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第二节
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万用表具有用途多、量程广、使用方便等优点,是电工测量中最常用的工具。在电气维修工作中它可以用来测量电阻、交流电压和直流电压。 有的万用表还可以测量晶体管的主要参数及电容器的电容量等。熟悉万用表的使用方法是掌握电子技术的一项基本技能。
常见的万用表有指针式万用表和数字式万用表。指针式万用表是以表头为核心部件的多功能测量仪表,如图4-1所示,测量值由表头指针指示读取。数字式万用表的测量值由液晶显示屏直接以数字的形式显示,如图4-2所示,读取方便,有些还带有语音提示功能。万用表是共用一个表头,集电压表、电流表和欧姆表于一体的仪表。

图4-1 指针式万用表

图4-2 数字式万用表
一、万用表的使用的注意事项
①在使用万用表之前,应先进行“机械调零”(图4-3),即在没有被测电量时,使万用表指针指在零电压或零电流的位置上。

图4-3 机械零位调整
②在使用万用表的过程中,不能用手去接触表笔的金属部分,这样一方面可以保证测量的准确;另一方面也可以保证人身安全。
③在测量某一电量时,不能在测量的同时换挡,尤其是在测量高电压或大电流时,更应注意。否则,会使万用表毁坏。如需换挡,应先断开表笔,换挡后再去测量。
④万用表在使用时,必须水平放置,以免造成误差。同时,还要注意到避免外界磁场对万用表的影响。
⑤万用表使用完毕,应将转换开关置于交流电压的最大挡。如果长期不使用,还应将万用表内部的电池取出来,以免电池腐蚀表内其他器件。
1.万用表调节Ω零点方法
①将挡位调整旋钮置于Ω×1挡。
②将红表笔接在“+”端子;黑表笔接在“-”端子。
③将表笔测量端短接(搭在一起),观察表针是否指在Ω刻度线的“0”处,如图4-4所示,如不指零应调整“欧姆调零”旋钮,使之指零。

图4-4 欧姆零位的调整
④当调节“欧姆调零”旋钮,无法使指针指在“0Ω”处,表明表内电池电量不足,应更换表内的电池。
⑤很多万用表在电阻的最高倍率挡另装一块高电压的电池(9V或15V),应按说明的要求换装。若要使用此挡必须有相应的电池。
2.欧姆挡的使用注意事项
①选择合适的倍率。在欧姆表测量电阻时,应选适当的倍率,使指针指示在中值附近。最好不使用刻度左边1/3的部分,这部分刻度密集,读数误差很大。
②使用前要调整机械零位和欧姆调零。
③欧姆挡不能带电测量。
④被测电阻不能有并联支路,应与线路脱离,以保证测量的准确性。
二、用万用表测量单个电阻的阻值
单个电阻值的测量如图4-5所示。

图4-5 单个电阻值的测量
①表针机械零位应准确。
②若已知电阻值的大体数值,根据Ω刻度线的刻度,选用能使指针指在刻度线中间段的一挡。
③按图4-4的方法调整Ω零。
④表笔不分“+”、“-”,可各接电阻的一端(若电阻引线有锈蚀,应预先清除)。
⑤待表针稳定后读数。
⑥对不知阻值的电阻测量时可先选用中等倍率挡(如×100)试测,若表针指向刻度线两端,应换挡测量。总之尽可能使指针指在刻度线中间一段。但要注意,每换一次挡位,应重新调一次Ω零。
色环电阻的识别:色环电阻是将电阻值用彩色的圆环表示,如图4-6所示,色环有以下十二种颜色:棕、红、橙、黄、绿、蓝、紫、灰、白、黑、金、银,表示阻值和误差值。

图4-6 色环电阻值对应值
三、用万用表测量线圈电阻及好坏
用万用表测量线圈电阻及好坏是电工在工作中经常要遇到的情况,如检查变压器、接触器、继电器等电器的线圈、灯丝等是否已经损坏,检查线圈的准备工作、测量过程、选挡及换挡要求与测量单个电阻相同。
如选用“ R ×1”挡测量一个变压器的线圈如图4-7所示,表针偏转到目前位置,则线圈的电阻约为20Ω,表明线圈是好的,没有发生短路和断路的现象。

图4-7 线圈电阻及好坏的测量
四、用万用表电阻挡测量导线是否断芯
在检修设备时由于电器控制线路都已经敷设在管线中,要判断导线是否有断线,可以用万用表的电阻“Ω×1”挡测量导线的通断,如果导线比较少,可以将导线的另一端线芯短接,表笔不分“+”、“-”接触待测的导线,表针指零为完好,表针不动则是有断线。
如果穿管的导线比较多,则可通过反复测量,确定是哪一条线断芯。也可以利用电线金属管作为一条导线测量。测量方法如图4-8所示。

图4-8 使用万用表电阻挡测量导线是否断芯
五、用万用表判断直流电压的极性和电压测量
①表针机械零位应准确。
②若已知直流电压数值范围,选用大于并接近其值的一挡(例如直流24V,可使用直流50V,如不知直流电压大小,可先置于直流电压最高挡试测)。
③试测。在确知电源有电的情况下,先用一个表笔接在一端,另一个表笔快速“点测”一下,如果表针右偏,且不超过量程时,则红表笔所接端子为直流电源的“+”,另一端为“-”。如果表针左偏,说明黑表笔所接端子为“+”,另一端为“-”。本例所示,为用直流250V挡判断110V电源的极性。如图4-9所示,判断出左侧端子为“+”,且直流电压实际为115V。

图4-9 判断直流电压的极性及电压测量
④若此后不再测量,应将万用表置于交流电压的最高挡。
六、用万用表测量直流电流
在检修电子电路时,经常要用到测量直流电流的情况如电源的电流、三极管电流、二极管电流等,测量前要表针机械零位应准确。选用大于被测值而且又与之所接近的一挡;若不知被测电流的大小,可先在电流最高挡试测,根据试测值大小再换用适当挡位测量。原则是要使表针偏转角度尽可能大。如测量电池的电流,应断开一根直流电源的电源线。按如图4-10所示,在正极测量时,红表笔接电源的“+”极;黑笔接用电器的“+”极(进)。在负极测量时按如图4-11所示,红表笔接用电器的“-”极(出);黑笔接电源的“-”极。

图4-10 从正极测量直流电流的接线

图4-11 从负极测量直流电流的接线
测量直流电流的接线是,红表笔接电流流进的一端,黑表笔接电流流出的一端。
七、用万用表判断二极管的好坏
二极管是主要的电子元件,有整流二极管、发光二极管等,应用量很大,损坏的可能也比较大,常用二极管的外形如图4-12所示。

图4-12 常用二极管的外形
测量前表针机械零位应准确,将万用表电阻挡置于“ R ×10”或“ R ×100”挡,不要使用“ R ×1”和“ R ×1k”挡,“ R ×1”挡电流太大,“ R ×1k”挡电压太高,有可能损坏二极管。
调好Ω零点,用“+”、“-”表笔对二极管做正向测量(图4-13)和反向测量(图4-14),其结果有:正向电阻的正常值有几百欧至几千欧;反向电阻应大于几百千欧。如果出现以下情况则表明二极管有损坏。

图4-13 二极管正向测量

图4-14 二极管反向测量
①如正反两次测量的阻值均接近于0Ω,则说明该二极管内部已经“击穿”。
②如正反两次测量的阻值都非常大,甚至表针不偏摆,说明该二极管已烧断。
二极管极性判断: 按上述方法,对于无极性标志的二极管,亦可标出极性。方法是:对二极管用表笔正负、正反各测量一次,测到阻值小的那次时,黑表笔所接触的一极,为二极管的“+”极。
八、用万用表判断晶体三极管极性以及NPN型还是PNP型
三极管是主要的电子元件,三极管可以把微弱信号放大成辐值较大的电信号,也用作无触点开关,三极管的种类很多,并且不同型号各有不同的用途。三极管大都是塑料封装或金属封装,常见三极管的外形如图4-15所示。三极管的电路符号有两种:有一个箭头的电极是发射极,箭头朝外的是NPN型三极管,而箭头朝内的是PNP型,如图4-16所示。实际上箭头所指的方向是电流的方向。

图4-15 常见三极管的外形

图4-16 三极管符号
①表针的机械零位应准确,否则调整。
②将万用表电阻挡置于“ R ×10”或“ R ×100”挡,“ R ×1”挡电流太大,“ R ×1k”挡电压太高,有可能损坏三极管。
③调好Ω零点。
④将黑表笔固定接在一极,红表笔分别试测另两极:如果出现阻值一大、一小,则将黑表笔改为固定另一极,再用红表笔测另两极,如果测得阻值仍一大、一小,再将黑表笔固定在没接过的一极,用红表笔测另两极。不论测量几次只要出现以下结果即可。
●黑表笔固定接在某一极,红表笔分别测试另两极时,两个阻值都很大,该三极管为PNP型,且黑表笔所接的为基极,如图4-17所示。

图4-17 PNP型三极管
●红表笔固定接在某一极,红表笔分别测试另两极时,两个阻值都很小,该三极管为NPN型,且黑表笔所接的为基极,如图4-18所示。

图4-18 NPN型三极管极性判别
⑤知道了PNP型三极管基极位置后,以红表笔固定接于基极,用黑表笔测另两极。测到那一极,表现为阻值小,该极即为发射极(e),其余一极为集电极(c),如图4-19所示。

图4-19 PNP三极管发射极与集
⑥知道了NPN型三极管及其基极位置后,以黑表笔固定接于基极,用红表笔测另两极。测到那一极,表现为阻值小,该极即为发射极(e),其余一极为集电极(c)。如图4-19所示,测到右侧时阻值小,因此可认定右侧一极为发射极(e);中间一极为集电极(c)。
九、用万用表测量三极管穿透电流的 I ceo
用万用表电阻挡( R ×100或 R ×1k)测量三极管集电极与发射极之间的反向电阻,电阻值越大,说明穿透电流越小,三极管性能越稳定,一般硅管比锗管电阻值大,高频管比低频管的阻值大,小功率管比大功率管的阻值大。
如图4-20所示是以PNP管为例,NPN管则将两支表笔对调即可。

图4-20 穿透电流的测量
十、用万用表判断三极管放大倍数 β
测得穿透电流后,在三极管基极与集电极之间接入100kΩ电阻,如图4-21所示,集电极与发射极反向电阻便减少,也可以用左手捏着红笔和三极管集电极,也可用嘴轻轻碰一下三极管的基极,表针偏转,偏转角度越大,说明放大倍数 β 越大。

图4-21 三极管放大倍数的 β 判断
十一、用万用表电阻挡判断小功率单向晶闸管的极性
晶闸管是晶体闸流管的简称,又可称为可控硅整流器,以前被简称为可控硅,晶闸管是PNPN四层半导体结构,它有三个极:阳极(a)、阴极(c)和门极[也叫控制极(g)],符号如图4-22所示。

图4-22 单向晶闸管
晶闸管具有硅整流器件的特性,能在高电压、大电流条件下工作,且其工作过程可以控制,被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中。小功率晶闸管的外形与三极管的外形基本一样,判断小功率单向晶闸管的极性是必要的。
晶闸管的控制极与阴极之间有一个PN结,而阳极与阴极之间有两个反向串联的PN结,因此用万用表 R ×10k挡可首先判断控制极(g)。
如图4-23所示,将负表笔(黑)接某一电极,正表笔(红)依次接触另外两个电极,假如有一次的阻值很小约几百欧,而另一次阻值很大约几千欧,这时负表笔所接的一极为控制极(g),在阻值小的那次测量中,正表笔所接的一极为阴极(c),而在阻值大的那次测量中,正表笔所接的一极为阳极(a),假如两次测出的阻值都很大,则说明负表笔接的不是控制极,应该换测其他电极。

图4-23 小功率单向晶闸管的极性
十二、用万用表判断单向晶闸管的好坏
①将黑表笔固定接在阳极(a);将红表笔固定接在阴极(c),由于单向晶闸管是由PNPN四层3个PN结组成,阳极与阴极电阻都很大,此时,万用表指针应无偏转,或有极小的偏转,如图4-24所示。

图4-24 判断单向晶闸管的好坏
②这时可用一个几十欧姆的电阻,在阳极(a)与控制极(g)之间搭接一下,若万用表指针向右大幅度偏转,且在将电阻撤去后,表针仍维持在偏转后的位置,则所测的晶闸管是好的。
③按上述方法测试,无论如何不出现上述的现象,则该晶闸管是坏的。
十三、用万用表测量交流电压
①表针的机械零位应准确。
②测量交流电压选挡的原则如下:
●已知被测电压范围,选用大于它且与它最接近的一挡,如测量380V的交流电压,与之最接近的一挡为500V,故采用500V挡,如图4-25所示;

图4-25 交流电压的测量
●对于不知道被测电压范围的情况,可先置于交流电压最高挡试测,根据试测值,再确定使用哪一挡测量。其原则是在该挡上表针偏转角度尽可能地大。
③测量交流电压表笔不分“+”、“-”,两表笔分别接触被测电压的两端。表针稳定后即可读数。如本例是测量开关电源电压,表针稳定的位置表示电压实际值为380V。
十四、万用表判断电容器的好坏
电容器是一个充放电的元件,有一个充电过程,根据这个原理可以简单地判断电容器的好坏。
使用电阻( R ×100或 R ×1k)挡,用万用表的两根表笔分别接触电容器的两极,如图4-26所示,表针左右摆动一次,摆动的幅度越大,说明电容量越大,若电容器质量好,极间的漏电电阻很大,测量时表针摆动后便立即回到无穷大“∝”处,如不能回到无穷大“∝”处则表明电容器的漏电比较大,如果表针根本不动(正反多试几次),说明被测电容器内部断路,如果表针不往回走,说明电容器已经击穿。

图4-26 万用表判断1μF以上电
此种方法适用于容量1μF以上的电容器,0.01~1μF之间的电容器用此种方法很难判断好坏。
十五、用万用表判断三相笼式电动机定子绕组的首尾端
确定三相笼式电动机定子首尾端一般有三种方法:直流法、交流法、剩磁法。
1.直流法
①首先用万用表分辨出三相绕组,并做出分组标记。
②将万用表的挡位调整到最小的毫安挡,两支表笔与一相绕组的两端接牢固。
③用电池连接另一相绕组,当电池接通瞬间注意观察表针的摆动方向,并判断,如图4-27所示。

图4-27 直流法判断电机首尾端
指针向右摆动,则表明电池的正极与红表笔所接端为同名端;
指针向左摆动,则表明电池的负极与红表笔所接端为同名端。
④对已判断完毕的绕组做出极性标记。
⑤将电池再与另一组绕组连接,按上述方法重复一次,即可找出三相绕组的首尾端。
⑥注意电池与绕组不要长时间接通,否则电池电量将很快耗尽。
2.交流电压法
①首先用万用表分辨出三相绕组,并做出分组标记。
②如图4-28所示,将任意两组绕组串联后与电压表连接(也可使用万用表交流电压挡),另一相绕组经开关接于安全电源上。

图4-28 交流电压法判断电机首尾端
③接通电源后电压表有指示,则说明串联的两绕组为异名端相接(即首尾端),若无指示则为同名端(首、首与尾、尾)。两种状态再各试一次,以确保判断无误,判断完毕的绕组做出极性标记。
④将接电源的绕组与接电压表的绕组中的一组互换,重复上述操作,即可找出三相绕组的首尾端。
3.剩磁法
将电动机三相绕组与万用表直流电流毫安挡串联接成闭合回路(也可以四个并联),如图4-29所示,转动电动机的转子,若指针摆动则说明三相绕组中有一相绕组的首尾端接反,可将一相绕组的两个引线调换一下再试,直到指针不摆动为止。

图4-29 剩磁法判断电机首尾端
使用剩磁法判断定子绕组的首尾端,有时不一定可行,原因是有的电动机可能剩磁很弱,使电流表指针不摆动或摆动很小,难以保证判断的准确性。
十六、用万用表判断发光二极管的极性
发光二极管是目前设备上作为工作状态指示的常用发光元件,发光二极管的引线一般是一长一短,短的是负极,长的为正极,如图4-30所示。

图4-30 发光二极管
判断前万用表表针机械零位应准确,万用表选用 R ×100或 R ×1k挡,如图4-31所示,用万用表的表笔接触发光二极管的两根引线,如果指针不摆动置于无穷大“∝”位置,调换发光二极管引线再测,这时指针摆动,摆动范围为4~30kΩ,发光二极管即发出弱光。

图4-31 判断发光二极管的极性
发光二极管发光时,红表笔接触的是发光二极管的负极,而黑表笔接触的是发光二极管正极。
十七、用万用表判断三相异步电动机的转速
将万用表挡位开关调到直流20~50mA挡,两支表笔接在任意一个绕组的两端,如图4-32所示,注意应事先将电动机端子的连接片拆除,均匀地转动电动机转子一周,仔细观察表针的摆动,摆动一次为有一对磁极(磁极对数 P ),根据异步电动机转速公式可以计算得出电动机的同步转速。

图4-32 判断三相异步电动机的转速的接线方法
十八、用万用表确定单相电容移相电动机的绕组端
单相电容移相电动机具有启动转矩大、启动电流小、功率系数高的特点,在家用电器中广泛的应用,但由于单相电容移相电动机的接线多是软线连接,在维修时容易将原有的接线标注损坏,如果不按要求接线,会有烧坏电动机的可能,利用万用表检查单相电容移相电动机接线端子,有利于维修安装工作。
单相电容移相电动机由两个绕组组成,即运行绕组(主绕组)和启动绕组(副绕组),启动绕组线细、圈数多、电阻大,运行绕组线较粗、电阻小,两个绕组的一端并联在电源一相,另一端连接电容器接电源的另一相。现介绍单相电容移相电动机常用的接线方法,如图4-33所示。

图4-33 单相电容移相电动机接线方法
检查电动机绕组时可用万用表电阻 R ×1挡,测量时将电容器取下,分别测量各线头之间的电阻,通过测量结果判断绕组端,方法如图4-34所示。测量电阻最大两端是电容器的连接端,另一端直接接电源的一端。

图4-34 单相电容移相电动机端子判断方法示意
十九、用万用表判断单相有功电能表的内部接线
单相有功电能表的内部有一套电压线圈和一套电流线圈。通常,电压线圈和电流线圈在端子“1”处用电压小钩连在一起。可以根据电压线圈电阻值大、电流线圈电阻值小的特点,采用下面两种简便方法确定它的内部接线。
1.万用表法(图4-35)

图4-35 万用表法确定单相有功电
将万用表置于 R ×1000挡,一支表笔接“1”端;另一支表笔依次接触“2”、“3”、“4”端钮。测量结果,电阻值近似为零的是电流线圈;电阻值为1200Ω左右的是电压线圈。
2.灯泡法(图4-36)

图4-36 灯泡法确定单相有功电能
将220V电源的相线(火线)接于电能表的“1”端。将串接一个220V、100W的灯泡的电路,一端与电网零线相接;另一端依次接触电能表的“2”、“3”、“4”端。灯泡正常发光的是电流线圈的端子,灯泡很暗的是电压线圈的端子。
二十、数字式万用表的使用
现在,数字式测量仪表已成为主流,有取代模拟式仪表的趋势。与模拟式仪表相比,数字式仪表灵敏度高,准确度高,显示清晰,过载能力强,便于携带,使用更简单。下面以DT9217型数字万用表为例(图4-37),简单介绍其使用方法和注意事项。

图4-37 数字式万用表的外观
①使用前,应认真阅读有关的使用说明书,熟悉电源开关、量程开关、插孔、特殊插口的作用。
②将电源及挡位开关置于需要测量的位置。
③交直流电压的测量:根据需要将量程开关拨至
,红表笔插入VΩ孔,黑表笔插入COM孔,并将表笔与被测线路并联,读数即显示。测量交流电压时数字前无极性显示,测量直流电压时数字前显示“+”表示红表笔所接的为正极,显示“-”则表示红表笔所接的为负极。
④电阻的测量:将量程开关拨至Ω位置,红表笔插入VΩ孔,黑表笔插入COM孔。红、黑两表笔分别接触电阻两端,即可显示数值和单位。单位有Ω、kΩ、MΩ。
电阻挡有过电压保护功能,瞬间误测规定范围内的电压不会造成损坏。例如,DT-830型数字式万用表电阻挡最大允许输入电压(直流或交流峰值)为250V,这是误用电阻挡测量电压时仪表的安全值,但不可带电测量电阻。
测量小阻值电阻时,应先将两表笔短路,读出表笔连线的自身电阻(一般为0.2~0.3Ω),以对被测阻值作出修正。
⑤检查电路通断时,应将功能开关拨到“蜂鸣器”
挡,而不要像指针式万用表那样用电阻挡。测量时只要没有听到蜂鸣声,即可判断电路不通。
⑥使用“二极管、蜂鸣”挡测二极管时,数字式万用表显示的是所测二极管的压降(单位为mV)。正常情况下,正向测量时压降显示为“400~700”,反向测量时为溢出“1”。若正反测量均显示“000”,说明二极管短路;正向测量显示溢出“1”,说明二极管开路。
⑦交直流电流的测量:将量程开关拨至电流挡的合适量程,红表笔插入COM孔,当电流小于200mA时黑表笔插入“mA”孔,当电流大于200mA时插入“20A”孔,并将万用表串联在被测电路中即可。测量直流电时,数字万用表能自动显示极性。
⑧测量完毕后应将挡位开关拨至“OFF”位置,使仪表关闭。