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(hù)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)

2、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(biāo)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(dāng)表頭并聯(lián),串聯(lián),加上整流

3、器,外接電池和加上附加電阻時(shí),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(kuò)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(diǎn):1:讀數(shù)容易,準(zhǔn)確.2:測

4、量精度高.3:因?yàn)閮?nèi)阻高,所以測量誤差可以達(dá)到很小.4:性能穩(wěn)定,工作可靠,耐用.5:在強(qiáng)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(diǎn),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(jià)格便宜等特點(diǎn),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

5、; 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),并視其表針是否處于零點(diǎn)(指電流,電壓刻度的零點(diǎn)),若不在,則應(yīng)調(diào)整表頭下方的“機(jī)械零位調(diào)整”,使指針指向零點(diǎn)。 根據(jù)被測項(xiàng),正確選擇萬用表上的測量項(xiàng)目及量程開關(guān)。

6、 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,,,,,,,,,,,Ω,＋,－,,Ａ-V-Ω,,指針,檔位,零位調(diào)整,機(jī)械零位調(diào)整,MF--47型指針表面板圖,,刻度盤,當(dāng)指針偏轉(zhuǎn)角度太小而無法精確讀數(shù)時(shí),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(shí),應(yīng)注

7、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(diǎn)),說明接線不正確,應(yīng)把萬用表的兩支表筆位置調(diào)換.,,,,,,,,,,R,P,圖1,電池,萬用表作為電流表用時(shí)的接線圖,,2.在指針偏轉(zhuǎn)角度大于或等于最大刻度30%時(shí),盡量選用大量程檔,因?yàn)榱砍逃?分流電

8、阻愈小,電流表的等效內(nèi)阻愈小,這時(shí)被測電路引入的誤差也愈小。3.在測大電流(如500mA時(shí)),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(diǎn)。萬用表作電壓表使用時(shí)1.把萬用表并接在被測電路上,在測量直流電壓時(shí),應(yīng)注意被測電壓的極性,正確接法如圖2所示,即把紅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(shí)的試探方法試一試,如指針向右偏轉(zhuǎn),則可以進(jìn)行測量,如指針向左偏轉(zhuǎn),

9、則把紅,黑表筆對換位置,方可測量。,,,,,,,,E,,,,,R2,R1,r,圖2,測量直流電壓時(shí)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(shí),測量盡量選擇大量程檔.因?yàn)榱砍逃?分壓電阻愈大,電壓表的等效內(nèi)阻愈大,這時(shí)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(shí)需換用電壓靈敏度更高(內(nèi)阻更大)的萬用表來進(jìn)行測量.如100

10、KΩ/V左右的萬用表等。3.在測量交流電壓時(shí),不必考慮極性問題,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?yàn)橐话闱闆r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(shí)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(diǎn)。5.在測量大于或等于100V以上的交流高電壓時(shí),必須注意安全

11、,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(diǎn)。6.在電路系統(tǒng)中常用電平來表示該點(diǎn)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600Ω阻抗上產(chǎn)生1mW的,功率,即對應(yīng)的電壓有效值為0.775V。7.在測量有感抗的電路中的電壓時(shí),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(shí),因?yàn)殡娐分懈锌乖淖愿鞋F(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(shí)1.測量時(shí)應(yīng)先調(diào)零,即

12、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?yàn)閮?nèi)接干電池隨著時(shí)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(bǔ)償,因此測量時(shí)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(shí),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,量程檔愈小,測量電流愈大,否則相反;所以,如果用萬

13、用表的小量程歐姆檔R×1檔,R ×10檔去測量小的末知電阻時(shí),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(shí),萬用表應(yīng)置在大量程的歐姆檔上,同時(shí),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(shí),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(shí),就不能把歐姆檔置在R×10K檔,不然易把

14、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(shí),內(nèi)接干電池,對外電路而言,紅表筆接干電池的負(fù)極,黑表筆接干電池的正極。5.測較大電阻時(shí),手不可同時(shí)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(shí),應(yīng)將電路的電源切斷,不然:不斷測量結(jié)果不準(zhǔn)確(相當(dāng)再外接一個(gè)電壓),還會使大電流通過微安表頭,把表頭燒壞。同時(shí),還應(yīng)該把被測電阻的一端從電路上焊開

15、,再進(jìn)行測量,不然測得的是電路在該兩點(diǎn)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(hù)微安表頭,以免下次開始測量時(shí)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(shí),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

16、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(shí)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.

17、超量程值時(shí),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(gè)指標(biāo)。3.分辨力:,也就是指使顯示器末位跳一個(gè)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(shí)間: 指從輸入電壓發(fā)生突變的時(shí)刻到顯示達(dá)到指標(biāo)規(guī)定的新值所需的最長時(shí)間.它分為三項(xiàng): (1)階躍響應(yīng)時(shí)間;

18、 (2)極性響應(yīng)時(shí)間; (3)量程響應(yīng)時(shí)間;,6.功能與顯示: 通常數(shù)字電壓表應(yīng)標(biāo)明功能項(xiàng)目和自動化程度,如量程轉(zhuǎn)換,極性,校準(zhǔn)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(shí)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

19、于被測信號上的交變干擾電壓。,共模干擾是指同時(shí)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(biāo)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(xiàng),1.測電壓注意事項(xiàng): 在測量低

20、電平信號(幅度小于0.5V)時(shí),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(shí),必須有絕緣設(shè)施,并且要遵守單手操作的規(guī)則.嚴(yán)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(jī),高壓整流器等的直流高壓時(shí),因其中有幅值很大的交流成份,因此不可用高壓探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),10A,V.

21、Ω,COM,MA,MAX10A,1000VMAX750V,20mA,,,,1 9 9 9,顯示,3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(shí)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(shí),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

22、: 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(jì)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上的偏置電壓是2V.在測量發(fā)射極電,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,0.1,0.9,9,90,900,200uA,2mA,20mA,200mA,2A,,,公共端,電流輸入,,3A,121110987654321,ACMA至交流轉(zhuǎn)換器,DCMA至模/數(shù),,,,

23、,圖3:典型的電流變換電路,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,電流輸入端,公共端,CE,RE,RS,數(shù)字萬用表,圖4:測發(fā)射極電流,流時(shí),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(dāng)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(shí)的電表內(nèi)阻約為100Ω,這相于100Ω的電阻

24、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,改變了放大器的工作狀態(tài)。 選擇200mA量程測量電流時(shí),數(shù)字萬用表的分流電阻只有1歐姆,此時(shí)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(zhǔn)確的測量,測試前應(yīng)了解被測電路及元器件,以便估計(jì)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(shí),也必須正確選擇使

25、用量程,才能減小測量誤差。3.測熱敏電阻的注意事項(xiàng): 由電阻--電壓變換電路可知,使用3 1/2位數(shù)字萬用表時(shí),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電阻的測量幾乎沒什么影響,所以測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確.若電流通過熱敏器件超過一定數(shù)值時(shí),溫度迅速增高,當(dāng)被測器件溫?zé)釙r(shí),阻值明顯改變,所以測熱敏電阻時(shí)

26、,必須選擇合適的量程,在熱敏電阻不發(fā)熱時(shí)測試,測量時(shí)間越短越好。4.屏蔽和接地注意事項(xiàng): 測試幅度很小的信號時(shí),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(shí),必須有良好的接地和適當(dāng)?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(fù)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

27、的測試點(diǎn)。 探頭有如下幾種: 高阻抗探頭;高壓探頭;射頻探頭;交流電流探頭;幾種。 這里只介紹我們常用到的高壓探頭:,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,RL,C2,C1,R,數(shù)字萬用表,測試信號,圖5:典型的高阻抗探頭,,,,,,,,,,,,,測試信號,999M,1M,RL,數(shù)字萬用表,圖6: 典型的高壓探頭,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,RL,數(shù)字萬

28、用表,測試信號,C1,R1,C2,R2,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(dá)到1000V,故測量電視機(jī)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(shí)是一個(gè)簡單的電阻分壓器.當(dāng)串聯(lián)電阻值是999M歐,而并聯(lián)電阻是1M歐時(shí),可得到1000:1的分壓器.在測試點(diǎn)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

29、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?yàn)槿藗兪褂貌划?dāng)而引起的);另一類是萬用表本身的故障(因?yàn)樵骷?電路損壞而引起的,它可分為機(jī)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(jìn)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(dāng)而造成的,為了避免故障發(fā)生,使用者必須熟讀產(chǎn)品

30、使用說明書。機(jī)械故障與簡單排除方法:,指針不能持續(xù)平穩(wěn)地偏轉(zhuǎn),不能正確指示實(shí)際測量值,可能的原因有: a.表頭可動部分的間隙掉入雜物.此時(shí)只要打開箱蓋,把鐵芯和磁極間的間隙清除干凈即可。 b.表頭支架移位,此時(shí)只要調(diào)整一下支架的位置,使其恬好在間隙的中央即可。 c.固定表盤的螺釘松動,此時(shí)只要緊固一下螺釘即可。 d.指針變形,彎曲,動圈軸尖跳出軸承,軸尖球面被磨禿,測量時(shí)

31、偏差過大等一般也就沒有進(jìn)一步維修的必要,只能更換。,數(shù)字萬用表的一般故障排除,A.功能檢查:200mVDC檔是數(shù)字萬用表的最基本的量程,也是檢修調(diào)測的關(guān)健檔,在功能檢查時(shí),首先應(yīng)置200mVDC檔,并按以下兩點(diǎn)通用的檢查方法,大至判斷: 查輸入為0時(shí)的顯示值,把表置200mVDC檔,正負(fù)表筆短接,儀表應(yīng)顯示為0。 查負(fù)號顯示或溢出顯示:把表的正表筆與電池的負(fù)極短接,使電壓輸入小于0伏,則表應(yīng)顯示(-

32、1)。,有些進(jìn)口數(shù)字萬用表抗市電干擾按60Hz設(shè)計(jì)的,因我國采用50Hz市電,用抗干擾60Hz的數(shù)字萬用表測量和50Hz成倍數(shù)的信號,其抗干擾能力則明顯降低,除非改變其電路。一般檢修步驟:可先查電源;后查參考電壓,再查功能選擇轉(zhuǎn)換開關(guān),用高位數(shù)的表進(jìn)行驗(yàn)證,用比較的方法查找故障點(diǎn).(高位數(shù)表即指3位半,4位半,5位半,6位半等,位數(shù)越高,其精度也越高)。,以上教材由于編寫時(shí)間和水平有限,難免錯誤多多,望大家批評指正,以期今后更加完善,