第1章 十八般武艺——功能强大的万用表

万用表是万用电表的习惯简称，是一种最常用、最普及的电子测量仪表，也是广大电子技术爱好者首先接触和广泛使用的电子仪表。万用表具有强大的功能。它既是电压表，又是电流表，也是欧姆表，还可以测量电平、电容、电感、晶体管等，可谓是十八般武艺齐全。

1.1 万用表的种类

万用表具有很多种类，性能指标各有差异，总体上分为指针式万用表和数字式万用表两大类。

1.1.1 指针式万用表

指针式万用表具有悠久的历史。万用表问世以来，在很长一段时间都是指针式万用表一统天下，因此指针式万用表也被称为传统万用表。我们通常所说的“万用表”就是指指针式万用表。

指针式万用表最明显的特征是表面上具有一个微安表头，外形如图1-1所示。指针式万用表采用微安表头作为显示部件，以表头指针的偏转角度指示测量结果。

指针式万用表的特点是具有多用途和多功能。它实质上是电压表、电流表、欧姆表的有机组合，使用时可根据需要，通过转换开关进行转换，如图1-2所示。

指针式万用表可以测量直流电压、交流电压、直流电流、电阻等。有些型号的指针式万用表还可以测量音频电平、电容、电感、晶体管直流参数等。除测量电阻和晶体管外，其他测量功能无需安装电池。

1.1.2 数字式万用表

数字式万用表是一种数字化的新型测量仪表，采用LCD液晶或LED数码显示屏作为显示部件，外形如图1-3所示。数字式万用表的显著特点是测量精度和输入阻抗高、测量对象和量程宽、功能齐全、读数显示准确直观等。

数字式万用表与指针式万用表最大的不同就是没有微安表头，而是采用数字显示屏显示测量结果。图1-4为数字式万用表的基本组成框图。可见，除用数字电压表取代指针式万用表的表头外，其余部分相类似。

数字式万用表采用数字毫伏表作为基本测量显示部件，属于电压型测量；而指针式万用表采用微安表作为基本测量显示部件，属于电流型测量，如图1-5所示。因此数字式万用表比指针式万用表具有更高的输入阻抗和灵敏度，对被测电路的影响更小，测量的精度更高。

数字式万用表可以测量交、直流电压及电流、电阻、电容、电感、晶体管、频率、温度等，并具有自动显示正、负极性的功能。与指针式万用表不同的是，数字式万用表的所有测量功能都必须在安装电池后才能工作。

1.2 万用表的结构

万用表是一种多功能测量仪表。这是由它的特殊结构所决定的。不论是指针式万用表还是数字式万用表，都是多种测量电路的有机组合，并且在结构上可以根据使用需要，通过转换开关进行功能转换。

1.2.1 指针式万用表的结构

指针式万用表的基本电路如图1-6所示，由5大部分组成：①表头及表头电路，用于指示测量结果；②分压器，主要用于测量交、直流电压；③分流器，主要用于测量直流电流；④电池、调零电位器等，用于测量电阻；⑤测量选择电路，用于选择挡位和量程。

指针式万用表的型号很多。MF47型万用表是一种较为常用的指针式万用表，具有灵敏度高、体积轻巧、性能稳定、过载保护可靠、读数清晰、使用方便的特点，比较适合业余爱好者使用。下面以MF47型万用表为例进行介绍。

MF47型万用表外形如图1-7所示，由提把、表头、测量选择开关、欧姆挡调零旋钮、表笔插孔、晶体管插孔等部分构成。

万用表面板上部为微安表头。表针下面的标度盘上共有6条刻度线，如图1-8所示，从上往下依次是电阻刻度线、电压电流刻度线、晶体管β值刻度线、电容刻度线、电感刻度线、电平刻度线。标度盘上还装有反光镜，用以消除视差。

表头的下边中间有一个机械调零器，用以校准表针的机械零位，如图1-9所示。

面板下部中间是测量选择开关，只需转动一个旋钮即可选择各量程挡位，使用方便。测量选择开关指示盘与表头标度盘相对应，按交流红色、晶体管绿色、其余黑色的规律印制成3种颜色，使用中不易搞错。

该万用表共有4个表笔插孔。面板左下角有正、负表笔插孔，一般习惯上将红表笔插入正插孔，黑表笔插入负插孔。面板右下角有2500V和5A专用插孔，当测量2500V交、直流电压时，正表笔应改为插入2500V插孔；当测量5A直流电流时，正表笔应改为插入5A插孔；如图1-10所示。

面板下部右上角是欧姆挡调零旋钮，用于校准欧姆挡的“0Ω”指示。面板下部左上角是晶体管插孔。插孔左边标注为“N”，检测NPN型晶体管时插入此孔；插孔右边标注为“P”，检测PNP型晶体管时插入此孔，如图1-11所示。

1.2.2 数字式万用表的结构

数字式万用表的基本电路如图1-12所示，由以下部分组成：①200mV数字电压表（数字表头），用于显示测量结果；②分压器，主要用于测量电压；③电流/电压变换器，用于测量电流；④交流/直流变换器，用于测量交流电压和电流；⑤电阻/电压变换器，用于测量电阻；⑥电容/电压变换器，用于测量电容；⑦hFE测量电路，用于测量晶体管；⑧测量选择电路，用于选择挡位和量程。

数字式万用表的型号种类也很多，但其结构功能大同小异，下面以较常用的DT-890B型数字式万用表为例进行介绍。

DT-890B是三位半便携式数字式万用表，LCD液晶显示屏最大显示读数为“± 1999”（“+”符号不显示出来）。整机采用9V层叠电池为电源，功耗约为30mW。该表具有全量程过载保护、自动调零、自动显示极性、闲置时自动关机、防跌落等功能，显示字符较大，操作使用方便，性能稳定可靠。

DT-890B型数字式万用表外形如图1-13所示，由LCD液晶显示屏、电源开关、测量选择开关、表笔插孔、电容器插孔和晶体管插孔等部分构成。

面板上部为LCD液晶显示屏，可以直接显示三位半数字字符，小数点根据需要自动移动，负号“-”根据测量结果自动显示。

显示屏下面是控制面板。面板中央为测量选择开关，只需转动一个旋钮即可选择各量程挡位，使用方便。测量选择开关指示盘按测量类别分别用红色、绿色、白色3种颜色间隔印制，使用中不易搞错。

面板下部有4个测试表笔插孔。一个黑色的是负表笔插孔，即公共端插孔“COM”。3个红色的是正表笔插孔，分别是电压电阻测量插孔“VΩ”、毫安级电流测量插孔“mA”、安培级电流测量插孔“A”，如图1-14所示。使用时，通常将黑表笔插入“COM”插孔，红表笔根据测量需要插入相应的正表笔插孔。

面板的左上角设有整机电源开关POWER，按下为“开”，再按一下使其弹起为“关”。

面板的右上角是晶体管插孔，插孔左边标注为“PNP”，检测量PNP型晶体管时插入此孔；插孔右边标注为“NPN”，检测NPN型晶体管时插入此孔，如图1-15所示。

1.3 万用表的基本功能

万用表的功能较多，各型号万用表的功能不尽相同，但都包括以下基本功能，即测量直流电流、测量直流电压、测量交流电压、测量电阻。许多万用表还具有以下派生功能，即测量音频电平、测量电容、测量电感及测量晶体管直流参数等，如图1-16所示。

1.3.1 指针式万用表的功能

MF47型指针式万用表量程齐全，共具有8大类、34个测量挡位，包括测量直流电流、直流电压、交流电压、电阻的26个基本量程，以及测量音频电平、电容、电感、晶体管直流参数等8个附加量程，见表1-1。

① 直流电流挡测量范围为0～5A，分为0.05mA、0.5mA、5mA、50mA、500mA、5A共6挡，见表1-2。其中，5A挡使用专用插孔，其余各挡由测量选择开关转换。

② 直流电压挡测量范围为0～2500V，灵敏度为20kΩ/V，分为0.25V、1V、2.5V、10V、50V、250V、500V、1000V、2500V共9挡，见表1-3。其中，2500V挡使用专用插孔，其余各挡由测量选择开关转换。

③ 交流电压挡测量范围为0～2500V，灵敏度为4kΩ/V，分为10V、50V、250V、500V、1000V、2500V共6挡，见表1-4。其中，2500V挡使用专用插孔，其余各挡由测量选择开关转换。

④ 电阻挡具有× 1、× 10、× 100、× 1k、× 10k共5挡，见表1-5。各挡中心阻值分别为22Ω、220Ω、2.2kΩ、22kΩ、220kΩ。最大可读量程为40MΩ。

⑤ 音频电平使用交流电压挡测量，测量范围为-10～+62dB（0dB=0.775V），共分为5挡，见表1-6。

⑥ 电容测量使用交流10V挡，测量范围为1000pF～0.3μF，见表1-7。

⑦ 电感测量也使用交流10V挡，测量范围为20～1000H，见表1-7。

⑧ 测量晶体管直流参数时，β值的测量具有1个校准挡位（ADJ）和1个测量挡位（hFE），测量范围为0～300（倍）。Icbo和Iceo的测量使用“R × 1k”挡，测量范围为0～60μA；如果Iceo较大，则可使用“R × 100”挡，测量范围相应为0～600μA，见表1-8。

1.3.2 数字式万用表的功能

DT-890B型数字式万用表量程齐全，共具有8大类、32个测量挡位，包括测量直流电压、交流电压、直流电流、交流电流、电阻的25个基本量程，以及测量电容、晶体二极管及通断、晶体三极管hFE值等7个附加量程，见表1-9。

① 直流电压挡测量范围为0～1000V，输入阻抗为10MΩ，最小分辨率为0.1mV，分为200mV、2V、20V、200V、1000V共5挡，见表1-10，各挡位由测量选择开关转换。

② 交流电压挡测量范围为0～700V，输入阻抗为10MΩ，最小分辨率为0.1mV，分为200mV、2V、20V、200V、700V共5挡，见表1-11，各挡位由测量选择开关转换。

③ 直流电流挡测量范围为0～20A，最小分辨率为1μA，分为2mA、20mA、200mA、20A共4挡，见表1-12。其中，200mA以下使用“mA”插孔，200mA以上使用“A”插孔，并由测量选择开关转换。

④ 交流电流挡测量范围为0～20A，最小分辨率为1μA，分为2mA、20mA、200mA、20A共4挡，见表1-12。其中，200mA以下使用“mA”插孔，200mA以上使用“A”插孔，并由测量选择开关转换。

⑤ 电阻挡测量范围为0～200MΩ，最小分辨率为0.1Ω，分为200Ω、2kΩ、20kΩ、200kΩ、2MΩ、20MΩ、200MΩ共7挡，见表1-13，各挡位由测量选择开关转换。

⑥电容挡测量范围为1pF～20μF，最小分辨率为1pF，分为2nF、20nF、200nF、2μF、20μF共5挡，见表1-14，被测电容器插入“CX”专用插孔，各挡位由测量选择开关转换。

⑦ 晶体二极管及通、断挡，可以测量二极管的正向压降，或判断被测线路的通、断，见表1-15。

⑧ 晶体三极管hFE挡，测量范围为1～1000，最小分辨率为1，见表1-15。