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萬用表各擋量程選擇及測量誤差分析 萬用表是如何工作的

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

人為讀數(shù)誤差是影響測量精度的原因之一。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：1測量前要把萬用表水平放置，進行機械調(diào)零；2讀數(shù)時眼睛要與指針保持垂直；3測電阻時，每換一次擋都要進行調(diào)零。調(diào)不到零時要更換新電池；4測量電阻或高壓時，不能用手捏住表筆的金屬部位，以免人體電阻分流，增大測量誤差或觸電；5在測量RC電路中的電阻時，要切斷電路中的電源，并把電容器儲存的電泄放完，然后再進行測量。在排除了人為讀數(shù)誤差以后，我們對其他誤差進行一些分析。 

1．萬用表電壓、電流擋量程選擇與測量誤差 

萬用表的準確度等級一般分為0．1、0．5、1．5、2．5、5等幾個等級。直流電壓、電流，交流電壓、電流等各擋，準確度（精確度）等級的標定是由其最大絕對允許誤差 △X與所選量程滿度值的百分數(shù)表示的。以公式表示：A％=(△X/滿度值)×100％…… 1 

(1)采用準確度不同的萬用表測量同一個電壓所產(chǎn)生的誤差 

例如：有一個10V標準電壓，用100V擋、0．5級和15V擋、2.5級的兩塊萬用表測量，問哪塊表測量誤差??？ 

解：由1式得：第一塊表測：最大絕對允許誤差 

△X1=±0.5％×100V=±0．50V。 

第二塊表測：最大絕對允許誤差 

△X2=±2．5％×l5V=±0.375V。 

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

(2)用一塊萬用表的不同量程測量同一個電壓所產(chǎn)生的誤差 

例如：MF－30型萬用表，其準確度為2．5級，選用100V擋和25V擋測量一個23V標準電壓，問哪一擋誤差??？ 

解：100V擋最大絕對允許誤差： 

X(100)=±2.5％×100V=±2.5V。 

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

用100V擋測量23V標準電壓，在萬用表上的示值在20．5V－25．5V之間。用25V擋測量23V標準電壓，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擋測量的誤差比25V擋測量的誤差大得多。因此，一塊萬用表測量不同電壓時，用不同量程測量所產(chǎn)生的誤差是不相同的。在滿足被測信號數(shù)值的情況下，應(yīng)盡量選用量程小的擋。這樣可以提高測量的精確度。 

(3)用一塊萬用表的同一個量程測量不同的兩個電壓所產(chǎn)生的誤差 

例如：MF－30型萬用表，其準確度為2.5級，用100V擋測量一個20V和80V的標準電壓，問哪一擋誤差?。?SPAN> 

解：最大相對誤差：△A％=最大絕對誤差△X/被測標準電壓調(diào)×100％，100V擋的最大絕對誤差△X（100）=±2.5％×100V=±2.5V。 

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

對于80V而言，其示值介于77.5V－82.5V之間。其最大相對誤差為： 

A（80）％=±(2.5V/80V)×100％=±3.1％。 

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

2．電阻擋的量程選擇與測量誤差 

電阻擋的每一個量程都可以測量0～∞的電阻值。歐姆表的標尺刻度是非線性、不均勻的倒刻度。是用標尺弧長的百分數(shù)來表示的。而且各量程的內(nèi)阻等于標尺弧長的中心刻度數(shù)乘倍率，稱作“中心電阻”。也就是說，被測電阻等于所選擋量程的中心電阻時，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。其準確度用下式表示： 
R％=(△R/中心電阻)×100％……2 

(1)用一塊萬用表測量同一個電阻時，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。準確度等級為2.5級。用它測一個500Ω的標準電阻，問用R×l0擋與R×100擋來測量，哪個誤差大？解：由2式得： 

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

R×l00擋最大絕對允許誤差△R（100）=中心電阻×R％2.5kΩ×（±2.5）％=±62.5Ω。用它測量500Ω標準電阻，則500Ω標準電阻的示值介于437.5Ω～562.5Ω之間。最大相對誤差為：±62.5÷500Ω×100％=±10.5％。 

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

    萬用表又稱三用表或復(fù)用表。萬用表是-種可以測量多種項目的便攜式儀表,在電子技術(shù)中主要用來測星電壓、電流與電阻。在電子元器件選用中,它可用來粗略檢測元器件的好壞或性能優(yōu)劣,屬于必備的測量儀表之一, 每-位電子技術(shù)工作者都應(yīng)當非常熟練地使用它。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。

    指針式萬用表測量電流電壓時應(yīng)注意哪些?

 

 

    測量電流、電壓時應(yīng)注意以下七點:

    a.測量電流時，萬用表串人電路，紅色表棒接被測對象正極，黑色表棒接被測對象負極.

    b.測量電壓時，萬用表并人電路，紅色表棒接被測對象高電位，黑色表棒接至低電位.

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

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

    e.在測試高電壓時，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端.

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

    g.測量完畢，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，但指針擺動的過程比較直觀，其擺動速度幅度有時也能比較客觀地反映了被測量的大小（比如測電視機數(shù)據(jù)總線（SDL）在傳送數(shù)據(jù)時的輕微抖動）；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數(shù)字表來說要大很多，用R×1Ω檔可以使揚聲器發(fā)出響亮的“噠”聲，用R×10kΩ檔甚至可以點亮發(fā)光二極管（LED）。

    3、在電壓檔，指針表內(nèi)阻相對數(shù)字表來說比較小，測量精度相比較差。某些高電壓微電流的場合甚至無法測準，因為其內(nèi)阻會對被測電路造成影響（比如在測電視機顯像管的加速級電壓時測量值會比實際值低很多）。數(shù)字表電壓檔的內(nèi)阻很大，至少在兆歐級，對被測電路影響很小。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的場合測出的數(shù)據(jù)可能是虛的。

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

標簽: 指針式萬用表
指針式萬用表 指針式萬用表測量電流電壓時的注意事項_指針式萬用表



    數(shù)字萬用表（DMM）是利用模/數(shù)轉(zhuǎn)換原理，將被測量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，并將測量結(jié)果以數(shù)字形式顯示出來的一種測量儀表。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)準確、抗干擾能力強，測量自動化程度高等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用。但若使用不當，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、機械損傷等。

    二、檢測各級工作電壓。

    檢測各點工作電壓，并與正常值比較，首先應(yīng)保證基準電壓的準確度，可以是使用一塊相同型號或相近似的數(shù)字萬用表進行測量、比較。

    三、波形分析。

    用電子示波器觀察電路各關(guān)鍵點的電壓波形、幅度、周期（頻率）等。例如，如測時鐘振蕩器是否起振，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、測量元件參數(shù)。

    對故障范圍內(nèi)的元件，進行在線測量或離線測量，應(yīng)分析參數(shù)值。對于電阻在線測量時，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隱時現(xiàn)，儀表時好時壞的故障。此類故障比較復(fù)雜，常見的原因包括焊點虛焊，松脫、接插件松動，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干擾信號等等。







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