數(shù)字萬用表是近年來出現(xiàn)的先進(jìn)測量儀表。國際上已出現(xiàn)袖珍式數(shù)字萬用表代替?zhèn)鹘y(tǒng)的指針式萬用表的趨勢。由于它采用了大規(guī)模集成電路,具有數(shù)字化顯字功能,因此儀表的結(jié)構(gòu)輕巧、測量精度高、輸入阻抗高、顯示直觀、過載能力強(qiáng)、功能全、耗電省等優(yōu)點(diǎn),深受人們歡迎。目前國內(nèi)使用較多的dt-830、 dt-840和dt-845三種型號。本節(jié)主要介紹dt-830型萬用表的基本框圖原理、面板旋鈕的作用和使用方法。其面板圖如圖1所示。
圖1 dt-830型數(shù)字萬用表的面板圖
1. 基本工作原理
數(shù)字萬用表的種類較多,但基本工作原理則是大同小異,其基本方框圖如圖2所示。
圖2 dt-830型數(shù)字萬用表的基本方框圖
虛線框表示直流數(shù)字電壓表dvm,它由阻容濾波器、 a/d轉(zhuǎn)換器、 lcd顯示器組成。在數(shù)字電壓表的基礎(chǔ)上再增加交流-直流(ac-dc)轉(zhuǎn)換器、電流-電壓(i-v)轉(zhuǎn)換器和電阻-電壓(ω-v)轉(zhuǎn)換器,這就構(gòu)成了數(shù)字萬用表。
2. 面板旋鈕的作用
萬用表面板如圖1所示,上面排列著液晶顯示屏、量程開關(guān)、輸入插口、 hfe插口和電源開關(guān)五個(gè)部分,各部分的功能如下:
(1) 液晶顯示屏: 萬用表的顯示位數(shù)是4位,因最高位(千位)只能顯示數(shù)字“1”或者不顯示數(shù)字,故算半位,總稱位(讀作三位半)。最大顯示數(shù)為1999或-1999。當(dāng)測量直流電壓和直流電流時(shí),儀表有自動(dòng)顯示極性功能,若測量值為負(fù),顯示的數(shù)字前面將帶“-”號。當(dāng)儀表輸入超載時(shí),屏上出現(xiàn)“1”或“-1”。
(2) 量程開關(guān): 旋轉(zhuǎn)式量程開關(guān)位于面板中央,是轉(zhuǎn)換工作種類和量程用的。開關(guān)周圍用不同的顏色和分界線標(biāo)出各種不同工作狀態(tài)的范圍。
(3) 輸入插口: 輸入插口是萬用表通過表筆和測量點(diǎn)連接的部位,共有“com”、“v.ω”、“ma”和“10a”四個(gè)孔。負(fù)表筆始終置于“com”插口,正表筆要根據(jù)工作種類和測量值的大小置于“v.ω”、“ma”或“10a”中。在“com”和“v.ω”之間的連線上,印有標(biāo)記,表示從此兩孔輸入時(shí),測交流電壓不得超過750v,測直流電壓不得超過1000v。此時(shí)測量“v”和“ω”都處于同一插口內(nèi),因此應(yīng)謹(jǐn)慎檢查量程開關(guān)選擇位置是否正確。在“com”、“ma”之間和“com”、“10a”之間的連線上也分別附有標(biāo)記,表示在對應(yīng)的插口間所測量的電流值不能超過200ma和10a。
(4) hfe插口: 此插口是插放被測晶體管用的。測量時(shí)管子的e、 b、 c三腳應(yīng)分別插入“e”“b”“c”三孔中,“e”有兩孔作用一樣,發(fā)射極管腳可就便插入。
(5) 電源開關(guān): 當(dāng)開關(guān)置于“on”位置,表內(nèi)電源接通,可以正常工作。當(dāng)開關(guān)置于“off”位置,電源關(guān)閉。
dt-830型萬用表用9v小電池,裝在表內(nèi)電池盒中。在電池盒內(nèi)還裝有0.5a快速熔斷器,當(dāng)“dc.a”和“ac.a”量程內(nèi)超載測量時(shí),熔斷器將立刻被燒斷,起到保護(hù)作用,此時(shí)顯示器上也無讀數(shù)。
3. 使用方法
(1) 直流電壓的測量
將量程開關(guān)轉(zhuǎn)至“com”范圍內(nèi)適當(dāng)?shù)膿跷?,?fù)表筆置于“com”插口,正表筆置于“v.ω”插口,電源開關(guān)推至“on”一邊,表筆接觸測量點(diǎn)之后,屏上便出現(xiàn)測量值。若量程開關(guān)置于“200m”,顯示屏上所顯示數(shù)值以“毫伏”為單位;置于其他四擋時(shí),顯示的值以“伏”為單位。這里應(yīng)該指出,量程開關(guān)所置的擋位不同,測量的精度也不同。
(2) 交流電壓的測量
將量程開關(guān)轉(zhuǎn)至“ac.v”范圍內(nèi)適當(dāng)?shù)膿跷簧?,表筆所在插口不變,具體測量方法與測直流電壓時(shí)相同。
(3) 直流電流的測量
將量程開關(guān)轉(zhuǎn)至“dc.a”范圍。當(dāng)測量的電流值小于200ma時(shí),正表筆應(yīng)置于“ma”插口,按照測量值的大小,把量程開關(guān)轉(zhuǎn)至適當(dāng)位置上,接通表內(nèi)電源,將儀表串入被測量的電路中,即可顯示出讀數(shù)。當(dāng)量程開關(guān)置于“200ma”、“”、“2m”三擋時(shí),顯示屏上的讀數(shù)以“毫安”為單位;當(dāng)置于“200μ”一擋時(shí),顯示的值以“微安”為單位。如果被測量的電流值大于200ma,量程開關(guān)只能置于“”處,同時(shí)要將正表筆置于“10a”插口,其讀數(shù)以“安”為單位。
(4) 交流電流的測量
將量程開關(guān)置于“ac.a”范圍,正表筆依被測量程不同置于“ma”或“10a”插口,具體測量方法與測直流時(shí)相同。
(5) 電阻的測量
將量程開關(guān)置于“ω”范圍,正表筆置于“v.ω”插口,接通電源開關(guān)于“on”位置。所測數(shù)值的單位和各量程上所標(biāo)明的相對應(yīng)。例如當(dāng)量程開關(guān)置于“200”上時(shí)以“歐”為單位,置于“2m”或“20m”上時(shí),顯示的數(shù)字以“兆歐”為單位。若測量值超量限時(shí),顯字屏左端將出現(xiàn)“1”字,這時(shí)應(yīng)改變量程范圍。
(6) 電路連通性的檢查
將量程開關(guān)轉(zhuǎn)至“ ”位置,表筆所在的位置和測電阻時(shí)相同,接通萬用表電源,讓表筆觸及被測電路,若兩只表筆間電路的電阻值小于20ω,則儀表內(nèi)的蜂鳴器發(fā)出叫聲,說明電路是接通的;若聽不到聲音,表示電路不通或接觸不良。
(7) 二極管的檢查
將量程開關(guān)置于“”位置,正表筆置于“v.ω”插口,其測試電路如圖3(a)、 (b)所示。按圖(a)連接,若顯示屏顯示出二極管正向電壓降在0.5v和0.8v之間,則表明硅二極管是正常的;若在屏上顯示“000”或“1”,則表明二極管是短路或斷路;按圖(b)連接,若在顯示屏上顯示“1”,則表明二極管是正常的;若在屏上顯示“000”或其它數(shù)值,則表明二極管是不良的。
圖3 檢查二極管的電路
(8) 晶體管hfe的測量
將量程開關(guān)置于“npn”或“pnp”位置,把被測管子的基極、集電極和發(fā)射極分別插入hfe的“b”、“c”和“e”插孔內(nèi),在屏上顯示出hfe參數(shù)在40~1000之間,則表明晶體三極管是好的。
4. 注意事項(xiàng)
(1) 當(dāng)遇到電阻、電流和二極管不能進(jìn)行測試時(shí),應(yīng)檢查一下熔斷器,如發(fā)現(xiàn)已熔斷,則更換新的熔斷器;
(2) 當(dāng)電池電壓低于工作所需電壓時(shí),在顯示屏上將閃現(xiàn)“”符號,此時(shí)提醒使用者更換電池;
(3) 當(dāng)測量工作完畢時(shí),一定要將開關(guān)置于“off”位置。
小 結(jié)
1. 萬用表是通信維護(hù)和工廠生產(chǎn)中常見多用途的電氣測量儀表。而數(shù)字萬用表已得到廣泛應(yīng)用,大有將代替?zhèn)鹘y(tǒng)的指針式萬用表的趨勢。
2. 萬用表的結(jié)構(gòu)主要由三部分組成: 即表頭、測量電路、轉(zhuǎn)換裝置。
3. 直流電流表原理: 采用環(huán)形抽頭式分流電路來擴(kuò)大量程,其分流電阻公式為:
4. 交流電流表原理: 使交流電流經(jīng)半波整流電路后變成單向脈動(dòng)的直流電,其整流后的工作總效率為:
k0=p×η×k
5. 直流電壓表原理: 采用與表頭串聯(lián)電阻來擴(kuò)大測量電壓量程,其直流電壓靈敏度 sn與表頭靈敏度si的關(guān)系是:
6. 交流電壓表原理: 采用整流系電表裝上合適的降壓電阻,以擴(kuò)大量程。
7. 歐姆表原理: 采用不同的中心阻值,以擴(kuò)大量程。
8. mf-30型萬用表,利用電阻r×100擋,可以檢測晶體二極管、三極管,但與專用儀表測量不同,即在操作上進(jìn)行次數(shù)較多些,其它還可檢測電解電容器等用途。
9. 數(shù)字萬用表的種類較多,但基本原理則是大同小異,由于結(jié)構(gòu)輕巧、功能全、精度高和使用方便等優(yōu)點(diǎn)。其用途遠(yuǎn)比指針式儀表廣泛得多。