什么是万用表？模拟和数字万用表的工作

什么是万用表？类型、功能工作和应用

电气和电子工程专业的学生、工程师和技术人员使用各种测量设备来检查电路中的各种电量，例如电压、电流、连续性、功率等，并进行检查和测试各种电子元件，如二极管、晶体管、继电器、电容器、电阻器等。能够执行不同测试和测量的万用表在实验室和工业中用于电气设备和设备的维修和故障排除。

什么是万用表？

万用表是一种用于测量电压、电流、电阻等电气参数的电气测量仪器。它可以测量“多个”电量，具体取决于万用表的类型。

它们是尺寸、精度和准确性各不相同的手持设备。它们主要由电工、工程专业的学生和业余爱好者用于对电气设备和电路进行故障排除。

它有一个 LCD 或刻度、一个刻度盘、测试探针和端口。 LCD 或刻度用于显示测量值。表盘具有多种功能，可通过转动旋钮进行选择。测试探针用于将仪表连接到电路。这些端口用于将测试探针插入仪表。

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万用表的工作

万用表可以是模拟的也可以是数字的。但是这两种万用表的工作流程是一样的。

它有一个用于选择所需测量的刻度盘。它上面写着多个测量符号。旋转转盘以选择测量。它还可以选择合适的测量范围。有些仪表具有自动量程功能。

它有两个探针，即黑色和白色。黑色探头始终插入黑色“COM”或公共端口，而红色探头根据测量值插入其他红色端口之一。

探头用于将仪表连接到电路。万用表内部电路测量所选参数并在液晶显示屏或刻度上显示读数。

但是，用于将万用表连接到电路或组件的注意事项和配置因测量类型而异。

函数

万用表具有多种功能，具体取决于万用表的类型。这些功能可以通过使用选择转盘和一些按钮来激活。它的主要功能是测量电流、电压和电阻。以下是万用表提供的一些功能：

函数	说明	符号
交流电压	测量交流电压	V~
直流电压	测量直流电压	V⎓
交流电流	测量交流电流	一个~
直流电流	测量直流电流	A⎓
阻力	测量电路或元件的电阻	Ω
频率	测量信号频率	赫兹
占空比	测量信号的占空比	%
二极管测试	检查电路中的二极管
电容	微法，以微法为单位测量电容	μF
连续性	为两点之间的连续性提供声音指示。
晶体管测试	晶体管的正向电流增益	hFE
相对模式	测量偏移值。用于精确测量小值	相对
温度	以华氏或摄氏测量温度	F ° , C °

万用表的类型

万用表主要有两种，模拟万用表和数字万用表。

模拟万用表

模拟万用表是最古老的万用表形式。它有一根沿着刻度旋转的针。它们很便宜，但很难阅读。但是，它们比数字万用表更灵敏。它甚至可以感知读数的微小变化。

它由放置在两个永磁体之间的线圈制成。一根针放在线圈的顶部。当电流通过线圈时，它会产生与永磁体的磁场相互作用的磁场。结果，线圈旋转，使针沿着刻度移动。旋转角度取决于流过线圈的电流量。这种配置也称为检流计。它的电阻很小，因此更灵敏。

由于同样的原因，应避免满量程偏转（FSD）。因为电流超出了线圈偏转的范围，它开始烧毁线圈，这会毁坏仪表本身。因此，万用表具有多个量程，其中并联使用分流电阻来分流并测量更大的值。

模拟万用表对于初学者来说很难阅读，因为它在一个表盘上有多个刻度。您必须发现所选的刻度，有时需要将读数乘以 10 或 100 才能获得更大范围的最终测量值。指针还会导致视差误差，您必须在刻度上精确查看 90 度才能获得精确读数。

优势

• 它不需要电池来测量电压和电流。
• 非常敏感。
• 它可以实时检测读数的微小变化。
• 检查连续性或泄漏的响应时间更快。
• 它比数字万用表便宜。
• 它可以显示电流和电压的波动。

缺点

• 满量程偏转或“过载”会损坏模拟万用表
• 很难从模拟秤上读取。
• 阅读中有不同的不确定性。
• 可能会导致视差错误。
• 他们身体不是很强壮。
• 它们没有数字万用表等额外功能。
• 无法显示负值。
• 它具有低输入阻抗，由于负载效应会影响电路。
• 调针需要“调零”。

数字万用表

数字万用表或 DMM 测量电量并将其显示在 LCD 屏幕上。它以数字方式计算读数并将其显示在易于阅读的数字屏幕上。另一方面，模拟万用表无需任何计算即可显示读数，因此具有快速响应时间。

它有一个LCD、一个表盘和多个端口。表盘包括通过同心环连接的内部电路。旋钮用于激活特定测量的电路。

数字万用表包括一个微处理器来计算读数。然而，输入电压或电流是模拟形式的。因此，包含一个 ADC（模数转换器）来转换读数并将它们显示在 LCD 屏幕上。与模拟万用表上的刻度相比，LCD 使测量值易于读取。

表盘还用于从具有不同分流电阻的多个范围中进行选择。当测量超出范围时，万用表过载。因此，它具有过载保护。一些数字万用表具有自动量程功能，可自动为测量选择合适的分流电阻以避免过载。

优势

• 通过 LCD 显示屏轻松读取读数
• 读数更准确。
• 不确定性更少，无视差误差。
• 它具有不影响电路的高输入阻抗。
• 它们身体强壮。
• 它可以显示正面和负面的读数。
• 它具有额外的附加功能，例如电容、频率、温度测量。
• 无需调零。
• 可记录并显示读数的最小值和最大值。
• 自动量程功能允许为测量选择合适的电路，避免对仪表造成任何潜在损坏。

缺点

• 任何类型的测量都需要电池。
• 它们比模拟万用表贵。
• 它无法检测读数的波动。
• 由于计算，它的响应时间较慢。
• 由于敏感的电子电路，它具有电压限制。

万用表术语

万用表有几个术语来定义万用表的好坏程度和可靠性。

敏感度

万用表的灵敏度定义为万用表每伏特满量程偏转提供的电阻。它的单位是欧姆/伏特（Ω/V）。

灵敏度显示仪表的内阻。如果仪表具有高灵敏度，则它具有高内阻。这种仪表不会影响电压测量电路。它不会从电路中汲取电流。

分辨率

万用表的分辨率定义为它能检测和显示的电参数（电流、电压、电阻等）的最小变化。

例如，400mA范围内1mA的分辨率意味着万用表可以检测到读数的1mA变化。

一款分辨率更小，读数更准确的万用表。

范围

万用表的量程是万用表电路可以测量的最大值。它与万用表的分辨率有关。如果范围越小，它的分辨率就越小。分辨率随着距离的增加而增加。

如果测量超出范围，则万用表过载。因此，在不使仪表过载的情况下，可以在最低范围内获得最佳和准确的读数。

准确度

万用表的精度定义为测量中允许的最大误差。它显示读数与实际测量值的接近程度。以%表示。

例如，精度为 ±1% 的万用表读数为 100 欧姆。那么实际读数可以是99欧或101欧。

如果万用表的准确度百分比较低，则读数更准确。

精度

万用表的精度是指在相同条件下重复测量时的接近程度。它告诉万用表是否可靠，其测量值是否不变。

精度还可以识别万用表中可以补偿的误差模式。

探针

万用表的探头用于将万用表连接到电路或组件。它们的一端插入仪表的称为香蕉插孔的端口。而另一端连接到称为探针尖端的电路，它们可以是各种类型。

万用表探头提示类型

万用表探头有几种类型，根据其形状和功能进行分类。但是，它们的主要功能是将仪表连接到电路。

黑色和红色探针

探针主要分为黑色探针和红色探针。黑色探头插入仪表的“COM”或公共端口。它连接在较低的电压点。

红色探头根据所选的测量值（例如电压、电流和电阻）插入其他端口之一。它连接到电路的较高电压点。

尖头探针

这些是最常见的探针类型，也是最便宜的。它们通常用于任何类型的阅读。它们适合快速和频繁使用。

鳄鱼夹

鳄鱼夹或鳄鱼夹是一种弹簧加载的金属夹，其锯齿状的牙齿类似于鳄鱼的下巴，因此得名。它建立了牢固的连接并抓住了电线。它们适合长期测试。

鳄鱼夹的缺点是它的尖端较宽，打开时会变宽。它可以与相邻的电线接触或造成短路。因此不适合在电路板、IC等狭小空间内使用。

可伸缩钩夹

可伸缩挂钩也称为 J 形挂钩或 IC 测试线，带有用于提示的挂钩。它有一个可伸缩的狭窄尖端。它用于在狭窄的地方进行安全连接。挂钩可以更轻松地抓住紧密包装的小电线和别针。

镊子探针

顾名思义，这种探头设计成镊子的形状。它们用于在紧密间隔的点之间进行测试，例如在 SMD（表面贴装器件）中

钳位探针

钳形探头夹在导体周围并测量流过导体的电流，而无需物理接触导体。钳形探头是用于安全测量电路电流的外围设备。它将电流转换为电压，转换比用于计算测量值。

钳形表 内置钳形探头，用于直接测量电流并在液晶显示屏上显示电流值。

如何使用万用表？

万用表（数字万用表或模拟万用表）可用于测量许多电量，分析不同的电气元件和设备并对其进行故障排除。我们已经分享了分步指南和图片教程，展示了如何使用万用表测试和测量特定数量和设备。

• 如何用万用表测量电容？
• 如何使用数字和模拟万用表测试电容器？
• 如何用万用表测量频率？
• 如何使用数字和模拟万用表测量功率？
• 如何使用数字和模拟万用表测量电阻？
• 如何使用数字和模拟万用表测量电压？
• 如何使用数字和模拟万用表测量电流？
• 如何使用数字和模拟万用表测试二极管？
• 如何测试继电器？检查 SSR 和线圈继电器？
• 如何用万用表（DMM+AVO）检查晶体管？
• 如何使用万用表对电气元件进行连续性测试？
• 使用万用表测试电气和电子元件和设备

安全注意事项

在使用万用表时，必须遵守以下注意事项，以免发生任何意外。

• 测量时请勿触摸测试线的尖端。
• 不要使用损坏的测试线。
• 请勿将仪表并联到电流测量电路。
• 当探头连接到安培插座时，请勿将仪表连接到电压源。
• 请勿将仪表连接到通电的电路进行电阻测量。
• 请勿将已充电的电容器连接到仪表。
• 不要将万用表用于比其指南中提到的电压更高的电压。
• 当显示屏显示低电量指示时更换电池。
• 使用后务必取下测试探针或将其放入电压测量端口。

万用表的应用

万用表种类繁多，从几美元到几千美元不等。万用表越贵，它的特性和功能就越多。万用表的一些基本应用有：

• 测量电压。
• 测量电流。
• 测量电阻。
• 测试电路的连续性。
• 测量温度。
• 测量信号的频率。
• 测量电容器的电容。
• 测试二极管、检查晶体管、排除继电器故障并测试其他电子元件。

万用表的这些基本功能用于对任何类型的电路进行故障排除，例如

• 电压测量用于了解电池的健康状况。
• 它还告诉插座或开关是否正常工作。
• 电流测量表明负载的状况，要么消耗正常电流，要么消耗过多。
• 连续性测试或电阻测试会检测任何损坏的连接或电缆。