万用表量程选择原则是仪表的量程要大于被测量的值,仪表的精度等级要与测试要求、经济性、合理性、可靠性相统一。
1)量程一定要大于被测量的值
无论指针式万用表还是数字万用表,在选用量程时,量程范围必须大于被测量的最大值,否则,会导致测试仪表超量程而过载。轻者使表头指针受冲击而变形,数字仪表溢出显示;重者会使仪表中的保护器件动作,如熔断器引爆、保护二极管烧毁、限位二极管短路或放电器击穿等。
测试时,如果不知道被测量的准确范围,应根据电路构成估算出大致范围,再从万用表的最高量程开始,逐挡点试,即用表笔快速接触测试点,观察表上示值,当被测量值约为量程的 2/3时,再由点测转为直接测量,待表上读数稳定后,读取测量结果。注意,这种方法不适用于高电压、大电流的测试。
2)选量程要兼顾仪表的满度值和准确度等级
例如,现在要测试一个 40V左右的直流电压,手头有两块万用表,其中一块为 1.5级,选用直流 250V挡;另一块为 2.5级,选用直流 50V挡。选用哪一块表合适呢?若选用量程为250V、1.5级的万用表测量,经计算,由此产生的绝对误差为±3.75V,这个误差的范围是相当大的。若选用量程为 50V、2.5级的万用表测量,由此产生的绝对误差为 1.25V,若表上指示值为 40V,被测电压的真值就在 40V±1.25V范围内,这个误差的范围小了很多。因此,应该选用 50V、2.5级的万用表进行测量,而不是仪表的准确度等级越高越好。
(1)测量电流时,应将万用表的电流挡串联接入回路中,其方法如图 1-20(a)所示。
(2)测量电压时,应将万用表的电压挡并联接入被测对象两端,其方法如图1-20(b)所示。
(3)测量电阻时,应尽可能去除旁路影响,并且被测电路不得带电,其方法如图 1-20(c)所示。
图 1-20 万用表测量电流、电压、电阻的接线
(4)在测量电流、电压时,若被测对象为交流电,可不考虑接线的极性,但也应养成高电位接红表笔、低电位接黑表笔的习惯。
(5)当测量对象为直流电时,一定要严格按照“+”、“-”极性接线,以防止仪表指针反偏转而击伤变形。数字式万用表对此不作要求。
指针式万用表内干电池的正极与面板上的“-”插孔相连,干电池的负极与面板上的“+”插孔相连。因此,在测量电解电容的漏电电阻和晶体管电极间的电阻时要注意极性,如图 1-21所示。
图 1-21 表笔极性
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接线出错有危险
使用万用表时如果能正确接线,再加上正确选用仪表量程,测试安全就有了基本的保证,如果接线出错,贸然测试有源电路,随时都有可能损坏仪表。
(1)严禁使用电阻挡、电流挡、电容挡等测量电压。
(2)严禁使用电阻挡测试带电电路的电阻;同时也严禁使用电阻挡测试刚断电而尚未放电的电源滤波电容器或电力补偿电容器。不得用导线直接对电解电容器“+”、“-”端短路放电。如果必须放电,应加一只放电电阻,否则极易损坏电容器。电容器放电时,要戴上绝缘电压大于电容器电压等级的合格的绝缘手套,防止放电时电弧发散灼伤手指等。
(3)严禁在测试过程中带电切换万用表的量程开关或项目开关。
(4)在测量 50V以下的电压时,避免用双手直接接触测试线的金属部分。被测电压超过 50V时,应单手操作,即先将参考点的测试线固定好,再用一只手握表笔的绝缘体测量被测电压。禁止使用低于被测电压等级的万用表电压量程测量高压电源、输电信号或有源变压器等。用万用表测量超过 500V的电压时,要戴相应电压等级的绝缘手套。条件不具备时,要采取相应的安全措施。测试高压,除了选用电压等级相当的测量仪表、测试者本人做好个人安全防护外,还应有专人监护,或有能够为测试者提供安全保护的其他人员在场。
(5)严禁带电将万用表接入不知大致范围且电压高、电流大的电路中进行冒险测试。如果确需测试,对交流电流量较大的电路,可用钳形电流表粗测后,再根据粗测结果选用万用表合适的挡位进行准确测量。
(6)雷雨天气不得在野外进行高压测试,以防止测试人员遭受雷击。
(7)绝缘不良的测试线、有裂纹的测试线不得使用。如果万用表面板上有多个插孔可供测试选用,不得插错位置进行测试,否则极易产生严重后果。
(8)每次拿起表笔准备测量时,应再核对一下测量项目和量程开关的位置是否正确。切记!这样可以避免因粗心大意而造成万用表的意外损坏。
测量电阻时,万用表应加装电池。MF47型万用表背面的电池盒,左边是低压电池仓,装入一枚 1.5V的 2号电池;右边是高压电池仓,装入一枚 15V的层叠电池,如图 1-22所示。现在有的厂家生产的MF47型万用表,R×10k挡使用的是 9V层叠电池。安装电池时应注意正、负极性。
图 1-22 MF47型万用表安装电池
指针式万用表在无被测电量时(表笔开路时),表的指针应该指在零电压或零电流的位置,称为机械零位。
测量前,应检查表头指针是否在零位,如果不在零位,要进行机械调零(又称表头校正),如图 1-23所示,用一字形螺丝刀进行调节。调整的幅度要小,动作要慢。
机械调零可分为 3个步骤进行。
一放——将万用表按照规定的放置方式放好(根据表盘符号选择放置方式,“┏┓”表示水平放置,“⊥”表示垂直使用。万用表一般应水平放置,否则会引起倾斜误差。有的万用表如MF47表后面有一个支架,使用时把它拉伸出来,以支撑万用表,便于观察)。
图 1-23 机械调零
二看——看指针是否指向左端的零刻度线上。
三调节——若指针不是指向零刻度线,则用一字形螺丝刀调节机械调零螺钉。
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万用表机械调零口诀
在使用指针式万用表的绝大多数情况下均不需要进行机械零位调节。只有在指针式万用表受到剧烈振动之后,才有可能需要进行机械调零操作。调零口诀如下:
表针正常在零位,不在零位要调节。
机械调零三步骤,一放二看三调节。
在使用指针式万用表测量电阻之前,应进行零欧姆调整。
操作方法是:左手将红、黑两支表笔短接,右手沿顺时针或逆时针方向调节“欧姆调零旋钮”,仔细观察,指针刚好指在欧姆刻度线右边的 0Ω处,即可结束调整,如图 1-24所示。
图 1-24 零欧姆调整
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零欧姆调整宜与忌
(1)测量电阻时,每换一次倍率挡,都必须再次进行零欧姆调整,以保证测量结果的准确性。如果指针不能调到零位,则说明电池电压不足或仪表内部有故障。此时,应更换表内电池或修理万用表。
(2)进行零欧姆调整时,两支表笔不要长时间碰在一起,以免过快消耗表内电池。
一般来说,指针式万用表的×10k挡使用的是9V或15V电池,×1、×10、×100、×1k等挡使用的是表内的1.5V或3V电池。
(3)指针式万用表测量电压、电流等其他物理量时,不需要进行零欧姆调整。
使用万用表测量时,表笔握法没有固定的姿势,既可采用单手握法,也可采用双手握法。
一般来说,用右手握住两支表笔,握笔方法与吃饭时握筷子的方法一样,如图1-25(a)所示。应养成右手单手握表笔的习惯,以便左手去完成测量时的其他配合工作。
图 1-25 表笔的握法
如果被测量的物件太大或太小,测量操作不方便,也可以用左右手各一支表笔进行测量,如图 1-25(b)所示。
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握表笔要求
(1)表笔不能握得太长,也不能握得太短,应能够灵活操作。一是便于随时调整两支表笔的张开度,以便适应不同宽度物件的测量;二是便于随时交换红、黑表笔,以进行第二次测量(如测量二极管正方向电阻值,测量电容器的充、放电)。
(2)手指不能碰到表笔的金属触针,以保证测量安全及测量结果准确。
(3)红、黑表笔线不能绞缠在一起。如果表笔线绞缠比较严重,应分开。