第3章 常用电工电子测量仪器、仪表

1第3章常用电工电子测量仪器、仪表3.1万用表两大类：模拟式和数字式3.1.1万用表的工作原理3.1.1.1模拟式万用表的工作原理11223456789101112S1S2R13R12R11R1R2R3R4R5R6R7R8R9R10RbED1D2I0R0+–红表笔黑表笔11223456789101112S1S2R13R12R11R1R2R3R4R5R6R7R8R9R10RbED1D2I0R0+–红表笔黑表笔主要部件：高灵敏度的磁电系测量机构（俗称“表头”），表头一般最大量程都在几百A以下。S1：转换开关，有12个分接头，滑动触头与不同的分接头连接，用来选择不同的测量类型和量程。S2：单刀双掷开关，测电阻时与2接通，其他测量拨到1。2第3章常用电工电子测量仪器、仪表3.1万用表两大类：模拟式和数字式3.1.1万用表的工作原理3.1.1.1模拟式万用表的工作原理1.测量直流电流S1拨在4、5、6位置。被测电流从“+”流入，从“–”流出，R1、R2、R3和R4组成分流器，S1拨在不同位置，电流的量程就不同。1456S1S2I0R0+–R1R2R3R41456S1S2I0R0+–R1R2R3R43第3章常用电工电子测量仪器、仪表3.1万用表两大类：模拟式和数字式3.1.1万用表的工作原理3.1.1.1模拟式万用表的工作原理2.测量直流电压S1拨在10、11、12位置。R=R1+R2+R3+R4。被测电压加在“+”、“–”两端，R5、R6、R7组成倍压器，S1拨在不同位置，电压的量程就不同。1011112S1S2RR5R6R7I0+–R01011112S1S2RR5R6R7I0+–R04第3章常用电工电子测量仪器、仪表3.1万用表两大类：模拟式和数字式3.1.1万用表的工作原理3.1.1.1模拟式万用表的工作原理3.测量交流电压S1拨在1、2、3位置。R=R1+R2+R3+R4。被测电压加在“+”、“–”两端，正半周时电流流过表头，构成半波整流电路。因表头是磁电系测量机构，只能测直流。R11、R12、R13起到改变量程的作用。I=2.22I0电流有效值平均电流1123S1S2R13R12R11D1D2R0+–RI01123S1S2R13R12R11D1D2R0+–RI05第3章常用电工电子测量仪器、仪表3.1万用表两大类：模拟式和数字式3.1.1万用表的工作原理3.1.1.1模拟式万用表的工作原理4.测量电阻S1拨在7、8、9位置。S2投向2侧。Rx是被测电阻。以S1拨在7为例，此时流过表头的电流为与被测电阻Rx有关，所以可以测出Rx。但注意I与Rx并非成正比，故欧姆挡标度尺的刻度不均匀；I还与电池E的值有关，所以当电池用久了E下降会造成I减小从而形成误差。2789S1S2R1R2R3R4R8R9R10RbER0+–I0Rx2789S1S2R1R2R3R4R8R9R10RbER0+–I0Rxxb10aRRRREI6第3章常用电工电子测量仪器、仪表3.1万用表两大类：模拟式和数字式3.1.1万用表的工作原理3.1.1.2数字式万用表的工作原理AC–DCA–VΩ–V转换器LCD显示器A/D转换器输入RC滤波器模拟量输入直流数字电压表(DVM)AC–DCA–VΩ–V转换器LCD显示器A/D转换器输入RC滤波器模拟量输入直流数字电压表(DVM)直流数字万用表（DVM）是核心因DVM的输入是直流电压，所以测量交流、电流、电阻时需要先通过AC–DC、A–V、Ω–V转换器把它们转换成直流电压。注意：不管是模拟式万用表还是数字式万用表，若测量非正弦波，可能偏差较大。另外万用表的频率范围也较窄。7ES2BCDS3S1AF第3章常用电工电子测量仪器、仪表3.1万用表两大类：模拟式和数字式3.1.2万用表的使用方法3.1.2.1MF-47型指针式万用表的面板结构和使用方法1．面板结构（1）S1为测量项目和量程选择开关（2）S2为机械零点校正器（3）S3为欧姆挡零点调整电位器（4）A、B、C、D为测试表笔插口，D为一公共插口，测量时插入黑色表笔。（5）F为万用表的表盘。表盘上印有符号、刻度线和数值。8第3章常用电工电子测量仪器、仪表3.1万用表两大类：模拟式和数字式3.1.2万用表的使用方法3.1.2.1MF-47型指针式万用表的面板结构和使用方法2．使用方法使用前首先检查指针是否指在机械零位上，如不指在零位时，可旋转S2调零螺丝使指针指在零位上。然后将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插座中，待用。（1）测量直流电流将量程及项目选择开关S1拨至直流电流挡（“mA”），根据电路中电流的大小选择相应的量程。如不知电流大小，应选用最大量程。测量电流时，万用表应串联在被测电路中。断开电路相应部分，将万用表表笔接在断点的两端；红表笔应接在和电源正极相连的断点，黑表笔接在和电源负极相连的断点。最后从表盘刻度线上读出被测量的数值。9第3章常用电工电子测量仪器、仪表3.1万用表两大类：模拟式和数字式3.1.2万用表的使用方法3.1.2.1MF-47型指针式万用表的面板结构和使用方法2．使用方法使用前首先检查指针是否指在机械零位上，如不指在零位时，可旋转S2调零螺丝使指针指在零位上。然后将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插座中，待用。（2）测量直流电压或交流电压将量程及项目开关S1旋至万用表直流电压挡（“V”）或交流电压挡（“”），根据被测电压的大小选择量程，若不清楚电压大小，应先用最高电压挡测量，逐渐换用低电压挡。测电压时，万用表应与被测电路并联。若测直流电压，红笔应接被测电路和电源正极相接处，黑笔应接被测电路和电源负极相接处。最后从表盘刻度线上读出被测量的数值。V~V~10第3章常用电工电子测量仪器、仪表3.1万用表两大类：模拟式和数字式3.1.2万用表的使用方法3.1.2.1MF-47型指针式万用表的面板结构和使用方法2．使用方法使用前首先检查指针是否指在机械零位上，如不指在零位时，可旋转S2调零螺丝使指针指在零位上。然后将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插座中，待用。（3）电阻的测量先切断电源，如电路中有电容应先放电。将S1旋至万用表电阻挡（“Ω”），根据电阻大小选择适当量程。将两表笔短接，S3所指的零欧姆调整电位器，使表头指针指在欧姆零点上，若指针无法调到零点，说明表内电池电压不足，应更换电池。然后分开表笔，用两表笔分别接触被测电阻两引脚进行测量。正确读出指针所指的数值，再乘以倍率（如×100挡应乘100，×1k挡应乘1000）就是被测电阻的阻值。每次换挡后，应再次调整欧姆挡零位调整旋钮，然后再测量。注意：不要用手指捏在电阻两端；测量时应注意选好量程，一般应使指针指在刻度线中心位置附近，此时测量精度较高。11第3章常用电工电子测量仪器、仪表3.1万用表两大类：模拟式和数字式3.1.2万用表的使用方法3.1.2.1MF-47型指针式万用表的面板结构和使用方法2．使用方法使用前首先检查指针是否指在机械零位上，如不指在零位时，可旋转S2调零螺丝使指针指在零位上。然后将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插座中，待用。（4）电容的测量将S1旋至万用表电阻挡（“Ω”），根据电容容量选择适当的量程，容量大的电容选择倍率低的量程挡，容量小的电容选择倍率高的量程挡。由于万用表的欧姆挡内部具有电源和电阻，被测电容与欧姆挡电路一起构成了一个一阶RC网络。1）测电容容量大小2）测电容是否漏电12第3章常用电工电子测量仪器、仪表3.1万用表两大类：模拟式和数字式3.1.2万用表的使用方法3.1.2.1MF-47型指针式万用表的面板结构和使用方法2．使用方法使用前首先检查指针是否指在机械零位上，如不指在零位时，可旋转S2调零螺丝使指针指在零位上。然后将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插座中，待用。（5）用万用表判断二极管的极性将量程及项目开关S1旋至万用表电阻挡（“Ω”）。一只理想的二极管元件，认为它的正向导通电阻为零，反向截止电阻为无穷大，但实际上正反向电阻都应具有一定的数值。一般锗管的正向电阻比较小，在几百欧姆以下，硅管的正向电阻较大，在1k～几k左右。如果不知道二极管的正负极，可以用欧姆挡来确定。在二极管的两端分别接上万用表的红、黑表笔比较所测的阻值。确定较小阻值时的接法，这时黑表笔所接端为二极管的正极，红表笔所接为二极管的负极。13第3章常用电工电子测量仪器、仪表3.1万用表两大类：模拟式和数字式3.1.2万用表的使用方法3.1.2.1MF-47型指针式万用表的面板结构和使用方法2．使用方法使用前首先检查指针是否指在机械零位上，如不指在零位时，可旋转S2调零螺丝使指针指在零位上。然后将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插座中，待用。（6）用万用表判断三极管的极性将量程及项目开关S1旋至万用表电阻挡（“Ω”）。首先判断基极，无论是PNP型还是NPN型管，内部都包括两个PN结，即集电结和发射结，而PN结是单向导电的。测试时可假定某一管脚为基极，将黑色表笔接假定的“基极”红表笔分别接另两极，如果测得均为低阻值，则黑表笔接触的就是基极b，且为NPN型（如果上述方法测得的均为高阻值则为PNP型），如果测量时两次的阻值相差很大，可另选一个管脚假定为基极，直到符合上述条件为止。14第3章常用电工电子测量仪器、仪表3.1万用表两大类：模拟式和数字式3.1.2万用表的使用方法3.1.2.1MF-47型指针式万用表的面板结构和使用方法2．使用方法使用前首先检查指针是否指在机械零位上，如不指在零位时，可旋转S2调零螺丝使指针指在零位上。然后将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插座中，待用。（6）用万用表判断三极管的极性测出三极管的b极后，一般有两种方法断定是集电极c和发射极。法1：对于有测三极管hFE插孔的指针表，将三极管随意插到插孔中去（当然b极是可以插准确的），测一下hFE值，然后再将管子倒过来再测一遍，测得hFE值比较大的一次，各管脚插入的位置是正确的。法2：将表置于×10K“Ω”挡，对NPN管在确定了基极后，剩下的两个管脚中，先假定一个为集电极c，另一个为发射极e，将两只表笔搭接在c、e端，并记下此时欧姆表偏转的位置，然后反过来，即c，e脚对换（电阻挡位不变），记下表针偏转的位置，两次测量中电阻小的那次黑表笔所接的即是管子的c脚，则另一端为e脚。上述方法对PNP管，红表笔所接的即是管子的c脚，则另一端为e脚。15第3章常用电工电子测量仪器、仪表3.1万用表两大类：模拟式和数字式3.1.2万用表的使用方法3.1.2.1MF-47型指针式万用表的面板结构和使用方法3.注意事项（1）在使用指针式万用表之前，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。16第3章常用电工电子测量仪器、仪表3.1万用表两大类：模拟式和数字式3.1.2万用表的使用方法3.1.2.2VC9800系列41/2位数字万用表的面板结构和使用方法1.面板结构“1”——液晶显示器，显示测量数值；“2-1”——电源开关；“2-2”——保持开关，选择是否保持测量值的显示；“2-3”——背光开关，启动及关闭背光源；“3”——hFE测试插座，测量晶体三极管的hFE；“4”——测量项目和量程选择开关，用于改变测量功能及量程；“5”——电容测试插座；“6”——电压、电阻及频率（V/Ω/Hz）测试插孔；“7”——公共地（COM）；“8”——小于200mA电流测试插孔；“9”——20A电流测试插孔；17第3章常用电工电子测量仪器、仪表