數(shù)字萬用表,一種多用途電子測(cè)量?jī)x器,一般包含安培計(jì)、電壓表、歐姆計(jì)等功能,有時(shí)也稱為萬用計(jì)、多用計(jì)、多用電表,或三用電表。
數(shù)字萬用表有用于基本故障診斷的便攜式裝置,也有放置在工作臺(tái)的裝置,有的分辨率可以達(dá)到七、八位。
數(shù)字多用表(DMM)就是在電氣測(cè)量中要用到的電子儀器。它可以有很多特殊功能,但主要功能就是對(duì)電壓、電阻和電流進(jìn)行測(cè)量,數(shù)字多用表,作為現(xiàn)代化的多用途電子測(cè)量?jī)x器,主要用于物理、電氣、電子等測(cè)量領(lǐng)域。
工作原理
萬用表測(cè)量電壓、電流和電阻功能是通過轉(zhuǎn)換電路部分實(shí)現(xiàn)的,而電流、電阻的測(cè)量都是基于電壓的測(cè)量,也就是說數(shù)字萬用表是在數(shù)字直流電壓表的基礎(chǔ)上擴(kuò)展而成的。轉(zhuǎn)換器將隨時(shí)間連續(xù)變化的模擬電壓量變換成數(shù)字量,再由電子計(jì)數(shù)器對(duì)數(shù)字量進(jìn)行計(jì)數(shù)得到測(cè)量結(jié)果,再由譯碼顯示電路將測(cè)量結(jié)果顯示出來。邏輯控制電路控制電路的協(xié)調(diào)工作,在時(shí)鐘的作用下按順序完成整個(gè)測(cè)量過程。
使用方法
數(shù)字萬用表相對(duì)來說,屬于比較簡(jiǎn)單的測(cè)量?jī)x器。本篇,作者就教大家數(shù)字萬用表的正確使用方法。從數(shù)字萬用表的電壓、電阻、電流、二極管、三極管、MOS場(chǎng)效應(yīng)管的測(cè)量等測(cè)量方法開始,讓你更好的掌握萬用表測(cè)量方法。
使用前,應(yīng)認(rèn)真閱讀有關(guān)的使用說明書,熟悉電源開關(guān)、量程開關(guān)、插孔、特殊插口的作用.
⑴將ON/OFF開關(guān)置于ON位置,檢查9V電池,如果電池電壓不足,將顯示在顯示器上,這時(shí)則需更換電池。如果顯示器沒有顯示,則按以下步驟操作。
⑵測(cè)試筆插孔旁邊的符號(hào),表示輸入電壓或電流不應(yīng)超過指示值,這是為了保護(hù)內(nèi)部線路免受損傷。
⑶測(cè)試之前。功能開關(guān)應(yīng)置于你所需要的量程。
功能介紹
1、基本功能
電流、電壓和電阻的測(cè)量,一般被視為萬用表的基本功能。早期萬用表制造廠商 AVO 的品牌,就是該設(shè)備能夠測(cè)量的這三種度量單位的名稱的縮寫:A安培 (Ampere)、V伏特(Volt)、Ω歐姆(Ohm),所以早期的電工,一般還稱萬用表為三用表。
開發(fā)的新設(shè)備,可以測(cè)量更多的度量;一些常見的附加功能,及其測(cè)量的度量單位包括:
H電感(亨利)
F電容(法拉)
電導(dǎo)(西門) ----已很少使用了
℃/℉溫度(攝氏度或華氏度)
Hz頻率(赫茲)
%占空比(百分率)
DWELL閉合角(汽車數(shù)字萬用表)
TACH轉(zhuǎn)速(RPM,汽車數(shù)字萬用表)
hFE(三極管放大倍數(shù))
功能輔助符號(hào)或標(biāo)識(shí):
AC 或 ~ ,交流
DC 或= ,直流
常用的出現(xiàn)形式如:DCV(直流電壓),A~(交流電流)
2、進(jìn)階功能
從控制電路到小型嵌入式計(jì)算機(jī),集成電路使現(xiàn)代數(shù)字儀表能提供更多的功能。
常見的增強(qiáng)測(cè)量包括:
限制電流的半導(dǎo)體結(jié)電壓降測(cè)量,用來確定晶體管的類型;
測(cè)量量的圖形化顯示,比如柱狀圖;
可以使是否通過(go/no-go)測(cè)量更容易;
連續(xù)測(cè)量,并在電路發(fā)生狀況時(shí)發(fā)聲報(bào)警;
低頻示波器;
電話測(cè)試裝置;
自動(dòng)電路測(cè)試,包括自動(dòng)的定時(shí)、延時(shí)信號(hào)等;
簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)探測(cè)功能,比如記錄指定時(shí)期的最大、最小讀數(shù),或按照固定間隔獲取一定量的樣本讀數(shù)
取樣并保持,可以鎖定最后一次的讀數(shù),供在設(shè)備從測(cè)試電路上拿開之后讀取;
自動(dòng)轉(zhuǎn)換測(cè)試量程,測(cè)量時(shí)儀表自動(dòng)選擇合適的測(cè)量量程,保護(hù)儀表不被損壞。
數(shù)字萬用表通常有電路或者軟件可以保證準(zhǔn)確的測(cè)量任何頻率的交流電壓。這類萬用表使用均方根方法合并輸入信號(hào),這樣即使輸入信號(hào)不是一個(gè)理想的正弦波,也能正確的讀取到真正的電壓值。
有些現(xiàn)代萬用表可以通過紅外線、RS-232或IEEE-488設(shè)備總線等與個(gè)人計(jì)算機(jī)相連。通過這些方式,計(jì)算機(jī)可以在測(cè)量時(shí)記錄讀數(shù),或者從設(shè)備把一組結(jié)果上傳到計(jì)算機(jī)中。
現(xiàn)代設(shè)備和系統(tǒng)變得越來復(fù)雜,萬用表在技師工具箱中也逐漸不再通用;更復(fù)雜和專業(yè)化的設(shè)備正在取代它。例如,原來在測(cè)量天線時(shí),工作人員可能是使用歐姆計(jì)測(cè)量它的電阻;而現(xiàn)代技術(shù)人員則可能使用手持分析儀測(cè)試幾個(gè)參數(shù),以此來確定天線電纜的完整性。
技術(shù)參數(shù)
直流電壓量程 200mV/2V/20V/200V/1000V
直流電壓精度 ±(0.1%+8)
交流電壓量程 2V/20V/200V/1000V
交流電壓精度 ±(0.8%+40)
直流電流量程 200μA/2000μA/20mA/200mA/10A
直流電流精度 ±(0.2%+20)
交流電流量程 200μA/2000μA/20mA/200mA/10A
交流電流精度 ±(1%+15)
電阻量程 200Ω/2kΩ/20kΩ/200kΩ/2MΩ/20MΩ
電阻精度 ±(0.5%+20)
電容量程 20nF/200nF/2μF/20μF/200μF/2mF/20mF
電容精度 ±(1.5%+20)
頻率量程 20Hz/200Hz/2kHz/20kHz/200kHz/2MHz/20MHz/200MHz
頻率精度 ±(0.1%+15)
占空比 10%~90%
二極管測(cè)試 ·
通斷蜂鳴 ·
真有效植測(cè)量 ·
相對(duì)值 ·
最大顯示 20000
標(biāo)準(zhǔn)配置 表筆,電池,說明書,布包,鱷魚夾,保修卡,USB接口傳輸線,軟件光盤,測(cè)試短線
使用說明
⒈儀表設(shè)有自動(dòng)電源切斷電路,當(dāng)儀表工作時(shí)間約30分鐘-1小時(shí),電源自動(dòng)切斷,儀表進(jìn)入睡眠狀態(tài),這時(shí)儀表約消耗7μA的電流.
⒉當(dāng)儀表電源切斷后若要重新開起電源請(qǐng)重復(fù)按動(dòng)電源開關(guān)兩次.
1、指針數(shù)表
⒈指針表讀取精度較差,但指針擺動(dòng)的過程比較直觀,其擺動(dòng)速度幅度有時(shí)也能比較客觀地反映了被測(cè)量的大?。ū热鐪y(cè)電視機(jī)數(shù)據(jù)總線(SDL)在傳送數(shù)據(jù)時(shí)的輕微抖動(dòng));數(shù)字表讀數(shù)直觀,但數(shù)字變化的過程看起來很雜亂,不太容易觀看。
⒉指針表內(nèi)一般有兩塊電池,一塊低電壓的1.5V,一塊是高電壓的9V或15V,其黑表筆相對(duì)紅表筆來說是正端。數(shù)字表則常用一塊6V或9V的電池。在電阻檔,指針表的表筆輸出電流相對(duì)數(shù)字表來說要大很多,用R×1Ω檔可以使揚(yáng)聲器發(fā)出響亮的“噠”聲,用R×10kΩ檔甚至可以點(diǎn)亮發(fā)光二極管(LED)。
⒊在電壓檔,指針表內(nèi)阻相對(duì)數(shù)字表來說比較小,測(cè)量精度相比較差。某些高電壓微電流的場(chǎng)合甚至無法測(cè)準(zhǔn),因?yàn)槠鋬?nèi)阻會(huì)對(duì)被測(cè)電路造成影響(比如在測(cè)電視機(jī)顯像管的加速級(jí)電壓時(shí)測(cè)量值會(huì)比實(shí)際值低很多)。數(shù)字表電壓檔的內(nèi)阻很大,至少在兆歐級(jí),對(duì)被測(cè)電路影響很小。但極高的輸出阻抗使其易受感應(yīng)電壓的影響,在一些電磁干擾比較強(qiáng)的場(chǎng)合測(cè)出的數(shù)據(jù)可能是虛的。
2、測(cè)量技巧
1、測(cè)喇叭、耳機(jī)、動(dòng)圈式話筒:
用R×1Ω檔,任一表筆接一端,另一表筆點(diǎn)觸另一端,正常時(shí)會(huì)發(fā)出清脆響量的“噠”聲。如果不響,則是線圈斷了,如果響聲小而尖,則是有擦圈問題,也不能用。
2、測(cè)電容:
用電阻檔,根據(jù)電容容量選擇適當(dāng)?shù)牧砍?,并注意測(cè)量時(shí)對(duì)于電解電容黑表筆要接電容正極。
①、估測(cè)微波法級(jí)電容容量的大?。嚎蓱{經(jīng)驗(yàn)或參照相同容量的標(biāo)準(zhǔn)電容,根據(jù)指針擺動(dòng)的最大幅度來判定。所參照的電容不必耐壓值也一樣,只要容量相同即可,例如估測(cè)一個(gè)100μF/250V的電容可用一個(gè)100μF/25V的電容來參照,只要它們指針擺動(dòng)最大幅度一樣,即可斷定容量一樣。
②、估測(cè)皮法級(jí)電容容量大?。阂肦×10kΩ檔,但只能測(cè)到1000pF以上的電容。對(duì)1000pF或稍大一點(diǎn)的電容,只要表針稍有擺動(dòng),即可認(rèn)為容量夠了。
③、測(cè)電容是否漏電:對(duì)一千微法以上的電容,可先用R×10Ω檔將其快速充電,并初步估測(cè)電容容量,然后改到R×1kΩ檔繼續(xù)測(cè)一會(huì)兒,這時(shí)指針不應(yīng)回返,而應(yīng)停在或十分接近∞處,否則就是有漏電現(xiàn)象。對(duì)一些幾十微法以下的定時(shí)或振蕩電容(比如彩電開關(guān)電源的振蕩電容),對(duì)其漏電特性要求非常高,只要稍有漏電就不能用,這時(shí)可在R×1kΩ檔充完電后再改用R×10kΩ檔繼續(xù)測(cè)量,同樣表針應(yīng)停在∞處而不應(yīng)回返。
3、在路測(cè)二極管、三極管、穩(wěn)壓管好壞:
因?yàn)樵趯?shí)際電路中,三極管的偏置電阻或二極管、穩(wěn)壓管的周邊電阻一般都比較大,大都在幾百幾千歐姆以上,這樣,我們就可以用萬用表的R×10Ω或R×1Ω檔來在路測(cè)量PN結(jié)的好壞。在路測(cè)量時(shí),用R×10Ω檔測(cè)PN結(jié)應(yīng)有較明顯的正反向特性(如果正反向電阻相差不太明顯,可改用R×1Ω檔來測(cè)),一般正向電阻在R×10Ω檔測(cè)時(shí)表針應(yīng)指示在200Ω左右,在R×1Ω檔測(cè)時(shí)表針應(yīng)指示在30Ω左右(根據(jù)不同表型可能略有出入)。如果測(cè)量結(jié)果正向阻值太大或反向阻值太小,都說明這個(gè)PN結(jié)有問題,這個(gè)管子也就有問題了。這種方法對(duì)于維修時(shí)特別有效,可以非常快速地找出壞管,甚至可以測(cè)出尚未完全壞掉但特性變壞的管子。比如當(dāng)你用小阻值檔測(cè)量某個(gè)PN結(jié)正向電阻過大,如果你把它焊下來用常用的R×1kΩ檔再測(cè),可能還是正常的,其實(shí)這個(gè)管子的特性已經(jīng)變壞了,不能正常工作或不穩(wěn)定了。
4、測(cè)電阻:
重要的是要選好量程,讀數(shù)最準(zhǔn)確。要注意的是,在用R×10k電阻檔測(cè)兆歐級(jí)的大阻值電阻時(shí),不可將手指捏在電阻兩端,這樣人體電阻會(huì)使測(cè)量結(jié)果偏小。
5、測(cè)穩(wěn)壓二極管:
我們通常所用到的穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值一般都大于1.5V,而指針表的R×1k以下的電阻檔是用表內(nèi)的1.5V電池供電的,這樣,用R×1k以下的電阻檔測(cè)量穩(wěn)壓管就如同測(cè)二極管一樣,具有完全的單向?qū)щ娦?。但指針表的R×10k檔是用9V或15V電池供電的,在用R×10k測(cè)穩(wěn)壓值小于9V或15V的穩(wěn)壓管時(shí),反向阻值就不會(huì)是∞,而是有一定阻值,但這個(gè)阻值還是要大大高于穩(wěn)壓管的正向阻值的。如此,我們就可以初步估測(cè)出穩(wěn)壓管的好壞。但是,好的穩(wěn)壓管還要有個(gè)準(zhǔn)確的穩(wěn)壓值,業(yè)余條件下怎么估測(cè)出這個(gè)穩(wěn)壓值呢?不難,再去找一塊指針表來就可以了。方法是:先將一塊表置于R×10k檔,其黑、紅表筆分別接在穩(wěn)壓管的陰極和陽(yáng)極,這時(shí)就模擬出穩(wěn)壓管的實(shí)際工作狀態(tài),再取另一塊表置于電壓檔V×10V或V×50V(根據(jù)穩(wěn)壓值)上,將紅、黑表筆分別搭接到剛才那塊表的的黑、紅表筆上,這時(shí)測(cè)出的電壓值就基本上是這個(gè)穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值。說“基本上”,是因?yàn)榈谝粔K表對(duì)穩(wěn)壓管的偏置電流相對(duì)正常使用時(shí)的偏置電流稍小些,所以測(cè)出的穩(wěn)壓值會(huì)稍偏大一點(diǎn),但基本相差不大。這個(gè)方法只可估測(cè)穩(wěn)壓值小于指針表高壓電池電壓的穩(wěn)壓管。如果穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值太高,就只能用外加電源的方法來測(cè)量了(這樣看來,我們?cè)谶x用指針表時(shí),選用高壓電池電壓為15V的要比9V的更適用些)。
6、測(cè)三極管:
通常我們要用R×1kΩ檔,不管是NPN管還是PNP管,不管是小功率、中功率、大功率管,測(cè)其be結(jié)cb結(jié)都應(yīng)呈現(xiàn)與二極管完全相同的單向?qū)щ娦?,反向電阻無窮大,其正向電阻大約在10K左右。為進(jìn)一步估測(cè)管子特性的好壞,必要時(shí)還應(yīng)變換電阻檔位進(jìn)行多次測(cè)量,方法是:置R×10Ω檔測(cè)PN結(jié)正向?qū)娮瓒荚诖蠹s200Ω左右;置R×1Ω檔測(cè)PN結(jié)正向?qū)娮瓒荚诖蠹s30Ω左右,(以上為47型表測(cè)得數(shù)據(jù),其它型號(hào)表大概略有不同,可多試測(cè)幾個(gè)好管總結(jié)一下,做到心中有數(shù))如果讀數(shù)偏大太多,可以斷定管子的特性不好。還可將表置于R×10kΩ再測(cè),耐壓再低的管子(基本上三極管的耐壓都在30V以上),其cb結(jié)反向電阻也應(yīng)在∞,但其be結(jié)的反向電阻可能會(huì)有些,表針會(huì)稍有偏轉(zhuǎn)(一般不會(huì)超過滿量程的1/3,根據(jù)管子的耐壓不同而不同)。但在用R×1kΩ以下檔測(cè)ce或ec間電阻時(shí),表頭指示應(yīng)為無窮大,否則管子就是有問題。應(yīng)該說明一點(diǎn)的是,以上測(cè)量是針對(duì)硅管而言的,對(duì)鍺管不適用。另外,所說的“反向”是針對(duì)PN結(jié)而言,對(duì)NPN管和PNP管方向?qū)嶋H上是不同的。
分辨率
分辨率是指一塊表測(cè)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(cè)量信號(hào)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(cè)量1V的信號(hào)時(shí),你就可以看到1mV(1/1000伏特)的微小變化
如果你要測(cè)量小于1/4英寸(或1毫米)的長(zhǎng)度,你肯定不會(huì)用最小單位為英寸(或厘米)的尺子。如果溫度為98.6°F,那么用只有整數(shù)標(biāo)記的溫度計(jì)測(cè)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(gè)3位半的表,可以顯示三個(gè)從0到9的全數(shù)字位,和一個(gè)半位(只顯示1或沒有顯示)。一塊3位半的數(shù)字表可以達(dá)到1999字的分辨率。一塊4位半的數(shù)字表可以達(dá)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,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(cè)量提供了更好的分辨率。例如,一個(gè)1999字的表,在測(cè)量大于200V的電壓時(shí),你不可能顯示到0.1V。而3200字的數(shù)字表在測(cè)320伏特的電壓時(shí),仍可顯示到0.1V。當(dāng)被測(cè)電壓高于320V,而又要達(dá)到0.1V的分辨率時(shí),就要用價(jià)格貴一些的20000字的數(shù)字表。
精度
精度就是指在特定的使用環(huán)境下,出現(xiàn)的最大允許誤差。換句話說,精度就是用來表明數(shù)字多用表的測(cè)量值與被測(cè)信號(hào)的實(shí)際值的接近程度。
對(duì)于數(shù)字多用表來說,精度通常使用讀數(shù)的百分?jǐn)?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(shí),實(shí)際的電壓可能會(huì)在99.0V~101.0V之間。
在詳細(xì)說明書中可能會(huì)有特定數(shù)值加到基本精度中。它的含義就是,對(duì)顯示的最右端進(jìn)行變換要加的字?jǐn)?shù)。在前面的例子中,精度可能會(huì)標(biāo)為±(1%+2)。因此,如果GMM的讀數(shù)是100.0V,實(shí)際的電壓會(huì)在98.8V~101.2V之間。
模擬表的精度是按全量程的誤差來計(jì)算的,而不是按顯示的讀數(shù)來計(jì)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。
數(shù)字模擬顯示
在精度和分辨率方面,數(shù)字顯示有很好的優(yōu)勢(shì),測(cè)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一籌。因?yàn)槟悴坏貌蝗ス烙?jì)指針的位置。
條形圖象模擬指針一樣顯示信號(hào)的變化和趨勢(shì)。但它更耐用并且減少了損壞
電阻
在電阻擋測(cè)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(cè)量電阻小至0.1歐姆,某些測(cè)量值可高至300兆歐(300,000,000ohms)。極大的電阻,福祿克多用表會(huì)顯示“OL”,表示被測(cè)電阻大的超過了量程。測(cè)量開路時(shí),會(huì)顯示“OL”。
必須在關(guān)掉電路電源的情況下測(cè)量電阻,否則對(duì)表或電路板會(huì)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(hào)時(shí)進(jìn)行保護(hù)的功能。不同型號(hào)的數(shù)字多用表有不同的保護(hù)能力。
在進(jìn)行低電阻的精確測(cè)量時(shí),必須從測(cè)量值中減去測(cè)量導(dǎo)線的電阻。典型的測(cè)試導(dǎo)線的阻值在0.2Ω到0.5Ω之間。如果測(cè)試導(dǎo)線的阻值大于1Ω,測(cè)試導(dǎo)線就要更換了。
如果數(shù)字多用表為測(cè)量電阻提供小于0.6V的直流電壓,就可以測(cè)量電路板上由二極管或半導(dǎo)體隔離的電阻值。從而不用將電阻拆下來就可以測(cè)試。
通斷
通斷就是通過快速電阻測(cè)量來區(qū)分開路或短路。
帶有通斷蜂鳴的數(shù)字多用表時(shí)通斷測(cè)量更加簡(jiǎn)單、快潔。當(dāng)測(cè)到一個(gè)短路電路時(shí),表發(fā)出峰鳴,所以在測(cè)試時(shí)無需看表。不同型號(hào)的數(shù)字多用表有不同的觸發(fā)電阻值。
維修保養(yǎng)
1、保養(yǎng)
數(shù)字萬用表是一臺(tái)精密電子儀器,不要隨意更換線路,并注意以下幾點(diǎn):
⒈不要接高于1000V直流電壓或高于700V交流有效值電壓.
⒉不要在功能開關(guān)處于Ω和位置時(shí),將電壓源接入.
⒊在電池沒有裝好或后蓋沒有上緊時(shí),請(qǐng)不要使用此表.
2、修理方法
數(shù)字萬用表表具有很高的靈敏度和準(zhǔn)確度,其應(yīng)用幾乎遍及所有企業(yè)。但由于其故障出現(xiàn)呈多因素,且遇到問題的隨機(jī)性大,沒有太多規(guī)律可循,將工作實(shí)際中所積累的一些修理經(jīng)驗(yàn)整理出來,以供從事本專業(yè)的同仁參考。
尋找故障應(yīng)先外后里,先易后難,化整為零,重點(diǎn)突破。其方法大致可分為以下幾種:
⒈感覺法 憑借感官直接對(duì)故障原因做出判斷,通過外觀檢查,能發(fā)現(xiàn)如斷線、脫焊、搭線短路、熔絲管斷、燒壞元件、機(jī)械性損傷、印刷電路上銅箔翹起及斷裂等;可以觸摸出電池、電阻、晶體管、集成塊的溫升情況,可參照電路圖找出溫升異常的原因。另外,用手還可檢查元件有否松動(dòng)、集成電路腳管是否插牢,轉(zhuǎn)換開關(guān)是否卡帶;可以聽到和嗅到有無異聲、異味。
⒉測(cè)電壓法 測(cè)量各關(guān)鍵點(diǎn)的工作電壓是否正常,可較快找出故障點(diǎn)。如測(cè)A/D轉(zhuǎn)換器的工作電壓、基準(zhǔn)電壓等。
⒊短路法 在前面所講的檢查A/D轉(zhuǎn)換器方法里一般都采用短路法,這種方法在修理弱電和微電儀器時(shí)用得較多。
⒋斷路法 把可疑部分從整機(jī)或單元電路中斷開,若故障消失,表示故障在斷開的電路中。此法主要適合于電路存在短路的情況。
⒌測(cè)元件法 當(dāng)故障已縮小到某處或幾個(gè)元件時(shí),可對(duì)其進(jìn)行在線或離線測(cè)量。必要時(shí),用好的元件進(jìn)行替換,若故障消失,說明元件已壞。
3、修理技巧
對(duì)一塊故障儀表首先應(yīng)檢查和判別故障現(xiàn)象是共性(所有功能都不能測(cè)量),還是個(gè)性(個(gè)別功能或個(gè)別量程),然后區(qū)別情況,對(duì)癥解決。
⒈若所有檔均不能工作,應(yīng)重點(diǎn)檢查電源電路和A/D轉(zhuǎn)換器電路。檢查電源部分時(shí),可取下疊層電池,按下電源開關(guān),用正表筆接被測(cè)表電源負(fù),負(fù)表筆接電源正(對(duì)數(shù)字萬用表而言),開關(guān)打到二級(jí)管測(cè)量檔,若顯示的是二級(jí)管正向電壓,則說明電源部分是好的,若偏差大,則說明電源部分有問題。若出現(xiàn)開路,重點(diǎn)檢查電源開關(guān)和電池引線等。若出現(xiàn)短路,則需要采用斷路法,逐步斷開使用電源的元件,重點(diǎn)檢查運(yùn)算放大器、定時(shí)器及A/D轉(zhuǎn)換器等。若出現(xiàn)短路,一般都不止損壞一塊集成元件。檢查A/D轉(zhuǎn)換器可以和基本表同時(shí)進(jìn)行,相當(dāng)于模擬式萬用表的直流表頭,具體檢查方法:
⑴被測(cè)表的量程轉(zhuǎn)到直流電壓最低檔;
⑵測(cè)量A/D轉(zhuǎn)換器工作電壓是否正常。根據(jù)表內(nèi)所用A/D轉(zhuǎn)換器型號(hào),對(duì)應(yīng)V+腳和COM腳,測(cè)量值與它的典型值相比較是否相符。
⑶測(cè)A/D轉(zhuǎn)換器的基準(zhǔn)電壓,常用的數(shù)字萬用表的基準(zhǔn)電壓一般都是100mV或1V,即測(cè)量VREF+與COM之間的直流電壓,若偏離100mV或1V,可通過外接電位器進(jìn)行調(diào)節(jié)。
⑷檢查輸入為零的顯示數(shù),把A/D轉(zhuǎn)換器的正端IN+與負(fù)端IN-短接,使輸入電壓Vin=0,儀表顯示“00.0"或“00.00"。
⑸檢查顯示器的全亮筆劃。把測(cè)試端TEST腳與正電源端V+短接,使邏輯地變成高電位,全部數(shù)字電路停止工作。因每個(gè)筆劃上都加有直流電壓,所以全部筆劃亮對(duì)位表顯示“1888",對(duì)位表顯示“18888"。若存在缺筆劃現(xiàn)象,檢查A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)應(yīng)輸出腳與導(dǎo)電膠(或聯(lián)線),與顯示器之間是否有接觸不良和斷線情況。
⒉若個(gè)別檔有問題,說明A/D轉(zhuǎn)換器和電源部分都工作正常。因直流電壓、電阻檔共用一套分壓電阻;交直流電流共用分流器;交流電壓與交流電流共用一套AC/DC轉(zhuǎn)換器;其它如Cx、HFE、F等都由獨(dú)立的不同轉(zhuǎn)換器組成。了解它們之間的關(guān)系,再根據(jù)電源圖,就很容易找到故障部位。若測(cè)量小信號(hào)不準(zhǔn)確或顯示數(shù)字跳動(dòng)大,則重點(diǎn)檢查量程開關(guān)的接觸是否良好。
⒊若出現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)不穩(wěn),且數(shù)值總是累計(jì)增大,短接A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端,顯示數(shù)據(jù)不為零的情況,則一般是0.1μF的基準(zhǔn)電容性能不良所引起的。
根據(jù)以上分析,數(shù)字萬用表的修理基本順序應(yīng)是:數(shù)字表頭部→直流電壓→直流電流→交流電壓→交流電流→電阻檔(包括蜂鳴器和檢查二級(jí)管正壓降)→Cx→HFE、F、H、T等。但也不可過分機(jī)械,有些明顯能看出的問題,可以先處理。但在進(jìn)行調(diào)校時(shí),則一定要按照上述程序。
總之,一塊故障萬用表,經(jīng)過適當(dāng)?shù)臋z測(cè),首先要分析故障可能出現(xiàn)的部位,然后根據(jù)線路圖找到故障位置進(jìn)行更換和修復(fù)。因數(shù)字萬用表是較精密的儀表,更換元件一定要用參數(shù)相同的元件,特別是更換A/D轉(zhuǎn)換器,一定要采用生產(chǎn)廠家經(jīng)嚴(yán)格篩選的集成塊,否則將出現(xiàn)誤差而達(dá)不到所需準(zhǔn)確度。新?lián)Q的A/D轉(zhuǎn)換器,也需要按前面所述的方法進(jìn)行檢查,切不可因新而置信不疑。
發(fā)展歷史
數(shù)字萬用表是經(jīng)過歷史慢慢發(fā)展來的。早期的萬用表,使用磁石偏轉(zhuǎn)指針的表盤,與經(jīng)典的電流計(jì)相同;現(xiàn)代則采用LCD或VFD(真空螢光顯示器,Vacuum fluorescent display)提供的數(shù)字顯示。
模擬萬用表在二手市場(chǎng)上不難找到,但它不太精確,這是因?yàn)檎{(diào)零和從儀表面板上準(zhǔn)確的讀數(shù)都容易產(chǎn)生偏差。
有的模擬萬用表,使用真空管來放大輸入的信號(hào),這種設(shè)計(jì)的萬用表也被稱為真空管伏特計(jì)(VTVM,Vacuum Tube Volt Meters)或真空管萬用表(VTMM,Vacuum Tube Multimeters)。
現(xiàn)代萬用表已全部數(shù)字化,并被專稱為數(shù)字萬用表(DMM,Digital MultiMeter)。在這種設(shè)備中,被測(cè)量信號(hào)被轉(zhuǎn)換成數(shù)字電壓并被數(shù)字的前置放大器放大,然后由數(shù)字顯示屏直接顯示該值;這樣就避免了在讀數(shù)時(shí)視差帶來的偏差。
同樣,更好的電路系統(tǒng)和電子學(xué),也提高了測(cè)量精度。舊的模擬儀表的基本精度在5%到10%之間,現(xiàn)代便攜數(shù)字萬用表則可以達(dá)到±0.025%,而工作臺(tái)設(shè)備更高達(dá)百萬分之一的精度。
注意事項(xiàng)
為避免電擊及人員傷害,請(qǐng)?jiān)谑褂们伴喿x說明書中的“安全信息”和“警告及注意點(diǎn)”,以下規(guī)范為一般性的通用規(guī)范:
a. 如果儀表?yè)p壞,請(qǐng)勿使用。使用儀表之前,檢查外殼,并特別檢查接線端子旁的絕緣。
b. 檢查表筆是否有損壞的絕緣或裸露的金屬;檢查表筆的通斷;在使用之前,應(yīng)更換損壞的表筆。
c. 當(dāng)非正常使用后,請(qǐng)勿再使用儀表,其保護(hù)電路有可能失效,當(dāng)有所懷疑時(shí),請(qǐng)將儀表送修。
d. 請(qǐng)勿在爆炸性氣體、水蒸汽或多塵的環(huán)境中使用儀表。
e. 請(qǐng)勿在儀表端子上(兩個(gè)輸入端,或者任何輸入端與大地)輸入標(biāo)示在儀表上的額定電壓。
f. 使用之前,應(yīng)使用儀表測(cè)量一個(gè)已知的電壓來確認(rèn)儀表是正常的。
g. 當(dāng)測(cè)量電流時(shí),連接儀表到電路之前,請(qǐng)關(guān)閉電路的電源。
h. 當(dāng)維修儀表時(shí),請(qǐng)只使用廠家標(biāo)示或提供的部件。
i. 必須根據(jù)本手冊(cè)規(guī)定的方法使用儀表,否則儀表所提供的保護(hù)措施可能會(huì)失效。
j. 當(dāng)測(cè)量有效值為30V的交流電壓、峰值達(dá)42V的交流電壓或者60V以上的直流電壓時(shí),請(qǐng)?zhí)貏e注意,因?yàn)榇祟愲妷簳?huì)產(chǎn)生電擊的危險(xiǎn)。
k. 保持您的手指一直在表筆的檔板之后。
l. 在測(cè)量時(shí),在連接紅色表筆線前,應(yīng)先連接黑色表筆線(公共端);同樣,當(dāng)斷開連接時(shí),應(yīng)先斷開紅色表筆線再斷開黑色表筆線。
m. 當(dāng)打開電池門時(shí),請(qǐng)先把表筆從儀表上移開。
n. 當(dāng)儀表的外殼打開或者松動(dòng)時(shí),請(qǐng)不要使用儀表。
o. 為避免得到錯(cuò)誤的讀數(shù)而導(dǎo)致的電擊危險(xiǎn)或人員傷害,請(qǐng)?jiān)趦x表指示低電壓(
)時(shí),馬上更換電池。
p. 不要測(cè)量第Ⅱ類600V以上或其它更高類別的電壓。
q. 過壓裝置類別按IEC61010-1,2000:儀表的設(shè)計(jì)能夠防護(hù)在下列類別的設(shè)備中出現(xiàn)的瞬變高電壓:
CAT I 高壓低能量電路,如電子電路或復(fù)印機(jī)
CAT Ⅱ 固定裝置供電的設(shè)備,如電視機(jī)、個(gè)人電腦、便攜工具和家用電氣。
CAT Ⅲ 固定安裝設(shè)備,如配線板,饋電線和短路保護(hù)電路、大型建筑的照明系統(tǒng)。
選購(gòu)注意
數(shù)字萬用表是電子愛好者最基本的測(cè)試工具,一塊好的數(shù)字萬用表不僅能夠測(cè)量各種電學(xué)參數(shù)更是電子愛好者排除故障、修理電器的得力助手。當(dāng)前可供選擇的數(shù)字萬用表產(chǎn)品種類很多,如何選擇一塊既經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、又能滿足自己需要的數(shù)字萬用表呢?
從自己的實(shí)際需要出發(fā)
數(shù)字萬用表的分類很雜:按其結(jié)構(gòu)可以分為臺(tái)式數(shù)字萬用表和手持式數(shù)字萬用表,根據(jù)其是否帶有微處理器又可以劃分為傳統(tǒng)A/D轉(zhuǎn)換型數(shù)字萬用表的和智能型數(shù)字萬用表,而按照其位數(shù)還可以劃分為3 位半數(shù)字萬用表、4 位半數(shù)字萬用表……等。
數(shù)字萬用表的精度、結(jié)構(gòu)、品牌和智能化狀況決定了價(jià)格的差異,當(dāng)前市場(chǎng)上出售的數(shù)字萬用表價(jià)格跨度從十幾塊錢到幾萬塊錢都有。因此,自己買一塊數(shù)字萬用表到底用來做什么,在選擇產(chǎn)品前一定要明確自己的需求:如果只是一般性的測(cè)試,對(duì)測(cè)量精度的要求不高,那就選擇一塊便宜的手持式數(shù)字萬用表就足夠了;如果是從事精密測(cè)量、修理或者對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性要求很高,那就應(yīng)該選擇高檔的手持式數(shù)字萬用表或臺(tái)式數(shù)字萬用表。
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