萬用表的基礎知識
分辨率、位數(shù)、字

分辨率是指一塊表測量結(jié)果的好壞。了解一塊表的分辨率，你就可以知道是否可以看到被測量信號的微小變化。例如，如果數(shù)字多用表在4V范圍內(nèi)的分辨率是1mV，那么在測量1V的信號時，你就可以看到1mV（1/1000伏特）的微小變化。

如果你要測量小于1/4英寸（或1毫米）的長度，你肯定不會用zui小單位為英寸（或厘米）的尺子。如果溫度為98.6°F，那么用只有整數(shù)標記的溫度計測量是沒用的。你需要一塊分辨率為0.1°F的溫度表。

位數(shù)、字就是用來描述表的分辨率的。數(shù)字多用表是按它們可以顯示的位數(shù)和字分類的。

一個3位半的表，可以顯示三個從0到9的全數(shù)字位,和一個半位（只顯示1或沒有顯示）。一塊

3位半的數(shù)字表可以達到1999字的分辨率。一塊4位半的數(shù)字表可以達到19999字的分辨率。

用字來描述數(shù)字表的分辨率比用位描述好。現(xiàn)在的3位半數(shù)字表的分辨率已經(jīng)提高到3200或4000字。

3200字的數(shù)字表為某些測量提供了更好的分辨率。例如，一個1999字的表，在測量大于200V的電壓時，你不可能顯示到0.1V。而3200字的數(shù)字表在測320伏特的電壓時，仍可顯示到0.1V。當被測電壓高于320V，而又要達到0.1V的分辨率時,就要用價格貴一些的20000字的數(shù)字表。

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精度

精度就是指在特定的使用環(huán)境下，出現(xiàn)的zui大允許誤差。換句話說，精度就是用來表明

數(shù)字多用表的測量值與被測信號的實際值的接近程度。

對于數(shù)字多用表來說，精度通常使用讀數(shù)的百分數(shù)表示。例如，1%的讀數(shù)精度的含義是：數(shù)字多用表的顯示是100.0V時，實際的電壓可能會在99.0V到101.0V之間。

在詳細說明書中可能會有特定數(shù)值加到基本精度中。它的含義就是，對顯示的zui右端進行變換要加的字數(shù)。在前面的例子中，精度可能會標為±（1%+2）。因此，如果GMM的讀數(shù)是100.0V，實際的電壓會在98.8V到101.2V之間。

模擬表的精度是按全量程的誤差來計算的，而不是按顯示的讀數(shù)來計算。模擬表的典型精度是全量程的±2%或±3%。數(shù)字多用表的典型基本精度在讀數(shù)的±（0.7%+1）和±（0.1%+1）之間，甚至更高。

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歐姆定律

應用歐姆定律，任何電路的電壓、電流、電阻都可以計算出來。公式是：電壓=電流X電阻。因此只要知道公式中的任意兩個值就可以計算出第三個值。

數(shù)字多用表就是應用歐姆定律來測量并顯示電阻、電流或電壓。在后面的介紹中，你就可以看到數(shù)字多用表非常易用。

歐姆定律揭示了電壓、電流、電阻之間的關(guān)系。

將手指放在要求的值上。如果剩下的兩項如果是并排的就將它們相乘；否則就將它們相除。但對于只用數(shù)字多用表來說，是非常簡便的。

數(shù)字和模擬顯示

在精度和分辨率方面，數(shù)字顯示有很好的優(yōu)勢，測量值可以用三位或更多位來顯示。

模擬指針在精度和分辨率方面略遜*。因為你不得不去估計指針的位置。

條形圖象模擬指針一樣顯示信號的變化和趨勢。但它更耐用并且減少了損壞。

測量電壓

數(shù)字多用表的一個zui基本的功能就是測量電壓。典型的直流電壓源就是電池，比如說汽車用的電池。交流電壓通常由發(fā)電機產(chǎn)生。zui常見的交流電壓源就是家中墻上的插座。一些裝置將交流轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷鳌＠纾箅娨暋⒁繇憽浵駲C、計算機等電子設備，通過插在墻上的插座上的整流器，來把交流轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷鳌Ｖ绷麟妷菏沁@些電子設備所需的電源。

測試電壓，通常是解決電路問題時*步要做的工作。如果沒有電壓或電壓過低、過高，在進一步檢查之前，首先要解決電源問題。

交流電壓的波形可能是正弦（正弦波）或非正弦（鋸齒波、方波等）。許多數(shù)字多用表可以顯示交流電壓的“rms”（有效值）。有效值就是交流電壓等效于直流電壓的值。

許多的表有“平均值”（averageresponding）的功能，當輸入一個純正弦波時它可以給出有效值。這種表不能準確的測量非正弦波的有效值。具有真有效值功能（true-rms）的數(shù)字多用表可以的測量非正弦波的真有效值。波峰因數(shù)（crest factor）是信號的峰值與有效值的比值。

數(shù)字多用表測量交流電壓的能力由被測信號的頻率限制。大多數(shù)數(shù)字多用表可以測量50赫茲到500赫茲的交流電壓。但數(shù)字多用表的交流測量帶寬可到幾百千赫茲。對于交流電壓和電流來說，其頻率范圍應與數(shù)字多用表規(guī)格書一致。

如何測量電壓

1、選擇所需的擋位與量程

2、將黑表筆插入COM口。將紅表筆插入電壓輸入插口

3、將表筆頭跨接在負載或電源兩端（并在電路上）

4、察看讀數(shù)，并確認單位

注：為了正確讀出直流電壓的極性（±），將紅色表筆接電路正極，黑色表筆接負極或電路地。如果用相反的接法，有自動調(diào)換極性功能的數(shù)字多用表會顯示負號來指示負的極性。如果是模擬表，你就要冒損壞表的危險。

注：1/1000V=1mV

     1000V=1kV

高壓探頭可用在電視機、錄像機的維修中。可承受40kV的高壓。

注意：這些探頭不能用在高壓同時伴隨著高能量的電力方面。因此，這些探頭只能在低能方面應用。

電阻

在電阻擋測量電阻。電阻值變化很大，從幾毫歐（mΩ）的接觸電阻幾十億歐姆的的絕緣電阻。許多數(shù)字多用表測量電阻小至0.1歐姆，某些測量值可高至300兆歐（300，000，000ohms）。極大的電阻，福祿克多用表會顯示“OL”，表示被測電阻大的超過了量程。測量開路時，會顯示“OL”。

必須在關(guān)掉電路電源的情況下測量電阻，否則對表或電路板會有損壞。某些數(shù)字多用表提供了在電阻方式下誤接入電壓信號時進行保護的功能。不同型號的數(shù)字多用表有不同的保護能力。

在進行低電阻的測量時，必須從測量值中減去測量導線的電阻。典型的測試導線的阻值在0.2Ω到0.5Ω之間。如果測試導線的阻值大于1Ω，測試導線就要更換了。

如果數(shù)字多用表為測量電阻提供小于0.6V的直流電壓，就可以測量電路板上由二極管或半導體隔離的電阻值。從而不用將電阻拆下來就可以測試。

通斷

通斷就是通過快速電阻測量來區(qū)分開路或短路。

帶有通斷蜂鳴的數(shù)字多用表時通斷測量更加簡單、快潔。當測到一個短路電路時，表發(fā)出峰鳴，所以在測試時無需看表。不同型號的數(shù)字多用表有不同的觸發(fā)電阻值。

二極管測試

二極管就像一個電子開關(guān)。如果電壓高于一個特定的值時，二極管就會導通。通常硅二極管導通電壓為0.6V。并且二極管只允許電流單向流動。

當檢查二極管或晶結(jié)時，多用表不僅會給出一個很寬的讀數(shù)范圍而且還會給出大于50mA的驅(qū)動電流。（見表1）

在測量含有二極管的電路的電阻時，數(shù)字多用表的測試電壓會低于0.6V，防止晶結(jié)導通。

在選擇二極管測試時，測試電壓升高，以便檢查二極管或半導體晶結(jié)的功能。

某些數(shù)字多用表有二極管測試功能。此功能測量并顯示二極管兩端的實際壓降。硅結(jié)點在正向測試時的壓降應該是低于0.7V，在反向測試時電路開路。

如何測試電阻

1、關(guān)掉電路電源

2、選擇電阻擋

3、將黑表筆插入COM插孔。紅表筆插入電阻測試插孔

4、將表筆探頭跨接到被測元件或電路的兩端

5、察看讀數(shù)，并注意單位歐姆（Ω）、千歐（kΩ）、還是兆歐（MΩ）。

注：1,000Ω=1KΩ

1,000,000Ω=1MΩ

一定要注意：在測試電阻使關(guān)掉電源。

測量電流

電流測量與用數(shù)字多用表測量其它量不同。直接電流測量法就是將數(shù)字多用表直接串到被測電路上，讓被測電路電流直接流過多用表內(nèi)部電路。間接測量法不需要將電路打開并將多用表串到被測電路上。間接法要用到電流鉗。

直接電流測量

1、關(guān)掉電路電源

2、斷開或拆焊電路，以便將表串入電路

3、選擇相應的交流（A~）、直流（A--）擋位

4、將黑表筆插入COM插口，將紅表筆插入10安培插孔（10A）或300毫安插孔（300mA）。選擇那個插孔，主要是依據(jù)可能的測量值。

5、將表筆串聯(lián)接入斷開的電路部分。

6、 將電路電源打開

7、 觀察讀數(shù)，并注意單位。

注：測量直流時，如果測試探頭接反，會有“—”出現(xiàn)。

輸入保護

常見的錯誤是將測試導線放在電流插孔中，而試圖測試電壓。數(shù)字多用表中的小值電阻會導致電壓源的短路。大電流流過數(shù)字多用表，如果多用表沒有足夠的保護，不僅會損壞表和電路，還回傷害操作者。如果是高壓電路（480伏或更高的電壓），會導致更大的危險。

因此，數(shù)字多用表應有一個足夠大容量的電流輸入保護保險管。沒有電流輸入保險管的表不能用在高能電路（>240Vac）中。使用保險管的數(shù)字多用表，保險管應有足夠大的容量來去除高能故障。保險管的額定電壓應比你預料的zui大電壓大。例如，多用表中的一枚20A，250V的保險管不能在多用表測量480V的電路時發(fā)揮保護作用。一枚20A，600V的保險管才能在多用表測量480V的電路時發(fā)揮保護作用。

電流測試附件

某些時候，你要測的電流值超過了數(shù)字多用表的量程或現(xiàn)場條件不允許你打開電路測量電流。在高電流（通常大于2A）測試，而又不需要很高的精度時，電流鉗會非常方便。電流鉗套住導線測量電流，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字表可以處理的值。

有兩種基本的電流探頭：電流變換器型，僅用于交流測量。霍爾效應型探頭，用于測量交流或直流電流。

電流變換器型。一般都是用1毫安代表1安培。100安培的電流值就會變?yōu)?00毫安，這樣可以很安全地用數(shù)字多用表測量。將導線接到“mA”和“Com”插孔上，并將功能選擇旋鈕旋轉(zhuǎn)至交流毫安擋。

霍爾效應型探頭。使用1毫伏代表1安培的交流或直流值。例如，100安培的交流電流就會轉(zhuǎn)換為100毫伏交流電壓。將測試導線連接至“V”和“Com”插孔。將功能選擇旋鈕旋轉(zhuǎn)至“V”或“mV”擋。此時多用表用1毫伏電壓代表1安培電流。

在進行電流測量而將電路斷開或拆焊時，必須斷開要測試電路的電源。小電流也會引起危險。

不要在測試導線插在電流孔時去測試電壓。會引起表的損壞或危及人身安全。

變換器型電流探頭，像福祿克80i-400。數(shù)字多用表用1mA的顯示來代表實際的1A信號。

福祿克I-1010型霍爾效應探頭，可以測試很高的交流或直流電流。它將電流轉(zhuǎn)換為電壓信號。

1mV的電壓顯示代表1A實際電流。

獨立認證、安全標準

當你看到像 UL、CSA、TUV等符號或讀到“設計滿足于….”這類話時，往往就會想到獨立測試認證機構(gòu)。當然，實際的獨立測試絕非是儀器設計工程師的一廂情愿。

你怎樣能證明你的表滿足CATIII或CATII呢？事情不是那么簡單。很有可能生產(chǎn)廠家自己認為他的表滿足CATIII或CATII，卻沒有經(jīng)過任何獨立認證。電子電工協(xié)會（IEC，InternationalElectrotechnicalCommission）僅開發(fā)并建議它的標準，但并不負責強迫實施這個標準。只有當一個產(chǎn)品經(jīng)測試*某個獨立驗證機構(gòu)的標準時，才能把諸如UL、CSA、TUV等驗證機構(gòu)的標志標于儀器上。例如，UL3111，是依據(jù)IEC1010制定出的標準。在魚龍混雜的儀器市場上，獨立測試認證不是，但卻可能是zui直接的辨別方法。

多用表安全

安全使用多用表首先要選擇適合應用、并滿足應用環(huán)境的數(shù)字多用表。一旦選擇了合適的多用表，你就要按照正常的應用程序去使用它。電子電工協(xié)會為在電力系統(tǒng)下工作制定了新標準。確認你正在使用的表滿足IEC的標準，并且其額定電壓滿足現(xiàn)場應用要求。例如，如果測量480V的電力盤，你的表就要滿足CATIII_600V的標準。這就意味著這塊表的輸入電路被設計為能夠承受在這種應用環(huán)境下的瞬變而不會傷害使用者。選擇標有UL，CSA，CDE，TUV的表，意味著這塊表不僅滿足IEC標準，還經(jīng)過獨立認證測試，并滿足獨立測試機構(gòu)的自己標準。

導致數(shù)字多用表損壞的常見原因

1、當探頭還在電流插孔中時，用其去測交流電壓

2、在電阻模式時，去測交流電源

3、承受太高的瞬變

4、超過zui大輸入限制（電壓和電流）

數(shù)字多用表保護電路的種類

1、自動恢復保護。某些表的電路系統(tǒng)當探測到一個過載時，就會保護該表直至這種情況不再存在。過載被去除后，數(shù)字多用表自動返回正常運行狀態(tài)。通常被用來保護電阻功能，避免電壓過載。

2、沒有自動恢復功能。某些表探測到過載后會保護表，但不會自動恢復，直至使用者采取相應措施，如更換電阻，才能恢復使用。

數(shù)字多用表在安全方面的特點

1、保險管電流輸入保護

2、使用高能保險關(guān)（600伏或更高）

3、在電阻模式的高壓保護（500伏或更高）

4、電壓瞬變保護（6000伏或更高）

5、安全設計的測試導線，安全手柄等

6、獨立的安全認證

安全清單

l 使用滿足現(xiàn)場應用要求的表

l 使用有電流輸入保險管的表，并在測量電流前檢查保險管

l 測量前檢查測試導線是否有物理損壞

l 用表檢查測試導線的通斷性

l 僅使用有安全手柄和絕緣測試線

l 使用有內(nèi)凹插座的表

l 測量時選擇合適的功能和量程

l 確認表的運行情況良好

l 遵循產(chǎn)品安全手冊

l 首先斷開紅色測試線

l 不要單獨工作

l 使用在電阻擋有過載保護的表

l 在沒有電流鉗而進行電流測量時，在接入電路前，先斷掉電路電源

l         在高壓和高電流的情況下，要注意使用適當?shù)脑O備，諸如高壓探頭、電流鉗

數(shù)字多用表附件

數(shù)字多用表可以使用許多附件。附件可以擴大數(shù)字多用表的量程，同時使測量工作更簡便。

高壓探頭和高電流探頭將很高的電壓、電流降到數(shù)字多用表可以安全測量的程度。溫度探頭將你的數(shù)字多用表轉(zhuǎn)變?yōu)榉奖愕臄?shù)字溫度表。高頻探頭可以測量頻率很高的電壓。

此外，可選擇的測試線、探頭、測試夾，可以幫你很容易得將數(shù)字多用表和測試電路連接起來。軟包和硬包不僅可以保護數(shù)字多用表而且很方便你將附件和數(shù)字多用表存放于其中。

術(shù)語表

精度（Accuracy）

表示數(shù)字多用表的測量值與實際值之間的差距。用讀數(shù)的百分數(shù)或全量程的百分數(shù)表示。

模擬表（Analog meter）：

用模擬指針來顯示測量值的儀器。使用者通過指針在行程中的位置來判別讀數(shù)。

告警器（Annunciator）:

用來指示選擇的量程或功能錯誤。

平均響應數(shù)字多用表（Average Responding）:

可以的測量正弦波，在測量非正弦波時卻精度不夠。

字（Count）：

數(shù)字多用表的zui后一位，常與百分數(shù)一起用來表示數(shù)字多用表的精度。

分流器（Current-shunt）:數(shù)字多用表中有一個用于測量電流的低值電阻。數(shù)字多用表測量其兩端電壓并用歐姆定律來計算電流值。

數(shù)字多用表（DMM）: 用數(shù)字形式來顯示測量信號的值。數(shù)字表的特點就是精度、分辨率、可靠性等指標比模擬表高。

非標準正弦波（Non-sinusoidalwaveform）:

諸如脈沖序列、方波、三角波、鋸齒波、峰波等波形。

分辨率（Resolution）:

測量中可以觀察到的zui小變化值。

有效值（RMS）:

等效于直流信號的交流信號的量度值。

標準正弦波（Sinusoidal waveform）:

以正弦規(guī)律變化沒有失真的信號。

真有效值數(shù)字多用表（True-rms）:

可以的測量正弦波和非正弦波的有效值的數(shù)字多用表。

其他特點：

下面的特點和功能可以是你的數(shù)字多用表更加方便。

·報警功能會指示正在測量的量（電壓、電阻等）

·接觸保持功能可以保持顯示，你可以用雙手測量，之后再讀數(shù)

·單鍵操作，方便選擇測量功能

·過載保護，可防止損壞表和電路，并保護操作者

·高能保險管在電流測量和過載時，可以保護使用者和表

·自動量程選擇，可自動選擇量程。手動量程允許你選擇量程

·自動極性顯示，會顯示負的極性，即使接錯測試探頭，也不會損壞表