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萬用表各擋量程選擇及測(cè)量誤差分析 萬用表是如何工作的

時(shí)間：2020-08-05    來源：儀多多儀器網(wǎng)    作者：儀多多商城     
用萬用表進(jìn)行測(cè)量時(shí)會(huì)帶來一定的誤差。這些誤差有些是儀表本身的準(zhǔn)確度等級(jí)所允許的最大絕對(duì)誤差。有些是調(diào)整、使用不當(dāng)帶來的人為誤差。正確了解萬用表的特點(diǎn)以及測(cè)量誤差產(chǎn)生的原因，掌握正確的測(cè)量技術(shù)和方法，就可以減小測(cè)量誤差。 

人為讀數(shù)誤差是影響測(cè)量精度的原因之一。它是不可避免的，但可以盡量減小。因此，使用中要特別注意以下幾點(diǎn)：1測(cè)量前要把萬用表水平放置，進(jìn)行機(jī)械調(diào)零；2讀數(shù)時(shí)眼睛要與指針保持垂直；3測(cè)電阻時(shí)，每換一次擋都要進(jìn)行調(diào)零。調(diào)不到零時(shí)要更換新電池；4測(cè)量電阻或高壓時(shí)，不能用手捏住表筆的金屬部位，以免人體電阻分流，增大測(cè)量誤差或觸電；5在測(cè)量RC電路中的電阻時(shí)，要切斷電路中的電源，并把電容器儲(chǔ)存的電泄放完，然后再進(jìn)行測(cè)量。在排除了人為讀數(shù)誤差以后，我們對(duì)其他誤差進(jìn)行一些分析。 

1．萬用表電壓、電流擋量程選擇與測(cè)量誤差 

萬用表的準(zhǔn)確度等級(jí)一般分為0．1、0．5、1．5、2．5、5等幾個(gè)等級(jí)。直流電壓、電流，交流電壓、電流等各擋，準(zhǔn)確度（精確度）等級(jí)的標(biāo)定是由其最大絕對(duì)允許誤差 △X與所選量程滿度值的百分?jǐn)?shù)表示的。以公式表示：A％=(△X/滿度值)×100％…… 1 

(1)采用準(zhǔn)確度不同的萬用表測(cè)量同一個(gè)電壓所產(chǎn)生的誤差 

例如：有一個(gè)10V標(biāo)準(zhǔn)電壓，用100V擋、0．5級(jí)和15V擋、2.5級(jí)的兩塊萬用表測(cè)量，問哪塊表測(cè)量誤差小？ 

解：由1式得：第一塊表測(cè)：最大絕對(duì)允許誤差 

△X1=±0.5％×100V=±0．50V。 

第二塊表測(cè)：最大絕對(duì)允許誤差 

△X2=±2．5％×l5V=±0.375V。 

比較△X1和△X2可以看出：雖然第一塊表準(zhǔn)確度比第二塊表準(zhǔn)確度高，但用第一塊表測(cè)量所產(chǎn)生的誤差卻比第二塊表測(cè)量所產(chǎn)生的誤差大。因此，可以看出，在選用萬用表時(shí)，并非準(zhǔn)確度越高越好。有了準(zhǔn)確度高的萬用表，還要選用合適的量程。只有正確選擇量程，才能發(fā)揮萬用表潛在的準(zhǔn)確度。 

(2)用一塊萬用表的不同量程測(cè)量同一個(gè)電壓所產(chǎn)生的誤差 

例如：MF－30型萬用表，其準(zhǔn)確度為2．5級(jí)，選用100V擋和25V擋測(cè)量一個(gè)23V標(biāo)準(zhǔn)電壓，問哪一擋誤差??？ 

解：100V擋最大絕對(duì)允許誤差： 

X(100)=±2.5％×100V=±2.5V。 

25V擋最大絕對(duì)允許誤差：△X（25）=±2.5％×25V=±0.625V。由上面的解可知： 

用100V擋測(cè)量23V標(biāo)準(zhǔn)電壓，在萬用表上的示值在20．5V－25．5V之間。用25V擋測(cè)量23V標(biāo)準(zhǔn)電壓，在萬用表上的示值在22.375V－23.625V之間。由以上結(jié)果來看，△X（100）大于△X（25），即100V擋測(cè)量的誤差比25V擋測(cè)量的誤差大得多。因此，一塊萬用表測(cè)量不同電壓時(shí)，用不同量程測(cè)量所產(chǎn)生的誤差是不相同的。在滿足被測(cè)信號(hào)數(shù)值的情況下，應(yīng)盡量選用量程小的擋。這樣可以提高測(cè)量的精確度。 

(3)用一塊萬用表的同一個(gè)量程測(cè)量不同的兩個(gè)電壓所產(chǎn)生的誤差 

例如：MF－30型萬用表，其準(zhǔn)確度為2.5級(jí)，用100V擋測(cè)量一個(gè)20V和80V的標(biāo)準(zhǔn)電壓，問哪一擋誤差?。?SPAN> 

解：最大相對(duì)誤差：△A％=最大絕對(duì)誤差△X/被測(cè)標(biāo)準(zhǔn)電壓調(diào)×100％，100V擋的最大絕對(duì)誤差△X（100）=±2.5％×100V=±2.5V。 

對(duì)于20V而言，其示值介于17.5V－22.5V之間。其最大相對(duì)誤差為：A（20）％=(±2.5V/20V)×100％=±12.5％。 

對(duì)于80V而言，其示值介于77.5V－82.5V之間。其最大相對(duì)誤差為： 

A（80）％=±(2.5V/80V)×100％=±3.1％。 

比較被測(cè)電壓20V和80V的最大相對(duì)誤差可以看出：前者比后者的誤差大的多。因此，用一塊萬用表的同一個(gè)量程測(cè)量兩個(gè)不同電壓的時(shí)候，誰離滿擋值近，誰的準(zhǔn)確度就高。所以，在測(cè)量電壓時(shí)，應(yīng)使被測(cè)電壓指示在萬用表量程的2/3以上。只有這樣才能減小測(cè)量誤差。 

2．電阻擋的量程選擇與測(cè)量誤差 

電阻擋的每一個(gè)量程都可以測(cè)量0～∞的電阻值。歐姆表的標(biāo)尺刻度是非線性、不均勻的倒刻度。是用標(biāo)尺弧長的百分?jǐn)?shù)來表示的。而且各量程的內(nèi)阻等于標(biāo)尺弧長的中心刻度數(shù)乘倍率，稱作“中心電阻”。也就是說，被測(cè)電阻等于所選擋量程的中心電阻時(shí)，電路中流過的電流是滿度電流的一半。指針指示在刻度的中央。其準(zhǔn)確度用下式表示： 
R％=(△R/中心電阻)×100％……2 

(1)用一塊萬用表測(cè)量同一個(gè)電阻時(shí)，選用不同的量程所產(chǎn)生的誤差 

例如：MF－30型萬用表，其Rxl0擋的中心電阻為250Ω；R×l00擋的中心電阻為2.5kΩ。準(zhǔn)確度等級(jí)為2.5級(jí)。用它測(cè)一個(gè)500Ω的標(biāo)準(zhǔn)電阻，問用R×l0擋與R×100擋來測(cè)量，哪個(gè)誤差大？解：由2式得： 

R×l0擋最大絕對(duì)允許誤差△R（10）=中心電阻×R％=250Ω×（±2.5）％=±6.25Ω。用它測(cè)量500Ω標(biāo)準(zhǔn)電阻，則500Ω標(biāo)準(zhǔn)電阻的示值介于493．75Ω～506．25Ω之間。最大相對(duì)誤差為：±6.25÷500Ω×100％=±1.25％。 

R×l00擋最大絕對(duì)允許誤差△R（100）=中心電阻×R％2.5kΩ×（±2.5）％=±62.5Ω。用它測(cè)量500Ω標(biāo)準(zhǔn)電阻，則500Ω標(biāo)準(zhǔn)電阻的示值介于437.5Ω～562.5Ω之間。最大相對(duì)誤差為：±62.5÷500Ω×100％=±10.5％。 

由計(jì)算結(jié)果對(duì)比表明，選擇不同的電阻量程，測(cè)量產(chǎn)生的誤差相差很大。因此，在選擇擋位量程時(shí)，要盡量使被測(cè)電阻值處于量程標(biāo)尺弧長的中心部位。測(cè)量精度會(huì)高一些。
指針式萬用表測(cè)量電流電壓時(shí)的注意事項(xiàng)

    萬用表又稱三用表或復(fù)用表。萬用表是-種可以測(cè)量多種項(xiàng)目的便攜式儀表,在電子技術(shù)中主要用來測(cè)星電壓、電流與電阻。在電子元器件選用中,它可用來粗略檢測(cè)元器件的好壞或性能優(yōu)劣,屬于必備的測(cè)量儀表之一, 每-位電子技術(shù)工作者都應(yīng)當(dāng)非常熟練地使用它。萬用表有指針式與數(shù)字式兩種,下面首先介紹指針式萬用表。

    指針式萬用表測(cè)量電流電壓時(shí)應(yīng)注意哪些?

 

 

    測(cè)量電流、電壓時(shí)應(yīng)注意以下七點(diǎn):

    a.測(cè)量電流時(shí)，萬用表串人電路，紅色表棒接被測(cè)對(duì)象正極，黑色表棒接被測(cè)對(duì)象負(fù)極.

    b.測(cè)量電壓時(shí)，萬用表并人電路，紅色表棒接被測(cè)對(duì)象高電位，黑色表棒接至低電位.

    c.測(cè)試中需轉(zhuǎn)換量程時(shí)，應(yīng)將表棒離開測(cè)試點(diǎn)，以免轉(zhuǎn)換開關(guān)因接觸點(diǎn)打火而被燒毀.

    d.若不知被測(cè)對(duì)象的大小，應(yīng)先將萬用表放置在大測(cè)量量程，視指針偏轉(zhuǎn)情況再逐步減小測(cè)量量程.

    e.在測(cè)試高電壓時(shí)，宜單手操作.先將黑色表棒置零電位處，再用同一只手將紅色表棒去接觸被測(cè)端.

    f.若被測(cè)量波形為方波、矩齒波、三角波等時(shí)，測(cè)量結(jié)果偏差較大.

    g.測(cè)量完畢，應(yīng)將萬用表的轉(zhuǎn)換開關(guān)放至交流電壓高擋.

    指針表和數(shù)字表的選用：

    1、指針表讀取精度較差，但指針擺動(dòng)的過程比較直觀，其擺動(dòng)速度幅度有時(shí)也能比較客觀地反映了被測(cè)量的大?。ū热鐪y(cè)電視機(jī)數(shù)據(jù)總線（SDL）在傳送數(shù)據(jù)時(shí)的輕微抖動(dòng)）；數(shù)字表讀數(shù)直觀，但數(shù)字變化的過程看起來很雜亂，不太容易觀看。

    2、指針表內(nèi)一般有兩塊電池，一塊低電壓的1.5V，一塊是高電壓的9V或15V，其黑表筆相對(duì)紅表筆來說是正端。數(shù)字表則常用一塊6V或9V的電池。在電阻檔，指針表的表筆輸出電流相對(duì)數(shù)字表來說要大很多，用R×1Ω檔可以使揚(yáng)聲器發(fā)出響亮的“噠”聲，用R×10kΩ檔甚至可以點(diǎn)亮發(fā)光二極管（LED）。

    3、在電壓檔，指針表內(nèi)阻相對(duì)數(shù)字表來說比較小，測(cè)量精度相比較差。某些高電壓微電流的場(chǎng)合甚至無法測(cè)準(zhǔn)，因?yàn)槠鋬?nèi)阻會(huì)對(duì)被測(cè)電路造成影響（比如在測(cè)電視機(jī)顯像管的加速級(jí)電壓時(shí)測(cè)量值會(huì)比實(shí)際值低很多）。數(shù)字表電壓檔的內(nèi)阻很大，至少在兆歐級(jí)，對(duì)被測(cè)電路影響很小。但極高的輸出阻抗使其易受感應(yīng)電壓的影響，在一些電磁干擾比較強(qiáng)的場(chǎng)合測(cè)出的數(shù)據(jù)可能是虛的。

    總之，在相對(duì)來說大電流高電壓的模擬電路測(cè)量中適用指針表，比如電視機(jī)、音響功放。在低電壓小電流的數(shù)字電路測(cè)量中適用數(shù)字表，比如BP機(jī)、手機(jī)等。不是絕對(duì)的，可根據(jù)情況選用指針表和數(shù)字表。

標(biāo)簽: 指針式萬用表
指針式萬用表 指針式萬用表測(cè)量電流電壓時(shí)的注意事項(xiàng)_指針式萬用表



    數(shù)字萬用表（DMM）是利用模/數(shù)轉(zhuǎn)換原理，將被測(cè)量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，并將測(cè)量結(jié)果以數(shù)字形式顯示出來的一種測(cè)量儀表。與指針式萬用表相比，具有精度高、速度快、輸入阻抗大、數(shù)字顯示、讀數(shù)準(zhǔn)確、抗干擾能力強(qiáng)，測(cè)量自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。但若使用不當(dāng)，則易造成故障。

    數(shù)字萬用表故障排除一般應(yīng)從電源入手。例如，接通電源后，若液晶元顯示，應(yīng)首先檢查9V層疊電池的電壓是否過低;電池引線是否斷開。尋找故障應(yīng)遵循“先里后外，先易后難”的順序。數(shù)字萬用表故障排除大致可以按如下方法進(jìn)行。

    一、外觀檢查。

    可以用手觸摸電池、電阻、晶體管、集成塊的溫升是否過高。如新裝入的電池發(fā)熱，說明電路可能短路。此外，還應(yīng)觀察電路是否斷線、脫焊、機(jī)械損傷等。

    二、檢測(cè)各級(jí)工作電壓。

    檢測(cè)各點(diǎn)工作電壓，并與正常值比較，首先應(yīng)保證基準(zhǔn)電壓的準(zhǔn)確度，可以是使用一塊相同型號(hào)或相近似的數(shù)字萬用表進(jìn)行測(cè)量、比較。

    三、波形分析。

    用電子示波器觀察電路各關(guān)鍵點(diǎn)的電壓波形、幅度、周期（頻率）等。例如，如測(cè)時(shí)鐘振蕩器是否起振，振蕩頻率是否是40kHz。若振蕩器無輸出，說明TSC7106內(nèi)部反相器損壞，也可能是外部元件開路。觀測(cè)TSC7106第{21}腳的波形應(yīng)為50Hz方波，否則，可能是內(nèi)部200分頻器的損壞。

    四、測(cè)量元件參數(shù)。

    對(duì)故障范圍內(nèi)的元件，進(jìn)行在線測(cè)量或離線測(cè)量，應(yīng)分析參數(shù)值。對(duì)于電阻在線測(cè)量時(shí)，應(yīng)考慮與其并聯(lián)的元件的影響。

    五、隱性故障排除。

    隱性故障是指故障時(shí)隱時(shí)現(xiàn)，儀表時(shí)好時(shí)壞的故障。此類故障比較復(fù)雜，常見的原因包括焊點(diǎn)虛焊，松脫、接插件松動(dòng)，轉(zhuǎn)接開關(guān)接觸不良，元件性能不穩(wěn)，引線將斷不斷等。此外，還包括一些外界因素所造成的。如環(huán)境溫度過高，濕度過大或附近有間歇性的強(qiáng)干擾信號(hào)等等。







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