數(shù)字萬用表
數(shù)字萬用表,一種多用途電子測量儀器,一般包含安培計、電壓表、歐姆計等功能,有時也稱為萬用計、多用計、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,但主要功能就是對電壓、電阻和電流進(jìn)行測量,數(shù)字多用表,作為現(xiàn)代化的多用途電子測量儀器,主要用于物理、電氣、電子等測量領(lǐng)域。
編輯
分辨率是指一塊表測量結(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量信號的微小變化。例如,如果數(shù)字多用表在4V范圍內(nèi)的分辨率是1mV,那么在測量1V的信號時,你就可以看到1mV(1/1000伏特)的微小變化
如果你要測量小于1/4英寸(或1毫米)的長度,你肯定不會用zui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)記的溫度計測量是沒用的。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3位半的表,可以顯示三個從0到9的全數(shù)字位,和一個半位(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)字表為某些測量提供了好的分辨率。例如,一個1999字 的表,在測量大于200V的電壓時,你不可能顯示到0.1V。而3200字的數(shù)字表在測320伏特的電壓時,仍可顯示到0.1V。當(dāng)被測電壓高于 320V,而又要達(dá)到0.1V的分辨率時,就要用價格貴一些的20000字的數(shù)字表。
精度就是指在特定的使用環(huán)境下,出現(xiàn)的zui大允許誤差。換句話說,精度就是用來表明
數(shù)字多用表的測量值與被測信號的實際值的接近程度。
對于數(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,實際的電壓可能會在99.0V~101.0V之間。
在詳細(xì)說明書中可能會有特定數(shù)值加到基本精度中。它的含義就是,對顯示的zui右端進(jìn)行變換要加的字?jǐn)?shù)。在前面的例子中,精度可能會標(biāo)為±(1%+2)。因此,如果GMM的讀數(shù)是100.0V,實際的電壓會在98.8V~101.2V之間。
模擬表的精度是按全量程的誤差來計算的,而不是按顯示的讀數(shù)來計算。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,甚至高。
在精度和分辨率方面,數(shù)字顯示有很好的優(yōu)勢,測量值可以用三位或多位來顯示。
模擬指針在精度和分辨率方面略遜*。因為你不得不去估計指針的位置。
條形圖象模擬指針一樣顯示信號的變化和趨勢。但它耐用并且減少了損壞。
在電阻擋測量電阻。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)字多用表測量電阻小至0.1歐姆,某些測量值可高至300兆歐(300,000,000ohms)。的電阻,福祿克多用表會顯 示“OL”,表示被測電阻大的超過了量程。測量開路時,會顯示“OL”。
必須在關(guān)掉電路電源的情況下測量電阻,否則對表或電路板會有損壞。某些數(shù)字多用表提供了在電阻方式下誤接入電壓信號時進(jìn)行保護(hù)的功能。不同型號的數(shù)字多用表有不同的保護(hù)能力。
在進(jìn)行低電阻的測量時,必須從測量值中減去測量導(dǎo)線的電阻。典型的測試導(dǎo)線的阻值在0.2Ω到0.5Ω之間。如果測試導(dǎo)線的阻值大于1Ω,測試導(dǎo)線就要換了。
如果數(shù)字多用表為測量電阻提供小于0.6V的直流電壓,就可以測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試。
通斷就是通過快速電阻測量來區(qū)分開路或短路。
帶有通斷蜂鳴的數(shù)字多用表時通斷測量簡單、快潔。當(dāng)測到一個短路電路時,表發(fā)出峰鳴,所以在測試時無需看表。不同型號的數(shù)字多用表有不同的觸發(fā)電阻值。
二極管就像一個電子開關(guān)。如果電壓高于一個特定的值時,二極管就會導(dǎo)通。通常硅二極管導(dǎo)通電壓為0.6V。并且二極管只允許電流單向流動。
當(dāng)檢查二極管或晶結(jié)時,多用表不僅會給出一個很寬的讀數(shù)范圍而且還會給出大于50mA的驅(qū)動電流。(見表1)
在測量含有二極管的電路的電阻時,數(shù)字多用表的測試電壓會低于0.6V,防止晶結(jié)導(dǎo)通。
在選擇二極管測試時,測試電壓升高,以便檢查二極管或半導(dǎo)體晶結(jié)的功能。
某些數(shù)字多用表有二極管測試功能。此功能測量并顯示二極管兩端的實際壓降。硅結(jié)點(diǎn)在正向測試時的壓降應(yīng)該是低于0.7V,在反向測試時電路開路。
如何測試電阻
1、關(guān)掉電路電源
2、選擇電阻擋
3、將黑表筆插入COM插孔。紅表筆插入電阻測試插孔
4、將表筆探頭跨接到被測元件或電路的兩端
5、察看讀數(shù),并注意單位歐姆(Ω)、千歐(kΩ)、還是兆歐(MΩ)。
注:1,000Ω=1KΩ;1,000,000Ω=1MΩ
一定要注意:在測試電阻時關(guān)掉電源。
測量電流
電流測量與用數(shù)字多用表測量其它量不同。直接電流測量法就是將數(shù)字多用表直接串到被測電路上,讓被測電路電流直接流過多用表內(nèi)部電路。間接測量法不需要將電路打開并將多用表串到被測電路上。間接法要用到電流鉗。
直接電流測量
1、 關(guān)掉電路電源
2、 斷開或拆焊電路,以便將表串入電路
3、 選擇相應(yīng)的交流(A~)、直流(A--)擋位
4、 將黑表筆插入COM插口,將紅表筆插入10安培插孔(10A)或300毫安插孔(300mA)。選擇那個插孔,主要是依據(jù)可能的測量值。
5、將表筆串聯(lián)接入斷開的電路部分。
6、將電路電源打開
7、觀察讀數(shù),并注意單位。
注:測量直流時,如果測試探頭接反,會有“—”出現(xiàn)。
輸入保護(hù)
常見的錯誤是將測試導(dǎo)線放在電流插孔中,而試圖測試電壓。數(shù)字多用表中的小值電阻會導(dǎo)致電壓源的短路。大電流流過數(shù)字多用表,如果多用表沒有足夠的保護(hù),不僅會損壞表和電路,還會傷害操作者。如果是高壓電路(480伏或高的電壓),會導(dǎo)致大的危險。
因此,數(shù)字多用表應(yīng)有一個足夠大容量的電流輸入保護(hù)保險管。沒有電流輸入保險管的表不能用在高能電路(>240V ac)中。使用保險管的數(shù)字多用表,保險管應(yīng)有足夠大的容
量來去除高能故障。保險管的額定電壓應(yīng)比你預(yù)料的zui大電壓大。例如,多用表中的一枚
20A,250V的保險管不能在多用表測量480V的電路時發(fā)揮保護(hù)作用。一枚20A,600V的保險管才能在多用表測量480V的電路時發(fā)揮保護(hù)作用。
電流測試附件
某些時候,你要測的電流值超過了數(shù)字多用表的量程或現(xiàn)場條件不允許你打開電路測量電流。在高電流(通常大于2A)測試,而又不需要很高的精度時,電流鉗會非常方便。電流鉗套住導(dǎo)線測量電流,并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字表可以處理的值。
有兩種基本的電流探頭:電流變換器型,僅用于交流測量。霍爾效應(yīng)型探頭,用于測量交流或直流電流。
電流變換器型。一般都是用1毫安代表1安培。100安培的電流值就會變?yōu)?00毫安,這樣可以很地用數(shù)字多用表測量。將導(dǎo)線接到“mA”和“Com”插孔上,并將功能選擇旋鈕旋轉(zhuǎn)至交流毫安擋。
霍爾效應(yīng)型探頭。使用1毫伏代表1安培的交流或直流值。例如,100安培的交流電流就會轉(zhuǎn)換為100毫伏交流電壓。將測試導(dǎo)線連接至“V”和“Com”插孔。將功能選擇旋鈕旋轉(zhuǎn)至“V”或“mV”擋。此時多用表用1毫伏電壓代表1安培電流。
在進(jìn)行電流測量而將電路斷開或拆焊時,必須斷開要測試電路的電源。小電流也會引起危險。
不要在測試導(dǎo)線插在電流孔時去測試電壓。會引起表的損壞或危及人身。
變換器型電流探頭,像福祿克80i-400。數(shù)字多用表用1mA的顯示來代表實際的1A信號。
福祿克I-1010型霍爾效應(yīng)探頭,可以測試很高的交流或直流電流。它將電流轉(zhuǎn)換為電壓信號。
1mV的電壓顯示代表1A實際電流。
獨(dú)立認(rèn)證、標(biāo)準(zhǔn)
當(dāng)你看到像UL、CSA、TUV等符號或讀到“設(shè)計滿足于….”這類話時,往往就會
想到獨(dú)立測試認(rèn)證機(jī)構(gòu)。當(dāng)然,實際的獨(dú)立測試絕非是儀器設(shè)計工程師的一廂情愿。
你怎樣能證明你的表滿足CATⅢ或CATⅡ呢?事情不是那么簡單。很有可 能生產(chǎn)廠家自己認(rèn)為他的表滿足CATⅢ或CATⅡ,卻沒有經(jīng)過任何獨(dú)立認(rèn)證。電子電工協(xié)會(IECInternational Electrotechnical Commission僅開發(fā)并建議它的標(biāo)準(zhǔn),但并不負(fù)責(zé)強(qiáng)迫實施這個標(biāo)準(zhǔn)。只有當(dāng)一個產(chǎn)品經(jīng)測試*某個獨(dú)立驗證機(jī)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)時,才能把諸如UL、 CSA、TUV等驗證機(jī)構(gòu)的標(biāo)志標(biāo)于儀器上。例如,UL3111,是依據(jù)IEC1010制定出的標(biāo)準(zhǔn)。在魚龍混雜的儀器市場上,獨(dú)立測試認(rèn)證不是,但 卻可能是zui直接的辨別方法。
多用表
使用多用表首先要選擇適合應(yīng)用、并滿足應(yīng)用環(huán)境的數(shù)字多用表。一旦選 擇了合適的多用表,你就要按照正常的應(yīng)用程序去使用它。電子電工協(xié)會為在電力系統(tǒng)下工作制定了新標(biāo)準(zhǔn)。確認(rèn)你正在使用的表滿足IEC的標(biāo)準(zhǔn),并且其額 定電壓滿足現(xiàn)場應(yīng)用要求。例如,如果測量480V的電力盤,你的表就要足CATⅢ_600V的標(biāo)準(zhǔn)。這就意味著這塊表的輸入電路被設(shè)計為能夠承受在這種應(yīng) 用環(huán)境下的瞬變而不會傷害使用者。選擇標(biāo)有UL,CSA,CDE,TUV的表,意味著這塊表不僅滿足IEC標(biāo)準(zhǔn),還經(jīng)過獨(dú)立認(rèn)證測試,并滿足獨(dú)立測試機(jī)構(gòu)的自己標(biāo)準(zhǔn)。
導(dǎo)致數(shù)字多用表損壞的常見原因
1、當(dāng)探頭還在電流插孔中時,用其去測交流電壓
2、在電阻模式時,去測交流電源
3、承受太高的瞬變
4、超過zui大輸入限制(電壓和電流)
數(shù)字多用表保護(hù)電路的種類
1、自動恢復(fù)保護(hù)。某些表的電路系統(tǒng)當(dāng)探測到一個過載時,就會保護(hù)該表直至這種情況不再存在。過載被去除后,數(shù)字多用表自動返回正常運(yùn)行狀態(tài)。通常被用來保護(hù)電阻功能,避免電壓過載。
2、沒有自動恢復(fù)功能。某些表探測到過載后會保護(hù)表,但不會自動恢復(fù),直至使用者采取相應(yīng)措施,如換電阻,才能恢復(fù)使用。
數(shù)字多用表在方面的特點(diǎn)
1、保險管電流輸入保護(hù)
2、使用高能保險關(guān)(600伏或高)
3、在電阻模式的高壓保護(hù)(500伏或高)
4、電壓瞬變保護(hù)(6000伏或高)
5、設(shè)計的測試導(dǎo)線,手柄等
6、獨(dú)立的認(rèn)證
清單
1、使用滿足現(xiàn)場應(yīng)用要求的表
2、使用有電流輸入保險管的表,并在測量電流前檢查保險管
3、測量前檢查測試導(dǎo)線是否有物理損壞
4、用表檢查測試導(dǎo)線的通斷性
5、僅使用有手柄和絕緣測試線
6、使用有內(nèi)凹插座的表
7、測量時選擇合適的功能和量程
8、確認(rèn)表的運(yùn)行情況良好
9、遵循產(chǎn)品手冊
10、首先斷開紅色測試線
11、不要單獨(dú)工作
12、使用在電阻擋有過載保護(hù)的表
13、在沒有電流鉗而進(jìn)行電流測量時,在接入電路前,先斷掉電路電源
14、在高壓和高電流的情況下,要注意使用適當(dāng)?shù)脑O(shè)備,諸如高壓探頭、電流鉗
數(shù)字多用表附件
數(shù)字多用表可以使用許多附件。附件可以擴(kuò)大數(shù)字多用表的量程,同時使測量工作簡便。
高壓探頭和高電流探頭將很高的電壓、電流降到數(shù)字多用表可以測量的程度。溫度探頭將你的數(shù)字多用表轉(zhuǎn)變?yōu)榉奖愕臄?shù)字溫度表。高頻探頭可以測量頻率很高的電壓。
此外,可選擇的測試線、探頭、測試夾,可以幫你很容易得將數(shù)字多用表和測試電路連接起來。軟包和硬包不僅可以保護(hù)數(shù)字多用表而且很方便你將附件和數(shù)字多用表存放于其中。
術(shù)語表
精度(Accuracy)
表示數(shù)字多用表的測量值與實際值之間的差距。用讀數(shù)的百分?jǐn)?shù)或全量程的百分?jǐn)?shù)表示。
模擬表(Analog meter):
用模擬指針來顯示測量值的儀器。使用者通過指針在行程中的位置來判別讀數(shù)。
告警器(Annunciator):
用來指示選擇的量程或功能錯誤。
平均響應(yīng)數(shù)字多用表(Average Responding):
可以的測量正弦波,在測量非正弦波時卻精度不夠。
字(Count):
數(shù)字多用表的zui后一位,常與百分?jǐn)?shù)一起用來表示數(shù)字多用表的精度。
分流器(Current-shunt):數(shù)字多用表中有一個用于測量電流的低值電阻。數(shù)字多用表測量其兩端電壓并用歐姆定律來計算電流值。
數(shù)字多用表(DMM):用數(shù)字形式來顯示測量信號的值。數(shù)字表的特點(diǎn)就是精度、分辨率、可靠性等指標(biāo)比模擬表高。
非標(biāo)準(zhǔn)正弦波(Non-sinusoidal waveform):
諸如脈沖序列、方波、三角波、鋸齒波、峰波等波形。
分辨率(Resolution):
測量中可以觀察到的zui小變化值。
有效值(RMS):
等效于直流信號的交流信號的量度值。
標(biāo)準(zhǔn)正弦波(Sinusoidal waveform):
以正弦規(guī)律變化沒有失真的信號。
真有效值數(shù)字多用表(True-rms):
可以的測量正弦波和非正弦波的有效值的數(shù)字多用表。
其他特點(diǎn):
下面的特點(diǎn)和功能可以是你的數(shù)字多用表方便。
· 報警功能會指示正在測量的量(電壓、電阻等)
· 接觸保持功能可以保持顯示,你可以用雙手測量,之后再讀數(shù)
· 單鍵操作,方便選擇測量功能
· 過載保護(hù),可防止損壞表和電路,并保護(hù)操作者
· 高能保險管在電流測量和過載時,可以保護(hù)使用者和表
· 自動量程選擇,可自動選擇量程。手動量程允許你選擇量程
· 自動極性顯示,會顯示負(fù)的極性,即使接錯測試探頭,也不會損壞表
· ;電池量低顯示
這本應(yīng)用手冊中提到的數(shù)字表的基本功能,在諸如福祿克180和170型中都有應(yīng)用。福祿克還有很多擁有其他優(yōu)點(diǎn)和功能的數(shù)字多用表。
位數(shù);這樣的設(shè)備,在實驗室很常見,一般被用作電壓或電阻的基準(zhǔn),或用來調(diào)校多功能標(biāo)準(zhǔn)器的。
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