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1.万用表真的有“万用”吗
万用表是万用电表的简称，它能测量电流、电压、电阻，有的还可以用来测量频率、电容值、电感值、逻辑电平、分贝值以及晶体管的放大倍数等。由于这种电工仪表用途多，量程广，使用方便，因此人们把它称为“万用表”。
2.万用表是如何分类的
万用表的种类有很多种，下面介绍几种常用的分类方法。
1）按照显示方式，可分为指针式万用表和数字式万用表两大类，如图1-1所示。目前，这两种类型的万用表均有很多种型号，相对而言指针式万用表性价比高，故使用者较多。
图1-1 指针式万用表和数字式万用表
a）指针式万用表 b）数字式万用表
2）按照万用表的外形，可分为台式、手持式、笔式、钳形和叉形等。常见万用表的外形如图1-2所示。
图1-2 常见万用表的外形
a）台式万用表 b）手持式万用表 c）笔式万用表 d）钳形万用表 e）叉形万用表
图1-3 简易型、多功能型和智能型万用表
a）简易型万用表 b）多功能型万用表 c）智能型万用表
3）按照功能，可分为简易型万用表、多功能型万用表和智能型万用表，如图1-3所示。简易型万用表功能很少，主要用来测量电阻、电流和电压；多功能万用表不仅具有测量电阻、电流和电压等基本功能，还具有电容、电感、晶体管参数、红外线遥控器数据、普通二极管参数和发光二极管发光情况等检测功能；智能型万用表除了具有多功能万用表的功能之外，还具有内置交流电压感应测电功能、全保护功能、自动/手动量程随意转换功能、数据保持功能、℃/℉转换功能、频率/占空比测量功能、自动关机功能等。
4）按照准确度，可分为1.0、1.5、2.5和5.0等几个等级。1.0等级的万用表其准确度最高，其基本误差为±1.0%。
1.指针式万用表有何结构
常见的指针式万用表主要有500型、MF47型、MF64型、MF50型、MF15型等，它们虽然功能各异，但结构和原理基本相同。它们一般由外壳、表头、表盘、机械调零旋钮、欧姆挡调零旋钮、转换开关（又称为量程选择开关）、专用插座、表笔及其插孔和测量线路等组成。
图1-4所示为MF47型万用表的基本结构。
图1-4 MF47型万用表的基本结构
a）外部结构 b）内部结构
图1-5所示为MF50型万用表的基本结构。
图1-5 MF50型万用表的基本结构
a）外部结构 b）内部结构
图1-6 万用表的表头
2.指针式万用表的基本工作原理是什么
指针式万用表的基本原理是利用一只灵敏的磁电式直流电流表（微安表）做表头，如图1-6所示。表头是万用表的“心脏”，万用表的主要性能指标取决于表头的性能，表头的灵敏度越高，内阻越大，万用表的性能就越好。当微小电流通过表头，就会有电流指示。由于表头不能通过大电流，所以必须在表头上并联与串联一些电阻进行分流或降压，从而测出电路中的电流、电压和电阻。
3.万用表的面板由哪些组成
从前面介绍的万用表基本结构图1-4和图1-5中可看出，指针式万用表的面板一般由表盘、机械调零旋钮、欧姆调零旋钮、转换开关、表笔插孔等组成。
表头上的表盘印有多种符号、刻度线和数值，如图1-7所示。
图1-7 MF47万用表的表盘
符号A-V-Ω表示这只电表是可以测量电流、电压和电阻的万用表。表盘上印有多条刻度线，其中右端标有“Ω”的是电阻刻度线，其右端为零，左端为“∞”；刻度值分布是不均匀的，每小格与每小格之间代表的欧姆值不相同。
符号“-”或“DC”表示直流，“～”或“AC”表示交流，“≃”表示交流和直流共用的刻度线，刻度线下的几行数字（0～10、0～50、0～250，见图1-7）是与选择开关的不同挡位相对应的刻度值。万用表转换开关符号图例和内部结构如图1-8所示。
另外，表盘上还有一些表示表头参数的符号：如DC20kΩ/V、AC9kΩ/V等。面板上还设有机械零位调整旋钮（螺钉）。
4.转换开关的内部结构如何
万用表的转换开关，又称量程选择开关，是一个多挡位的旋转开关，用来选择测量项目和量程（或倍率）。万用表转换开关的形式多种多样，如图1-8a～图1-8c所示，图中的箭头和小圆圈分别代表“刀”和“位”，有时“刀”也用粗黑线表示（这种符号经常出现在万用表的线路图中）。所谓“刀”就是可转动的开关滑片（活动触点），所谓“位”就是固定触点。当刀（活动触点）与某个位（固定触点）接触时就可以接通这对触点的控制电路。拨动转换开关，就可以使某一刀与某一位接触，从而接通不同的测量线路，完成选择的测量项目和测量量程（或倍率）。
图1-8 万用表转换开关符号图例和内部结构
a）单刀11挡转换开关 b）3刀3挡转换开关； c）单刀单层18挡转换开关 d）实物图
转换开关定位准确，触点接触良好可靠，步进轻松和绝缘性能好等是其基本要求。
5.万用表有哪些测量线路
测量线路的作用是将不同性质和大小的被测电学量转换为表头所能接受的直流电流。为了实现不同测量项目和测量量程（或倍率），在万用表的内部设置了一套测量线路。一般来说，万用表的测量线路是由多量程直流电流表、多量程直流电压表、多量程整流式交流电压表和多量程欧姆表等测量线路组合而成。在某些万用表中，还附加有电容、电感、晶体管直流放大倍数和温度测量等测量电路。
万用表的测量电路随测量对象及量程的不同而不同，通过拨动转换开关来接通不同的测量线路，选择所需要的测量项目和量程。测量电路的改进，可使万用表的功能增多、操作方便、体积减小。
测量电路主要由各种类型、各种规格的电阻元件（如线绕电阻、金属膜电阻、碳膜电阻、电位器等）组成，此外还包括整流器件（如二极管）。MF47型万用表的测量线路如图1-9所示。
图1-9 MF47型万用表的测量线路
a）原理图 b）PCB图
万用表测量线路常用符号的含义见表1-1。
表1-1 万用表测量线路常用符号的含义
6.为什么万用表的表笔要用颜色来区分
万用表配置有红色和黑色两支表笔。红色比较醒目，有异常情况或警报的含义，以提醒使用者在可能出现危险时需要立即处理，使用时，红表笔插入标有“+”的插孔或其他专用插孔；黑色有接负极或电路地的含义，使用时，黑表笔插入标有“-”的插孔。
1.数字式万用表有何外部结构
数字式万用表的外形图如图1-10所示。从面板上看，数字式万用表由电源开关、液晶显示器、功能开关旋钮和测试插孔等组成。
图1-10 数字万用表的面板结构示例
（1）液晶显示器
液晶显示器直接以数字形式显示测量结果。普及型数字式万用表多为3½位（三位半）仪表（如DT9205A型），其最高位只能显示“1”或“0”（0也可消隐，即不显示），故称半位，其余3位是整位，可显示0～9全部数字。三位半数字式万用表最大显示值为1999。
数字式万用表位数越多，它的灵敏度越高。如4½（四位半）仪表，最大显示值为±19999。
（2）功能开关旋钮
功能开关旋钮位于万用表的中间，用来测量时选择测量项目和量程。由于最大显示数为±1999，不到满度2000，所以量程挡的首位数几乎都是2，如200Ω、2kΩ、2V等。数字式万用表的量程比指针式表的量程多一些。例如DT9205A万用表，电阻量程从200Ω至200MΩ有7挡。除了直流电压、直流电流和交流电压及 h FE 挡外，还增加了指针式万用表少见的交流电流和电容量等测试挡。
（3）测试插孔
表笔插孔有4个。标有“COM”字样的为公共插孔，通常插入黑表笔。标有“V/Ω”字样插孔应插入红表笔，用以测量电阻值和交直流电压值。测量交直流电流有两个插孔，分别为“A”和“10A”，供不同量程选用，使用时也应插入红表笔。
此外，万用表的面板上还有晶体管测试插孔。
（4）电源开关（POWER）：用于开启及关闭万用表的内部电源。
2.数字式万用表有何电路结构
普通数字式万用表的电路结构框图如图1-11所示。双积分A-D转换器是数字式万用表的“心脏”，通过它实现模拟量—数字量的转换。外围电路主要包括功能转换器、功能及量程转换开关、LCD或LED显示器，此外还有蜂鸣器振荡电路、驱动电路、检测线路通断电路、低电压指示电路等驱动电路。有的万用表还设有电容测量电路、温度测量电路、自动延时关机电路等（如DT890C+、M890D、KT105等型号）。有的万用表还有电感、频率测量电路等（如DT930F+、KT102、VC9808等型号）。
图1-11 普通数字万用表的电路结构框图
A-D转换器采用单片大规模集成电路，通过内部异或门输出，可驱动LCD显示器，耗电极小。3½数字式万用表大多采用ICL7106（或TSC7106、TC7106）型CMOS单片A-D转换器。
3.位数、字与数字式万用表的分辨率有何关系
位数、字都是用来描述数字式万用表的分辨率的惯用表征。数字万用表一般是按照它们可以显示的位数和字分类的。
例如前面介绍的3位半的数字式万用表，可以显示三个0～9的全数字位和一个半位（只显示1或没有显示）。也就是说一块3位半的数字式万用表可以达到1999字的分辨率。一块4½数字式万用表可以达到19999字的分辨率。用字来描述数字式万用表的分辨率比用位描述好。
近年来生产的3位半数字式万用表的分辨率已经提高到3200或4000字。3200字的数字式万用表为某些测量提供了更好的分辨率。例如，一个1999字的表，在测量大于200V的电压时不可能显示到0.1V；而3200字的数字式万用表在测量320V的电压时，仍可显示到0.1V。当被测电压高于320V，而又要达到0.1V的分辨率时，就要用价格贵一些的20000字的数字表。
4.怎样理解数字式万用表的精度
数字式万用表的精度是指在特定的使用环境下，出现的最大允许误差。换句话说，精度是用来表明数字式万用表的测量值与被测信号的实际值的接近程度。
对于数字式万用表来说，精度通常用读数的百分数表示。例如，1%的读数精度的含义是：数字式万用表的显示为100.0V时，实际的电压可能会在99.0V到101.0V之间。
指针式万用表的精度是按全量程的误差来计算的，而不是按显示的读数来计算。指针式万用表的典型精度是全量程的±2%或±3%。数字式万用表的典型基本精度在读数的±（0.7%+1）和±（0.1%+1）之间，甚至更高。
5.数字式万用表的保护电路有哪些种类
（1）自动恢复保护
某些数字式万用表的电路系统当探测到一个过载时，就会保护该表直至这种情况不再存在。过载被去除后，数字式万用表可以自动返回正常运行状态。
自动恢复保护通常被用来保护电阻测量功能，避免因为电压过载而损坏万用表的内部元器件。
（2）没有自动恢复功能
某些数字式万用表探测到过载后会保护表，但不会自动恢复，直至使用者采取相应措施，如更换电阻，才能恢复使用。
6.数字式万用表有何特点
同指针式万用表相比，数字式万用表有其明显的特点。
（1）数字显示直观准确
数字式万用表普遍采用先进的数显技术（LCD液晶显示器或者LED发光二极管显示器）。显示清晰直观、读书准确。它既能保证了读数的客观性，又符合人们的读数习惯，能够缩短读数或记录时间，如图1-12所示。
图1-12 数字万用表液晶显示屏
（2）准确度高、分辨率高
数字式万用表的准确度相当高，这是指针式万用表望尘莫及的。一般来说，数字式万用表基本量程（通常为最低直流电压挡）的精度最高，随着量程的扩展或经各种转换器后精度指标会下降。三位半的数字万用表基本量程精度可达±0.5%～±0.1%，四位半的数字式万用表可以达到±0.05%～±0.07%，五位半的数字式万用表可达±0.01%～±0.005%，七位半的数字式万用表可达±0.0001%。
数字式万用表的分辨率是指最低量程上末位一个字所对应的电压值，是仪表对下限被测量值的反应能力，它反映仪表灵敏度的高低。3½数字式万用表的分辨力可达0.1mV，即100μV；4½仪表达10μV；8½则高达10nV。（1V=1000mV，1mV=1000μV，1μV=1000nV）。
数字式万用表的准确度和分辨率是两个不同的概念。分辨率表征仪表的“灵敏性”，即对微小电压的“识别”能力；准确度反映测量的“准确性”，即测量结果与真值的一致程度。在选用数字式万用表时，并不是准确度和灵敏度越高越好，这要看被测的具体对象而定，否则也是一种浪费。一般来讲三位半（3½）或四位半（4½）数字式万用表已能满足通常测量的需要。
（3）输入阻抗高，测量参数多
测量电压时，数字式万用表具有很高的输入阻抗，这样在测量过程中从被测电路中吸取的电流极少，不会影响被测电路或信号源的工作状态，能够减少测量误差，从而能提高测量的准确性。
普及型数字式万用表不仅可以测量直流电压（DCV）、交流电压（ACV），直流电流（DCA）、交流电流（ACA）、电阻（Ω）、二极管正向压降（VF）、晶体管发射极电流放大系数（ h FE ），还能测电容量（ C ）、检查线路通断的蜂鸣器挡（BZ）等。
有的仪表还具有电感挡、温度（ T ）、频率（ f ）挡、信号挡、AC-DC自动转换功能等，如图1-13所示。新型数字式万用表大多增加了下述新颖实用的测试功能：读数保持（HOLD）、逻辑测试（LOGIC）、真有效值（TRMS）、相对值测量（RELΔ）、自动关机（AUTO OFF POWER）等。
（4）自动化和智能化程度很高，具有完善的保护电路
数字式万用表的智能化程度很高，例如自动校零，自动极性选择（如图1-14a所示），自动量程转换，超量程指示（如图1-14b所示）等。
图1-13 数字式万用表测量功能示例
图1-14 数字式万用表的智能化程度举例
a）自动极性选择 b）超量程指示
为了防止因测量挡位错误造成仪表损坏，数字式万用表的电路都设计了比较完善的多重保护电路。数字式万用表设有自动电源切断电路，当仪表工作时间约30～60min，电源自动切断电路，仪表进入睡眠状态。