數字萬用表的基本知識

引言：數字萬用表是電氣測量中常用到的電子儀器，它具有很多特殊功能，但主要功能是對電壓、電阻和電流進行測量。一臺真正的數字萬用表（DMM）應該什么樣？它能做什么？怎樣用它測量？你需要它什么樣的功能？怎樣zui安全有效的使用它？哪種萬用表更適應環境要求？

    測量電壓
   數字萬用表的一個zui基本的功能就是測量電壓，典型的直流電壓源就是電池，例如汽車用的電池。交流電壓通常由發電機產生，zui常見的交流電壓源就是家中墻上的插座。一些裝置將交流轉變為直流，例如電視、音響、錄像機、計算機等電子設備，通過插在墻上的插座上的整流器，來把交流轉變為直流；直流電壓是這些電子設備所需的電源。
   測試電壓，通常是解決電路問題時*步要做的工作。如果沒有電壓或電壓過低、過高，在進一步檢查之前，首先要解決電源問題。交流電壓的波形可能是正弦（正弦波）或非正弦（鋸齒波、方波等）。許多數字萬用表（例如OI857和OI859CF）可以顯示交流電壓的“rms”（有效值）。有效值就是交流電壓等效于直流電壓的值。但大部分數字萬用表（例如BM805）只有“平均值”（averageresponding）的功能，當輸入一個純正弦波時它可以給出有效值。這種數字萬用表不能準確的測量非正弦波的有效值。具有真有效值功能（true-rms）的數字多用表可以的測量非正弦波的真有效值（見萬用表設計原理與測量計算方法一文）。
    波峰因數（crestfactor）是信號的峰值與有效值的比值。數字萬用表測量交流電壓能力由被測信號頻率限制。大多數數字萬用表可以測量50Hz~500Hz交流電壓，但有些數字萬用表的交流測量帶寬可到幾百千赫茲（例如OI859CF數字萬用表可到100KHz）。
    數字萬用表測量電壓的部驟：
    ·選擇所需的擋位與量程；
    ·將黑表筆插入COM口，將紅表筆插入電壓輸入插口；
    ·將表筆頭跨接在負載或電源兩端（并在電路上）；
    ·察看讀數，并確認單位。
   在測量電壓時為了正確讀出直流電壓的極性（±），將紅色表筆接電路正極，黑色表筆接負極或電路地。如果用相反的接法，有自動調換極性功能的數字多用表會顯示負號來指示負的極性，此時如果是模擬指針萬用表，就會有損壞萬用表的危險。
   在測量高壓時需要使用高壓探頭，例如用在電視機、錄像機的維修，承受40kV的高壓。但是這些高壓探頭（例如OIHVP40）不能用在高壓同時伴隨著高能量的電力方面，只能應用在低能方面。
    測量電阻
   電阻值一般變化很大，從幾毫歐（mΩ）的接觸電阻到幾十億歐姆的絕緣電阻。許多數字萬用表測量電阻可以小至0.1歐姆、高至300兆歐。極大的電阻，數字萬用表一般會顯示“OL”，表示被測電阻超過了量程。測量開路時，會顯示“OL”。必須在關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。某些數字萬用表提供了在電阻方式下誤接入電壓信號時進行保護的功能。不同型號的數字多用表有不同的保護能力。
   在進行低電阻的測量時，必須從測量值中減去測量導線的電阻。典型的測試導線的阻值在0.2Ω到0.5Ω之間。如果測試導線的阻值大于1Ω，測試導線就要更換了。如果數字萬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體隔離的電阻值。從而不用將電阻拆下來就可以測試。數字萬用表測量電阻的部驟（一定要注意在測試電阻使關掉電阻電源）：
關掉電路電源
選擇電阻擋
將黑表筆插入COM插孔。紅表筆插入電阻測試插孔
將表筆探頭跨接到被測元件或電路的兩端
察看讀數，并注意單位歐姆（Ω）、千歐（kΩ）、還是兆歐（MΩ）。

    通斷測量
   通斷就是通過快速電阻測量來區分開路或短路。帶有通斷蜂鳴的數字萬用表時通斷測量更加簡單、快捷。當測到一個短路電路時，數字萬用表發出峰鳴，所以在測試時無需看數字萬用表。不同型號的數字萬用表有不同的觸發電阻值。
    二極管測試
   二極管就像一個電子開關，如果電壓高于一個特定的值時，二極管就會導通。通常硅二極管導通電壓為0.6V，并且二極管只允許電流單向流動。當檢查二極管或晶結時，數字萬用表不僅會給出一個很寬的讀數范圍，還會給出大于50mA的驅動電流。在測量含有二極管的電路的電阻時，數字萬用表的測試電壓會低于0.6V，防止晶結導通。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體晶結的功能。某些數字萬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，硅結點在正向測試時的壓降應該是低于0.7V，在反向測試時電路開路。
    測量電流
   數字萬用表測量電流是一個很重要的功能，與數字萬用表測量其它量不同。直接電流測量法就是將數字萬用表直接串到被測電路上，讓被測電路電流直接流過數字萬用表內部電路。間接測量法不需要將電路打開并將數字萬用表串到被測電路上，間接法需要用到電流鉗或電流探頭。數字萬用表直接電流測量部驟：
關掉電路電源
斷開或拆焊電路，以便將數字萬用表串入電路
選擇相應的交流（A~）、直流（A--）擋位
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，主要是依據可能的測量值。
將表筆串聯接入斷開的電路部分。
將電路電源打開
觀察讀數，并注意單位。

   數字萬用表在測量電流時zui容易燒壞，常見的錯誤是將測試導線放在電流插孔中，而試圖測試電壓，既常見的表筆線插錯（見數字萬用表使用心得點滴（1）一文）。此時數字萬用表中的小值電阻會導致電壓源的短路，大電流流過數字萬用表，如果數字萬用表沒有足夠的保護，不僅會損壞表和電路，還回傷害到操作者。如果是高壓電路（480伏或更高的電壓），會導致更大的危險。因此，數字萬用表應有一個足夠大容量的電流輸入保護保險管，沒有電流輸入保險管的數字萬用表不能用在高能電路（>240Vac）中。使用保險管的數字萬用表，保險管應有足夠大的容量來去除高能故障。保險管的額定電壓應比你預料的zui大電壓大，例如數字萬用表中的一枚20A/250V的保險管不能在數字萬用表測量480V電路時發揮保護作用；一枚20A/600V的保險管才能在數字萬用表測量480V的電路時發揮保護作用。有些數字萬用表在測量電流時會有表筆線插錯蜂鳴報警功能，例如OI857和OI859CF。
   在進行電流測量一定要注意：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；不要在測試導線插在電流孔時去測試電壓，這樣會引起數字萬用表損壞或危及人身安全。
    提升數字萬用表電流測試時范圍和能力
   如果你要測量電流值超過數字萬用表的量程或者現場條件不允許斷開電路測量電流，在高電流（通常大于2A）測試，而又不需要很高的精度時，電流鉗或電流探頭會非常方便。電流鉗套住導線測量電流，并將其轉換為數字萬用表可以處理的值。有兩種基本的電流探頭：①電流互感器，僅用于交流測量。②霍爾效應型探頭，用于測量交流或直流電流。
   電流互感器一般都是用1毫安代表1安培，100安培的電流值就會變為100毫安，這樣可以很安全地用數字萬用表測量。將導線接到“mA”和“Com”插孔上，并將功能選擇旋鈕旋轉至交流毫安擋。
   霍爾效應型探頭使用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換為100毫伏交流電壓。將測試導線連接至“V”和“Com”插孔。將功能選擇旋鈕旋轉至“V”或“mV”擋。此時多用表用1毫伏電壓代表1安培電流。
   很典型的互感器電流探頭像福祿克80i-400，數字萬用表用1mA的顯示來代表實際的1A信號。很典型的霍爾效應探頭像福祿克i1010，可以測試很高的交流或直流電流，它將電流轉換為電壓信號，1mV的電壓顯示代表1A實際電流。