻和通斷時,紅色表筆插入VΩ孔。


    萬用表的原理簡述

    注意這是“簡述”,并不是詳細描述萬用表的結構。我盡量用最普通的語言,說到讓毫無電工基礎知識的人也能聽懂。


    萬用表的根本是個電流表——它的工作,就是通過測量電流,并利用簡單的公式計算(歐姆定律,公式是I=U/R,電流等于電壓和電阻之比),得到我們想要的結果。


    那它是怎么測量電流的呢?這就是萬用表的靈魂部件——磁電式直流電流表(又叫微安表),這東西的精確度極高,但是可承受的電流很小。為了防止微安表被燒毀,萬用表會在內部與微安表并聯一個電阻,進行分流。并聯電阻和微安表的電阻是已知的,利用公式I=I1*(R1+R2)/R2(R2為分流電阻的阻值),可輕易算出線路中的實際電路大小——此時并聯的這個電阻,叫做“分流電阻”。


    測量電壓時,則是與微安表并聯了一個電阻,這個電阻可以起到分壓的作用(這個電阻叫倍增電阻)。分壓公式是U倍增:U測量=R倍增:R微安表——U倍增可以利用微安表測量倍增電阻的電流,根據I=U/R得出。于是,測量結果U測量就可以輕易計算出來了。


    直流電的電壓、電流都可以直接測出來,但是交流電的電壓、電流方向一直在變化,又該怎么測呢?其實也不難,是在萬用表內部加了一個半波整流電路,將交流電變成直流電,再測。


    測量電阻時,萬用表內部的電池就起到作用了——利用電池給待測物體兩端加壓,并測量此時經過物體的電流。加壓的數值是已知的,因此利用歐姆定律公式,即可輕易算出物體的電阻。

    通斷檔是電阻檔的衍生功能,同樣是在測量線路兩端加電壓,如果線路是接通的(電阻計較?。?,電流就可以回到萬用表,并接通萬用表里的小喇叭,發出蜂鳴聲——一般使用蜂鳴檔測試時,顯示屏上會同時顯示出線路中的電阻值。


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