2.1.1 万用表
万用表又称多用表、三用表和复用表,是维修电脑时最常用的一种测量工具,一般可以测量交流电压、直流电压、直流电流和电阻等参数。有些万用表还可以测量晶体三极管的放大倍数、二极管的降压、频率和电容值等,并以此为依据判断元器件的好坏和电路是否有短路。
提示 万用表是集电压表、电流表和欧姆表于一体的仪表,具有用途多、量程广和使用方便等优点。
常见的万用表分为指针式万用表和数字式万用表。
1.指针式万用表
指针式万用表是以表头为核心部件的多功能测量仪表,测量值由表头指针指示读取,通过转换开关的旋钮来改变测量项目和测量量程,测量值从表头指针指示读出,如图2-1所示。
(1)指针式万用表的构成
指针式万用表由表头、测量线路和转换开关三个主要部分组成。
·表头
表头是一个高灵敏度的磁电式直流电流表。指针式万用表的主要性能指标取决于表头的性能,如图2-2所示。
图2-1 指针式万用表
图2-2 指针式万用表表头
提示 指针式万用表表头的灵敏度是指表头指针满刻度偏转时流过表头的直流电流值,这个值越小,表头的灵敏度越高;测电压时的内阻越大,表示其性能越好。
表头上有四条刻度线,其功能如表2-1所示(以MF-500为例)。
表2-1 表头刻度线功能说明
·测量线路
测量线路是指把各种被测量的电流、电压和电阻等转换为适合表头测量的微小直流电流的电路。测量线路一般由电阻、半导体元件和电池组成。
·转换开关
转换开关的作用是调节各种不同的测量线路,以满足不同种类和不同量程的测量要求。转换开关一般有两个,分别标有不同的挡位和量程,如图2-3所示。
图2-3 指针式万用表转换开关
(2)指针式万用表符号的含义
指针式万用表上的各种符号都代表不同的意思,各符号的含义如表2-2所示。
表2-2 指针式万用表符号含义
(3)指针式万用表的使用
下面以测量电压、电流和电阻为例,介绍指针式万用表的具体使用方法。
·测量电压
测量电压首先要选择好量程,量程的选择应尽量使指针偏转到满刻度的2/3左右为宜。如果事先不清楚被测电压的大小,可以先选择最高量程挡,然后逐渐减小到合适的量程为止。
提示 在测量电压时,选择量程应该注意以下两点。
①如果使用小量程去测量大电压,会有烧表的危险。
②如果使用大量程去测量小电压,指针偏转太小导致无法读数。
①交流电压的测量
将指针式万用表的挡位转换开关置于交/直流电压挡,量程转换开关置于交流电压的合适量程上,两只表笔和被测电路并联即可。
②直流电压的测量
将指针式万用表的挡位转换开关置于交/直流电压挡,量程转换开关置于直流电压的合适量程上,然后将“+”表笔(红表笔)接到高电位处,“-”表笔(黑表笔)接到低电位处,即让电流从“+”表笔流入,从“-”表笔流出,如图2-4所示。
图2-4 指针式万用表表笔
注意 测量直流电压时如果表笔接反,表头指针会反方向偏转,容易撞弯指针。
·测量电流
用指针式万用表测量电流时,可按照下列步骤进行操作。
步骤01 调节挡位和量程,即测量直流电流时将指针式万用表的挡位转换开关置于直流电流挡,量程转换开关置于合适的量程上,电流的量程选择方法与电压相同。
步骤02 串联表笔和电路,即测量时必须先断开电路,然后按照电流从“+”表笔(红表笔)到“-”表笔(黑表笔)的方向,将表笔串联到被测量的电路中。
注意 由于指针式万用表表头的内阻很小,测量电流时如果误将表笔与负载并联,会造成短路而烧毁仪表。
步骤03 读取电流值,测量电流时读数公式如下:
所测电流值=表头指示值×量程/满偏
·测量电阻
用指针式万用表测量电阻(如图2-5所示)时,可按照下列步骤进行操作。
图2-5 电阻
步骤01 欧姆调零,即测量电阻之前应该将两个表笔短接,然后调节“欧姆调零旋钮”使指针指在欧姆刻度线右边的零位。
提示 欧姆调零时如果表头指针不能调到零位,说明电池电量不足或者仪表内部有问题。
步骤02 选择合适的倍率挡,倍率挡的选择应该使指针指在刻度尺的1/3~2/3间为宜,因为指针越接近刻度尺的中间,读数就越准确。
提示 每换一次倍率挡就要进行一次欧姆调零,以保证测量的准确性。
步骤04 读取电阻值,测量电阻时读数公式如下:
所测电阻值=表头指示值×倍率
(4)使用指针式万用表的注意事项
使用指针式万用表时应该注意以下几点。
·在测量电流和电压时,不能带电转换量程。
·选择量程时,要从大到小选择,尽量使被测值接近于量程。
·测量电阻时,切勿带电测量。原因是测量电阻时,指针式万用表是由内部电池供电,如果带电测量就好比再接入一个电源,从而损坏表头。
·测量完毕后,应该将转换开关调节到交流电压最大的挡位或者空挡上。
2.数字式万用表
数字式万用表是由液晶显示屏直接以数字的形式显示出测量结果的测量工具,具有使用方便、读取方便、灵敏度高、准确度高和便于携带等特点,如图2-6所示。
图2-6 数字式万用表
要点 如今已经是数字时代,数字式测量仪表已成为主流,数字式万用表除了具有指针式万用表的功能外,还可以测量电容、频率和温度等,因此被广泛地运用于电脑故障维修中,并有逐步取代指针式万用表的趋势。
(1)数字式万用表的构成
数字式万用表由液晶显示器(Liquid Crystal Diode,LCD)、功能转换旋钮、表笔插孔和表笔以及功能按键等组成。
·液晶显示器
数字式万用表的测量结果是由液晶显示器直接以数字的形式显示出来。目前的数字式万用表都是采用大屏幕或超大屏幕的液晶显示器,使测量数值更直观地显示出来。
·功能转换旋钮
在数字万用表的液晶显示器下方有一个功能转换旋钮,主要用于切换不同的测量功能和量程。功能转换旋钮刻度盘上各个符号的含义如表2-3所示。
表2-3 功能转换旋钮符号含义
要点 目前数字式万用表种类繁多,各个功能转换旋钮的刻度盘都不一样,使用时请参照说明书。
·表笔插孔
数字式万用表的表笔插孔一般有10安培电流插孔、微安/毫安电流插孔、伏特/欧姆/赫兹插孔和接地公共插孔四种,如图2-7所示。
图2-7 数字式万用表表笔插孔
表2-4以数字式万用表VC9808为例说明表笔插孔的作用与用法。
表2-4 数字式万用表表笔插孔说明
提示 由于目前数字式万用表种类繁多,有些数字式万用表只有两个或三个插孔,且上面的标识都不同,但作用都是相同的。
·表笔
表笔是数字式万用表必不可少的配件之一,其主要用于连接被测量的物体。表笔是由红表笔和黑表笔两部分组成,红表笔用来连接被测物体的“+”极(正极),而黑表笔用来连接被测物体的“-”极(负极),如图2-8所示。
图2-8 表笔的使用
·功能按键
功能按键一般有电源开关键、自动/手动量程切换键、频率/占空比转换键、相对测量键和保持键等。不同型号的数字式万用表,其功能键的设置也不一样,因此具体功能键的作用可以参照说明书。图2-9所示为两个不同型号数字式万用表的功能键。
图2-9 数字式万用表功能按键
·其他插座
不同型号的数字式万用表,其表面设置的各个插座也各不相同,如图2-10所示。
下面介绍两种较为常用的插座,如表2-5所示。
图2-10 数字式万用表的其他插座
表2-5 数字式万用表其他插座说明
(2)数字式万用表的使用
下面以测量电压、电流、电阻、电容和三极管为例,具体介绍数字式万用表的使用方法。
·测量交/直流电压
用数字式万用表测量交/直流电压时,可按照以下步骤操作。
步骤01 将两支表笔分别插入相应的插孔中,即红表笔插入VΩHz插孔中,黑表笔插入COM插孔。
步骤02 调节量程,即根据测量电压的大小旋转功能转换旋钮到适当的电压测量量程。
步骤03 连接被测电路,即将黑表笔接触电路“-”极(负极),红表笔接触电路中的待测点。
提示 数字式万用表测量的交流电压频率很低(一般在45~500Hz之间),因此测量中高频率信号的电压时应该用交流/毫伏表来测量。
·测量交/直流电流
用数字式万用表测量交/直流电流时,可按照以下步骤操作。
步骤01 调节量程并插表笔,即根据测量电流的大小选择适当的电流测量量程和红表笔的插入孔,黑表笔始终插在COM插孔上。
提示 测量电流时,红表笔应插在A或mA插孔上。当测量电流在200mA~10A之间时,插在A插孔上;当测量电流小于200mA时,插在mA插孔上。
步骤02 连接被测电路,将两支表笔串联在被测量的电路中即可。
注意 当测量直流电流时,红表笔应接触电压高的一端,黑表笔接触电压低的一端,让电流从红表笔流入万用表再从黑表笔流出。
·测量电阻
将红表笔插入VΩHz插孔中,黑表笔插入COM插孔中,并根据电阻的大小选择适当的电阻测量量程,红、黑两表笔分别接触电阻两端,读取数值即可。
注意 测量电阻应该注意以下两点。
①测量在电路板上的电阻时,应该先把电路的电源切断,以免造成读数不准。
②禁止用电阻挡测量电流或电压(特别是交流220V电压),否则容易损坏万用表。
·测量电容
利用数字式万用表的电阻挡还可以判断电容(如图2-11所示)的优劣,具体操作步骤如下。
图2-11 电容
步骤01 根据电容的大小选择合适的电阻量程。
步骤02 将电容两极短路,即用一支表笔同时接触电容的两极,使电容放电。
步骤03 将万用表的两支表笔分别接触电容的两个极,观察显示的电阻读数。
①若开始显示的电阻读数很小,电容开始充电后,显示的电阻读数逐渐增大,则说明该电容是好的。
②若按上述步骤操作后显示的电阻读数始终不变,则说明该电容已损坏。
·测试三极管β值(如图2-12所示)。
图2-12 三极管
使用数字式万用表还可以测试三极管β值,具体操作步骤如下。
步骤01 确定待测三极管是NPN型还是PNP型,然后将其引脚正确地插入对应类型的β值测试插座中。
步骤02 功能转换旋钮转到HFE挡即可直接读取β值,若液晶显示器显示000,则说明三极管已坏。
(3)使用数字式万用表的注意事项
使用数字式万用表时应该注意以下几点。
·正确选择量程和红表笔插孔,对未知量程进行测量时,应先用最大的量程测量,然后逐渐减小量程直到合适的量程。
·测量交流电压时两支表笔笔头不要接触以免短路。
·测量高电压时手不要碰到表笔的金属部分,以免发生意外。
·不允许用电阻挡和电流挡测量电压。
·测量完毕后表笔要脱离被测物体。