萬用表的選擇及使用

張明磊

[摘要]萬用表是電工測量中最常用的儀表，其型號眾多，各有不同。若選擇不當，會造成誤差過大，甚至給檢測人員造成錯誤判斷。本文旨在針對不同種類的萬用表，其適應(yīng)場合來談一些自己的觀點。希望能對廣大同行起到拋磚引玉的作用。

[關(guān)鍵詞]中值電阻；內(nèi)阻；電流

一、引言

目前市面上的萬用表主要有兩大類：指針式萬用表和數(shù)字式萬用表。

指針式萬用表又稱為模擬式萬用表，有悠久的歷史，很多早期專業(yè)書籍上的測量數(shù)據(jù)，都源自指針式萬用表。

二、指針式萬用表之間的差異

（一）電阻檔“中心值”的差異

電阻檔中心值的差異最為普遍。電阻檔中心值又稱為中值電阻，是指針式萬用表電阻檔一項重要的參數(shù)，此項參數(shù)與萬用表設(shè)計有關(guān)，一旦設(shè)計定型，則中值電阻不可改變。各種型號的指針式萬用表中值電阻基本不同，如MF-500型中值電阻為10Ω；MF35型中值電阻為15Ω；MF30型中值電阻為25Ω：MF368型中值電阻為20Ω；MF47型早期使用15V電池的中值電阻為22Ω；后期使用9V電池的中值電阻為16.5Ω等等。

中值電阻不同，萬用表向負載提供的電流就不同，最終流過被測元件的電流也不相同。用中值電阻不同的表的同一電阻檔（如×100Ω檔），測量同一個元件，就可能出現(xiàn)不同的測量結(jié)果，這種情況在測量非線性元件時較為明顯。例如在測量半導體元件時，會因為中值電阻不同的萬用表造成所測阻值差異較大。中值電阻乘電阻檔倍率等于該電阻檔的內(nèi)阻，若轉(zhuǎn)換不同的檔位，相應(yīng)的內(nèi)阻也改變。中值電阻不同的萬用表在測量電容的充放電特性、二極管的反向特性、三極管的穿透電流時，阻值會有較大差異。在測量非線性元件時，中值電阻高的表，因內(nèi)阻大，流經(jīng)元件的負載電流小，得到的讀數(shù)偏??；中值電阻低的表（如MF500型中值電阻10Ω），因內(nèi)阻小，流經(jīng)元件的負載電流較大，得到的讀數(shù)也相應(yīng)偏大。例如中值電阻為25Ω的MF30型萬用表×1檔測量某一硅二極管的正向電阻為5Ω，而MF500型測得的阻值為9Ω。

（二）電阻檔內(nèi)電池電壓的差異

指針式萬用表電阻檔一般由×1、×10、×100、×1K、×10K五個檔位組成。其中，×1、×10、×100、×1K四個檔一般為1.5V電池供電，而×10K檔一般為高壓層疊電池供電（多為9V，少數(shù)也有15V、22.5V）。1.5V電池用在低阻量程（×1-×1K）：而×10K檔，則一般是由高壓層疊電池與1.5V電池串聯(lián)起來供電。也有幾種指針表低阻量程就使用3V電池，如MF368等。使用3V電池供電的萬用表，其設(shè)計初衷是為了便于測量PN結(jié)（如二極管等），因為PN結(jié)死區(qū)電壓為0.5V（硅管），再算上表內(nèi)電阻的壓降，若是1.5V的電池電壓到了被測元件兩端往往低于0.5V。如果用內(nèi)電池為1.5V的指針表低壓檔（×1-×1K檔）測量，會出現(xiàn)被測元件正向不能導通的現(xiàn)象。而對于用內(nèi)電池3V的表測量，則導通、截止很直觀。若其它萬用表在此時只能使用用×10K檔測量才行。但×10K檔電壓較高，易損壞待測元件。

（三）電壓檔內(nèi)阻（Ω/V）的差異

Ω/V是表示電壓測量靈敏度的參數(shù)，其反映該電壓檔的內(nèi)阻值。內(nèi)阻越高，在測量電壓時，萬用表對被測電路的分流影響越小。越不容易影響被測電路的工作狀態(tài)。特別是在測量電子線路中，若采用了低內(nèi)阻的萬用表，不僅無法獲得準確盼瀆數(shù)，而且很可能嚴重影響相關(guān)電路的工作狀態(tài)，甚至損壞電路元件。一般測量盡量選擇20KΩ/V以上的表。但若是測量內(nèi)阻很小的電路電壓，例如在變電所測量低壓交流電壓，由于周圍磁場干擾很強，且待測電路內(nèi)阻很低。若用高內(nèi)阻的萬用表，則可能因靈敏度太高而被強磁場干擾而影響測量結(jié)果。在這種情況下，用低內(nèi)阻萬用表（如MF14型，交流電壓靈敏度僅為400Ω/V），反而能得到比較準確的結(jié)果。

（四）電流檔壓降的差異

測量電流時，萬用表串入電路，會因萬用表的分流器阻值不同而產(chǎn)生不同的壓降，進而影響測量的準確性。如MF500型表，若指示500mA電流，在電路中會產(chǎn)生0.75V的壓降；而MF10型表，同樣測量500mA電流，僅產(chǎn)生0.25V的壓降。而且，電流檔位越小，萬用表產(chǎn)生的壓降越大。但是在實際中，我們很少用電流檔去測電流，所以很容易忽視這方面的影響。

三、數(shù)字式萬用表與指針表相的不同之處

（一）高內(nèi)阻

由于數(shù)字式萬用表內(nèi)部采用了CMOS集成電路，所以具有高內(nèi)阻特性。數(shù)字萬用表直流電壓檔內(nèi)阻可達10MΩ，且每個檔位內(nèi)阻都基本相同。這個特點在測量一些高內(nèi)阻的小信號時尤為可貴。例如用靈敏度為20KΩ/V的指針萬用表直流電壓10V檔測量時，萬用表內(nèi)阻僅為10×20KΩ=200KΩ，這與數(shù)字萬用表10MΩ的內(nèi)阻簡直是天壤之別。

（二）無視覺誤差，精度高

數(shù)字萬用表顯示的是數(shù)字，沒有指針萬用表所帶來的視覺誤差。其精度常見的有3位半、4位半兩種。

（三）電阻檔及二極管專用檔輸出極性與指針萬用表不同

數(shù)字萬用表的電阻檔及二極管專用檔輸出極性為：紅表筆為正極，黑表筆為負極。這與指針萬用表正好相反。用慣了指針表的人，在換用數(shù)字表后，往往不適應(yīng)這個特點。

（四）電阻檔負載電流很小

因為電阻檔負載電流很小，所以不能用電阻檔來測量晶體管等。負載電流小，內(nèi)阻大，使加在晶體管上的電壓無法超過死區(qū)，導致不能顯示。為了解決這個問題，在數(shù)字表上加了一個二極管專用檔。

（五）可測量電容量

指針式萬用表只能根據(jù)電容充放電時間來估測其容量。而大多數(shù)數(shù)字萬用表都有電容檔，可直接測出電容量。這極大提高了檢測效率。

（六）有些數(shù)字萬用表還帶有峰值保持功能，可記憶測量值的峰值，以供對比分析。

當然，數(shù)字萬用表也有一些缺點，其抗干擾能力較差，而且數(shù)字萬用表正常工作的前提是電池電量必須充足！這點不同于指針式萬用表。指針式萬用表若電池電量不足，不會影響到電壓、電流的測量。

總之，萬用表種類繁多，性能各異。無論指針萬用表，還是數(shù)字萬用表，都各有其優(yōu)缺點。至少目前還無法完全相互取代。在測量時我們可以將數(shù)字萬用表與指針萬用表搭配使用，利用各自的長處，來提高工作效率。合理、恰當?shù)倪x用萬用表是確保測量結(jié)果準確的重要保證。