萬用表功能及原理
時間：2019-11-25
作者：化工儀器網
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萬用表又稱為復用表、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、電感量及半導體的一些參數(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參量的磁電式儀表。對于每一種電學量,一般都有幾個量程。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等組成的。通過選擇開關的變換,可方便地對多種電學參量進行測量。其電路計算的主要依據是閉合電路歐姆定律。萬用表種類很多,使用時應根據不同的要求進行選擇。
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的基本技能之一。常見的萬用表有指針式萬用表和數字式萬用表。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。數字式萬用表的測量值由液晶顯示屏直接以數字的形式顯示，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。表頭并聯閉路式分壓電阻即可擴大其電壓量程。萬用表的直流電壓檔是多量程的直流電壓表。表頭串聯分壓電阻即可擴大其電壓量程。分壓電阻不同，相應的量程也不同。萬用表的表頭為磁電系測量機構，它只能通過直流，利用二極管將交流變為直流，從而實現交流電的測量。
結構組成
萬用表由表頭、測量電路及轉換開關等三個主要部分組成。萬用表是電子測試領域基本的工具，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)、復用表、萬能表，萬用表分為指針式萬用表和數字萬用表，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、溫度及半導體(二極管、三極管)的一些參數。數字式萬用表已成為主流，已經取代模擬式儀表。與模擬式儀表相比，數字式儀表靈敏度高，精確度高，顯示清晰，過載能力強，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。表頭上的表盤印有多種符號，刻度線和數值。符號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"-"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。刻度線下的幾行數字是與選擇開關的不同檔位相對應的刻度值。
表頭上還設有機械零位調整旋鈕，用以校正指針在左端零位。
選擇開關
萬用表的選擇開關是一個多檔位的旋轉開關。用來選擇測量項目和量程。
一般的萬用表測量項目包括:"mA";直流電流、"V(-)":直流電壓、"V(~)":交流電壓、"Ω":電阻。每個測量項目又劃分為幾個不同的量程以供選擇。
表筆和表筆插孔
表筆分為紅、黑二只。使用時應將紅色表筆插入標有"+"號的插孔，黑色表筆插入標有"-"號的插孔。
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時流過表頭的直流電流值，這個值越小，表頭的靈敏度愈高。測電壓時的內阻越大，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)標有R或Ω，指示的是電阻值，轉換開關在歐姆擋時，即讀此條刻度線。第二條標有∽和VA,指示的是交、直流電壓和直流電流值，當轉換開關在交、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，即讀此條刻度線。第三條標有10V,指示的是10V的交流電壓值，當轉換開關在交、直流電壓擋，量程在交流10V時，即讀此條刻度線。第四條標有dB,指示的是音頻電平。
表頭(數字式)
數字萬用表的表頭一般由一只A/D(模擬/數字)轉換芯片+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芯片轉換出來的數字，一般也稱為3 1/2位數字萬用表,4 1/2位數字萬用表等等。常用的芯片是ICL7106(3位半LCD手動量程經典芯片，后續版本為7106A,7106B,7206,7240等等),ICL7129(4位半LCD手動量程經典芯片),ICL7107(3位半LED手動量程經典芯片)。
測量線路
測量線路是用來把各種被測量轉換到適合表頭測量的微小直流電流的電路，它由電阻、半導體元件及電池組成
它能將各種不同的被測量(如電流、電壓、電阻等)、不同的量程，經過一系列的處理(如整流、分流、分壓等)統一變成一定量限的微小直流電流送入表頭進行測量。
轉換開關
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。轉換開關一般是一個圓形撥盤，在其周圍分別標有功能和量程。
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。
設計原理
數字萬用表的測量過程由轉換電路將被測量轉換成直流電壓信號，再由模/數(A/D)轉換器將電壓模擬量轉換成數字量，然后通過電子計數器計數，最后把測量結果用數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換電路部分實現的，而電流、電阻的測量都是基于電壓的測量，也就是說數字萬用表是在數字直流電壓表的基礎上擴展而成的。
數字直流電壓表A/D轉換器將隨時間連續變化的模擬電壓量變換成數字量，再由電子計數器對數字量進行計數得到測量結果，再由譯碼顯示電路將測量結果顯示出來。邏輯控制電路控制電路的協調工作，在時鐘的作用下按順序完成整個測量過程
當微小電流通過表頭，就會有電流指示。但表頭不能通過大電流，所以，必須在表頭上并聯與串聯一些電阻進行分流或降壓，從而測出電路中的電流、電壓和電阻。
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