空中電路 直擊討論----萬用電表

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万用表量程选择及测量误差分析

用万用表进行测量时会带来一定的误差。这些误差有些是仪表本身的准确度等级所允许的最大绝对误差。有些是调整、使用不当带来的人为误差。正确了解万用表的特点以及测量误差产生的原因，掌握正确的测量技术和方法，就可以减小测量误差。人为读数误差是影响测量精度的原因之一。它是不可避免的，但可以尽量减小。因此，使用中要特别注意以下几点：1测量前要把万用表水平放置，进行机械调零；2读数时眼睛要与指针保持垂直；3测电阻时，每换一次挡都要进行调零。调不到零时要更换新电池；4测量电阻或高压时，不能用手捏住表笔的金属部位，以免人体电阻分流，增大测量误差或触电；5在测量RC电路中的电阻时，要切断电路中的电源，并把电容器储存的电泄放完，然后再进行测量。在排除了人为读数误差以后，我们对其他误差进行一些分析。1．万用表电压、电流挡量程选择与测量误差万用表的准确度等级一般分为0．1、0．5、1．5、2．5、5等几个等级。直流电压、电流，交流电压、电流等各挡，准确度（精确度）等级的标定是由其最大绝对允许误差 △X与所选量程满度值的百分数表示的。以公式表示：A％=(△X/满度值)×100％…… 1(1)采用准确度不同的万用表测量同一个电压所产生的误差　　例如：有一个10V标准电压，用100V挡、0．5级和15V挡、2.5级的两块万用表测量，问哪块表测量误差小？解：由1式得：第一块表测：最大绝对允许误差　　△X1=±0.5％×100V=±0．50V。　　第二块表测：最大绝对允许误差　　△X2=±2．5％×l5V=±0.375V。　　比较△X1和△X2可以看出：虽然第一块表准确度比第二块表准确度高，但用第一块表测量所产生的误差却比第二块表测量所产生的误差大。因此，可以看出，在选用万用表时，并非准确度越高越好。有了准确度高的万用表，还要选用合适的量程。只有正确选择量程，才能发挥万用表潜在的准确度。(2)用一块万用表的不同量程测量同一个电压所产生的误差　　例如：MF－30型万用表，其准确度为2．5级，选用 100V挡和25V挡测量一个23V标准电压，问哪一挡误差小？　　解：100V挡最大绝对允许误差：　　 X(100)=±2.5％×100V=±2.5V。　　25V挡最大绝对允许误差：△X（25）=±2.5％×25V=±0.625V。由上面的解可知：　　用100V挡测量23V标准电压，在万用表上的示值在20．5V－25．5V之间。用25V挡测量23V标准电压，在万用表上的示值在 22.375V－23.625V之间。由以上结果来看，△X（100）大于△X（25），即100V挡测量的误差比25V挡测量的误差大得多。因此，一块万用表测量不同电压时，用不同量程测量所产生的误差是不相同的。在满足被测信号数值的情况下，应尽量选用量程小的挡。这样可以提高测量的精确度。(3)用一块万用表的同一个量程测量不同的两个电压所产生的误差　　例如：MF－30型万用表，其准确度为2.5级，用100V挡测量一个20V和80V的标准电压，问哪一挡误差小？　　解：最大相对误差：△A％=最大绝对误差△X/被测标准电压调×100％，100V挡的最大绝对误差 △X（100）=±2.5％×100V=±2.5V。　　对于20V而言，其示值介于17.5V－22.5V之间。其最大相对误差为：A（20）％= (±2.5V/20V)×100％=±12.5％。　　对于80V而言，其示值介于77.5V－82.5V之间。其最大相对误差为：　　A（80）％=± (2.5V/80V)×100％=±3.1％。　　比较被测电压20V和80V的最大相对误差可以看出：前者比后者的误差大的多。因此，用一块万用表的同一个量程测量两个不同电压的时候，谁离满挡值近，谁的准确度就高。所以，在测量电压时，应使被测电压指示在万用表量程的2/3以上。只有这样才能减小测量误差。2．电阻挡的量程选择与测量误差电阻挡的每一个量程都可以测量0∼∞的电阻值。欧姆表的标尺刻度是非线性、不均匀的倒刻度。是用标尺弧长的百分数来表示的。而且各量程的内阻等于标尺弧长的中心刻度数乘倍率，称作“中心电阻”。也就是说，被测电阻等于所选挡量程的中心电阻时，电路中流过的电流是满度电流的一半。指针指示在刻度的中央。其准确度用下式表示：　　R％=(△R/中心电阻)×100％……2　　(1)用一块万用表测量同一个电阻时，选用不同的量程所产生的误差　　例如：MF－30型万用表，其Rxl0挡的中心电阻为250Ω；R×l00挡的中心电阻为2.5kΩ。准确度等级为2.5级。用它测一个500Ω的标准电阻，问用R×l0挡与R×100挡来测量，哪个误差大？解：由2式得：　　R×l0挡最大绝对允许误差△R（10）=中心电阻 ×R％=250Ω×（±2.5）％=±6.25Ω。用它测量500Ω标准电阻，则500Ω标准电阻的示值介于493．75Ω∼506．25Ω之间。最大相对误差为：±6.25÷500Ω×100％=±1.25％。　　R×l00挡最大绝对允许误差△R（100）=中心电阻 ×R％2.5kΩ×（±2.5）％=±62.5Ω。用它测量500Ω标准电阻，则500Ω标准电阻的示值介于437.5Ω∼562.5Ω之间。最大相对误差为：±62.5÷500Ω×100％=±10.5％。　　由计算结果对比表明，选择不同的电阻量程，测量产生的误差相差很大。因此，在选择挡位量程时，要尽量使被测电阻值处于量程标尺弧长的中心部位。测量精度会高一些。空中電路 直擊討論----

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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”，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。
（2）在使用万用表过程中，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档，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它器件。
欧姆挡的使用
一、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三分之一的部分，这部分刻度密集很差。
二、使用前要调零。
三、不能带电测量。
四、被测电阻不能有并联支路。
五、测量晶体管、电解电容等有极性元件的等效电阻时，必须注意两支笔的极性。
六、用万用表不同倍率的欧姆挡测量非线性元件的等效电阻时，测出电阻值是不相同的。这是由于各挡位的中值电阻和满度电流各不相同所造成的，机械表中，一般倍率越小，测出的阻值越小。
万用表测直流时
一、进行机械调零。
二、选择合适的量程档位。
三、使用万用表电流挡测量电流时，应将万用表串联在被子测电路中，因为只有串连接才能使流过电流表的电流与被测支路电流相同。测量时，应断开被测支路 ，将万用表红、黑表笔串接在被断开的两点之间 。特别应注意电流表不能并联接在被子测电路中，这样做是很危险的，极易使万表烧毁。
四、注意被测电量极性。
五、正确使用刻度和读数。
六、当选取用直流电流的2.5A挡时，万用表红表笔应插在2.5A测量插孔内 ，量程开关可以置于直流电流挡的任意量程上。
七、如果被子测的直流电流大于2.5A，则可将2.5A挡扩展为5A挡。方法很简单，使用者可以在“2.5A”插孔和黑表笔插孔之间接入一支0.24欧姆的电阻，这样该挡位就变成了5A电流挡了。接入的0.24A电阻应选取用2W以上的线绕电阻 ，如果功率太小会使之烧毁。
目前的万用表分为指针式和数字式，它们各有方便之处，很难说谁好谁坏，最好是能够备有指针和数字式的各一个。业余电子制作有一个指针式的MF30型万用表也就可以了，这可是一种经典型号。还有元老级的MF500型万用表，廉价的MF50万用表，一般都可以在电讯商店买到。
万用表的三个基本功能是测量电阻、电压、电流，所以老前辈们叫它三用表。现在的万用表添加了好多新功能，尤其是数字式万用表，如测量电容值，三极管放大倍数，二极管压降等，更有一种会说话的数字万用表，能把测量结果用语言播报出来。（其实不是很难，Bitbaby曾有一度很想用单片机和语音电路做一个：-）
数字式万用表也有许多经典型号，如DT830C，DT830C，DT890D等，后面的后缀表示功能上的区别，其中DT830C已经买到了三十多元一个，够便宜的。Bitbaby在学校里装过一个MF50的万用表，电路原理并不复杂，只是那么多的元件没有印刷板来固定，而是直接焊在接线板上，自己装对初学者来说还是麻烦了点。
万用表最大的特点是有一个量程转换开关，各中功能就是靠这个开关来切换的。基本上，用A-来表示测直流电流，一般毫安档和安培档各又分几档。V-表示测直流电压，高级点的万用表有毫伏档，电压档也分几档。V~是用来测交流电压的。A~测交流电流。
Ω欧姆档测电阻，对于指针式万用表，每换一次电阻档还要做一次调零。调零就是把万用表的红表笔和黑表笔搭在一起，然后转动调零钮，使指针指向零的位置。hFE是测量三极管的电流放大系数的，只要把三极管的三个管脚插入万用表面板上对应的孔中，就能测出hFE值。注意PNP、NPN是不同的。
以下以MF30型万用表为例，说明万用表的读数。第一条刻度线是电阻值指示，最左端是无穷大，右端为零，当中刻度不均匀。电阻档有R×1、R×10、R×100、R×1K、R×10K各档，分别说明刻度的指示再要乘上的倍数，才得到实际的电阻值（单位为欧姆）。
例如用R×100档测一电阻，指针指示为“10”，那么它的电阻值为10×100=1000，即1K。第二条刻度线是500V档和500mA档共用，需要注意的是电压档、电流档的指示原理不同于电阻档，例如5V档表示该档只能测量5V以下的电压，500mA档只能测量500mA以下的电流，若是超过量程，就会损坏万用表。
注意事项： 万用表使用时应该水平着放。红表笔插在+孔内，黑表笔插入-孔内。测试电流就用电流档，而不能误用电压档、电阻挡，其他同理，否则轻则烧万用表内的保险丝，重则损坏表头。事先不知道量程，就选用最大量程尝试着测量，然后断开测量电路再换档，切不可在线的情况下转换量程。有表针迅速偏转到底的情况，应该立即断开电路，进行检查。
最后还有一个规矩，就是约定用完后的万用表要把量程开关拨到交流电压最高档，以防别人不慎测量220V市电电压而损坏。

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MF15型万用电表
该产品属于磁电系电测量仪表，具有２４个测试量限，主要可以测量直流电压、电流、电阻和交流电压，适用于电子测试、电子仪器装配和家用电器检修等工作中。研制的主要技术问题是内磁式测量机构的应用。该产品的主要技术指标为：直流电压０∼１ｋＶ、阻抗２ｋΩ�Ｖ、精度２．５级；直流电流０∼１００ｍＡ、电压降０．９Ｖ、精度２．５级；直流电阻Ｒ×１００、Ｒ×１ｋ、中心值６ｋΩ、精度２．５级；交流电压０∼１ｋＶ、阻抗２ＫΩ�Ｖ精度５．０级；绝缘强度３ｋＶ；工作环境０∼＋４０℃；外形尺寸１３２×９３×４３ｍｍ；重量０．２５ｋｇ。
主要销往巴基斯坦及东南亚各国，年出口量在１万台以上，出厂价每台４．２５美元，年创汇４．２５万美元。

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