指针万用表是一种广泛使用的电子测量仪表,它由一只灵敏很高的直流电流表(微安表)作表头,再加上挡位开关和相关电路组成 。指针万用表可以测量电压、电流、电阻,还可以测量电子元器件的好坏。指针万用表种类很多,使用方法大同小异,本节以MF-47型万用表为例进行介绍。
MF-47 型万用表的面板如图 1-22 所示。从面板上可以看出, 指针万用表面板主要由刻度盘、挡位开关、旋钮和插孔构成 。
图1-22 MF-47 型万用表的面板
刻度盘用来指示被测量值的大小 ,它由 1 根表针和 6 条刻度线组成。刻度盘如图 1-23所示。
第 1 条标有“Ω”字样的为欧姆刻度线 。在测量电阻阻值时查看该刻度线。这条刻度线最右端刻度表示的阻值最小,为 0,最左端刻度表示阻值最大,为∞(无穷大)。在未测量时表针指在左端无穷大处。
第 2 条标有“V”(左方)和“mA”(右方)字样的为交直流电压/直流电流刻度线。 在测量交、直流电压和直流电流时都查看这条刻度线。该刻度线最左端刻度表示最小值,最右端刻度表示最大值,在该刻度线下方标有三组数,它们的最大值分别是 250、50 和 10,当选择不同挡位时,要将刻度线的最大刻度看作该挡位最大量程数值(其他刻度也要相应变化)。如挡位开关置于“50V”挡测量时,表针若指在第 2 刻度线最大刻度处,表示此时测量的电压值为 50V(而不是 10V或 250V)。
图1-23 刻度盘
第 3 条标有“h FE 字样的为三极管放大倍数刻度线 。在测量三极管放大倍数时查看这条刻度线。
第 4 条标有“C(μF)”字样的为电容量刻度线 。在测量电容容量时查看这条刻度线。
第 5 条标有“L(H)”字样的为电感量刻度线 。在测量电感的电感量时查看该刻度线。
第 6 条标有“dB”字样的为音频电平刻度线 。在测量音频信号电平时查看这条刻度线。
挡位开关的功能是选择不同的测量挡位 。挡位开关如图 1-24 所示。
图1-24 挡位开关
万用表面板上有两个旋钮:机械校零旋钮和欧姆校零旋钮,如图 1-22 所示。
机械校零旋钮的功能是在测量前将表针调到电压/电流刻度线的“0”刻度处。欧姆校零旋钮的功能是在使用欧姆挡测量时,将表针调到欧姆刻度线的“0”刻度处 。两个旋钮的详细调节方法在后面将会介绍。
万用表面板上有 4 个独立插孔和一个 6 孔组合插孔,如图 1-24 所示。
标有“+ ”字样的为红表笔插孔;标有“COM(或-)”字样的为黑表笔插孔;标有“5A”字样的为大电流插孔,当测量 500mA~ 5A范围内的电流时,红表笔应插入该插孔;标有“2500V”字样的为高电压插孔,当测量 1000~ 2500V范围内的电压时,红表笔应插入此插孔。6 孔组合插孔为三极管测量插孔,标有“N”字样的 3 个孔为NPN三极管的测量插孔,标有“P”字样的 3 个孔为PNP三极管的测量插孔。
指针万用表在使用前,需要安装电池、机械校零和安插表笔。
在使用万用表前,需要给万用表安装电池,若不安装电池,电阻挡和三极管放大倍数挡将无法使用,但电压、电流挡仍可使用 。MF-47 型万用表需要 9V和 1.5V两个电池,如图1-25 所示,其中 9V电池供给R × 10kΩ使用,1.5V电池供给R × 10kΩ挡以外的欧姆挡和三极管放大倍数测量挡使用。安装电池时,一定要注意电池的极性不能装错。
图1-25 万用表的电池安装
在出厂时,大多数厂家已对万用表进行了机械校零,对于某些原因造成表针未调零时,可自已进行机械调零。机械调零过程如图 1-26 所示。
万用表有红、黑两根表笔,在测量时,红表笔要插入标有“+ ”字样的插孔,黑表笔要插入标有“-”字样的插孔。
图1-26 机械校零
MF-47 型万用表的直流电压挡具体又分为 0.25V、1V、2.5V、10V、50V、250V、500V、1000V和 2500V挡。
下面通过测量一节干电池的电压值来说明直流电压的测量操作,测量如图 1-27 所示,具体过程如下所述。
图1-27 直流电压的测量(测量电池的电压)
第一步:选择挡位。测量前先大致估计被测电压可能有的最大值,再根据挡位应高于且最接近被测电压的原则选择挡位,若无法估计,可先选最高挡测量,再根据大致测量值重新选取合适低挡位测量。一节干电池的电压一般在 1.5V左右,根据挡位应高于且最接近被测电压的原则,选择 2.5V挡最为合适。
第二步:红、黑表笔接被测电压。红表笔接被测电压的高电位处(即电池的正极),黑表笔接被测电压的低电位处(即电池的负极)。
第三步:读数。在刻度盘上找到旁边标有“V”字样的刻度线(即第 2 条刻度线),该刻度线有最大值分别是 250、50、10 的三组数对应,因为测量时选择的挡位为 2.5V,所以选择最大值为250 的那一组数进行读数,但需将250 看成2.5,该组其他数值作相应的变化。现观察表针指在“150”处,则被测电池的直流电压大小为 1.5V。
补充说明:
①如果测量 1000~2500V范围内的电压时,挡位开关应置于 1000V挡位,红表笔要插在2500V专用插孔中,黑表笔仍插在“COM”插孔中,读数时选择最大值为 250 的那一组数。
②直流电压 0.25V挡与直流电流 50μA挡是共用的,在测直流电压时选择该挡可以测量 0 ~0.25V范围内的电压,读数时选择最大值为 250 的那一组数,在测直流电流时选择该挡可以测量 0 ~50μA范围内的电流,读数时选择最大值为 50 的那一组数。
MF-47 型万用表的交流电压挡具体又分为 10V、50V、250V、500V、1000V和 2500V挡。
下面通过测量市电电压的大小来说明交流电压的测量操作,测量如图 1-28 所示,具体过程如下所述。
图1-28 交流电压的测量(测量市电电压)
第一步:选择挡位。市电电压一般在 220V左右,根据挡位应高于且最接近被测电压的原则,选择 250V挡最为合适。
第二步:红、黑表笔接被测电压。由于交流电压无正、负极性之分,故红、黑表笔可随意分别插在市电插座的两个插孔中。
第三步:读数。交流电压与直流电压共用刻度线,读数方法也相同。因为测量时选择的挡位为 250V,所以选择最大值为 250 的那一组数进行读数。现观察表针指在刻度线的“240”处,则被测市电电压的大小为 240V。
MF-47 型万用表的直流电流挡具体又分为50μA、0.5mA、5mA、50mA、500mA和5A挡。
下面以测量流过灯泡的电流大小为例来说明直流电流的测量操作,直流电流的测量操作如图 1-29(a)所示,图 1-29(b)为图 1-29(a)等效测量图,具体过程如下所述。
图1-29 直流电流的测量
第一步:选择挡位。灯泡工作电流较大,这里选择直流 500mA挡。
第二步:断开电路,将万用表红、黑表笔串接在电路的断开处,红表笔接断开处的高电位端,黑表笔接断开处的另一端。
第三步:读数。直流电流与直流电压共用刻度线,读数方法也相同。因为测量时选择的挡位为 500mA挡,所以选择最大值为 50 的那一组数进行读数。现观察表针指在刻度线 27的位置,那么流过灯泡的电流为 270mA。
如果流过灯泡的电流大于 500mA,可将红表笔插入 5A插孔,挡位仍置于 500mA挡。
注意: 测量电路的电流时,一定要断开电路,并将万用表串接在电路断开处,这样电路中的电流才能流过万用表,万用表才能指示被测电流的大小 。
测量电阻的阻值时需要选择欧姆挡。MF-47 型万用表的欧姆挡具体又分为× 1Ω、× 10Ω、× 100Ω、× 1kΩ和× 10kΩ挡。
下面通过测量一只电阻的阻值来说明欧姆挡的使用,测量如图 1-30 所示,具体过程说明如下所述。
第一步:选择挡位。测量前先估计被测电阻的阻值大小,选择合适的挡位。挡位选择的原则是:在测量时尽可能让表针指在欧姆刻度线的中央位置,因为表针指在刻度线中央时的测量值最准确,若不能估计电阻的阻值,可先选高挡位测量,如果发现阻值偏小时,再换成合适的低挡位重新测量。现估计被测电阻阻值为几百至几千欧,选择挡位× 100Ω较为合适。
第二、三、四步:欧姆校零。挡位选好后要进行欧姆校零,欧姆校零过程如图 1-30(a)(b)所示,先将红、黑表笔短路,观察表针是否指到欧姆刻度线的“0”处,若表针未指在“0”处,可调节欧姆校零旋钮,直到将表针调到“0”处为止,如果无法将表针调到“0”处,一般为万用表内部电池耗尽所致,需要更换新电池。
图1-30 电阻的测量
图1-30 电阻的测量(续)
第五步:红、黑表笔接被测电阻。电阻没有正、负之分,红、黑表笔可随意接在被测电阻两端。
第六步:读数。读数时查看表针在欧姆刻度线所指的数值,然后将该数值与挡位数相乘,得到的结果即为该电阻的阻值。在图 1-30(c)中,表针指在欧姆刻度线的“15”处,选择挡位为× 100Ω,则被测电阻的阻值为 15 × 100Ω=1500Ω=1.5kΩ。
万用表使用时要按正确的方法进行操作,否则会使测量值不准确,重则会烧坏万用表,甚至会触电危害人身安全。
万用表使用时要注意以下事项。
① 测量时不要选错挡位,特别是不能用电流或欧姆挡来测电压,这样极易烧坏万用表 。万用表不用时,可将挡位置于交流电压最高挡(如 1000V挡)。
② 测量直流电压或直流电流时,要将红表笔接电源或电路的高电位,黑表笔接低电位 ,若表笔接错会使表针反偏,这时应马上互换红、黑表笔位置。
③ 若不能估计被测电压、电流或电阻的大小,应先用最高挡,如果高挡位测量值偏小,可根据测量值大小选择相应的低挡位重新测量 。
④ 测量时,手不要接触表笔金属部位,以免触电或影响测量精确度 。
⑤ 测量电阻阻值和三极管放大倍数时要进行欧姆校零 ,如果旋钮无法将表针调到欧姆刻度线的“0”处,一般为万用表内部电池电量不足,可更换新电池。