万用表的使用与原理(A4定稿)(1)

此参数表示其性能的高低。常用的有 3 位、 4 位、 3 位等。显示位数中的整数位，表示能

显示出从 0～9 所有数字的位数有几个。如 3

位中的“3”，表示显示屏有 3 位能显示出从 0～

万用表的原理与使用

万用表又叫多用表、三用表，是一种多功能、多量程的测量仪表，一般可测量交直流电 压、交直流电流、电阻等，有的还可以测电容、温度与晶体管的一些参数（如二极管的管压 降、三极管 h FE ）及导线的通断等。万用表具有多种量程选择，操作简便，是进行电路测试、 检查分析必不可少的基本测量仪表。万用表可分为模拟式和数字式两大类。模拟万用表以指 针的形式指示测量结果，数字式万用表以数字的方式显示测量结果。

【实验目的】

⒈理解万用表的工作原理； ⒉学习万用表的使用方法； ⒊掌握简单异常现象的排除。 【实验仪器】

MF47F 型指针万用表，3 位半数字万用表，4 位半数字万用表，电阻，电容，二极管，电 阻箱。

【实验原理】

⒈指针式万用表的工作原理

其实，从结构上来说，指针式万用表就是一只由灵敏的磁电式直流电流计配合挡位转换 开关和测量电路改装而成的多功能、多量程电表。其中，多量程直流电流、直流电压和电阻 测量原理，如“电表的改装与校准”实验中所述。它的交流电压、交流电流测量功能，是通 过在直流测量电路的基础上，增加一个整流电路实现的。与单独的改装所不同的是，其测量 电路是在单独考虑的基础上，从减少元件、简化电路的角度出发，优化设计的一个综合电路， 图 1 为 MF47 型万用表电原理图和直流电流、交直流电压、欧姆挡的简化电原理图。

⒉数字万用表的基本原理

与指针式万用表不同，数字万用表的表头只能测量直流电压，其它的待测量，必须转换 成与其自身成一定比例关系的直流电压，才能被测量。电流、电压的测量电路，一般由无源 的分压、分流电阻网络组成。交流—直流转换以及电阻、电容等测量转换电路，多采用有源 器件构成的网络组成。为使被测量能被显示屏数字化显示，数字电压表头内设置有 A/D 转换 器（模数转换电路），它是电压表的核心。

数字万用表的显示屏通常用“X 位”（如三位半等）来表示能够显示出的完整数字位数。 1 1 2

2 2

3 1 2

9 所有数字；分数表示最高一位不能显示全部 0～9 这 10 个数字，只能显示出从 0 到分子这

几个数字。如

1

2

表示最高位只能显示出 0 和 1 这两个数字，而分数中的分母表示满量程时的

图1MF47型万用表电原理图与简化电原理图

最高的数字。3位（即三位半）能显示出的最大数字是1999，四位半能显示的最大数字是1

2

19999。显示位数越多，性能越好，分辨能力越高，输入阻抗越大，测量越精确。三位半数字万用表的测量准确度为±0.5%（相当于指针电表的0.5级），四位半则达到±0.03%。

【仪表介绍】

⒈MF47型指针万用表

MF47系列指针万用表有A、B、E、F等多个型号，功能不尽相同，但都具有直流电流、

交流电压、电阻等基本测量功能和蜂鸣（通断测量）及若干附加测量功能近30个。MF47F型正面外形与面板及其说明见图2、背面外形及其说明见图示3。

反光镜，消除读

交流电压数时的视差电阻挡刻度

10V挡刻度

交流电压刻度

直流电流刻度负载电压刻度

红色发光管指示点亮作为验电笔和红外接直流电压刻度电容挡刻度h FE挡刻度电感挡刻度

收的检测指示

电平挡刻度红外接收管

机械调零旋钮未测量时调整它使表针归零表头性能参数

电阻挡

欧姆调零旋钮

测量晶体管

h FE参数时的

管脚插孔h FE挡挡位

测量挡位指示

交直流电压

红表笔插孔

（除2500V电

压挡和直流

10A电流挡外）

的

黑表笔插孔

挡位转换开关红外检测挡位通路蜂鸣挡位2500V挡的红表笔插孔

直流10A挡红表笔插孔

图2MF47F型万用表正面外形及其说明图

打开盒盖能看电路。它一旦熔断，将无法测量

其它各挡测量电路的工作

电源

9V层叠式电池，

为R×10K

挡测量电路的工作电源

图3MF47F型万用表背面外形及其说明图

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UT58E 的面板上方，是一块大尺寸 4

位液晶

指针式万用表的基本使用方法如下：

⑴机械调零——不做任何测量时，表针应指在机械零位，否则，调此机械调零旋钮使其 指零。

⑵测试表笔插孔选择——黑表笔插入“－，COM”孔，红表笔根据测量需要选择“＋”或 “2500V”、“10A”其中之一，具体见正面外形及其说明图。

⑶挡位与量程选择——根据被测电量及其估测值大小选择接近但稍高的挡位，使用欧姆 挡则尽量使指针指在刻度中间附近。

⑷读数——根据挡位开关及量程，在相应的刻度线上读出指针所指刻度读数。读数时合 理使用反光镜，以减小视线偏差引起的误差。使用欧姆挡应将刻度读数与倍率相乘，才是相 应的测量结果。

⑸使用“Ω”挡测量前，要进行一次欧姆校零。每更换一次倍率挡位，也要进行一次欧 姆校零。

⒉UT58E 数字万用表

UT58E 数字万用表是一种四位半数字显示、手动切换量程的数字万用表。它有 28 个测量 挡位，可用于测量交直流电流、交直流电压、电阻、电容、频率、温度、三极管放大倍数 h FE 、 二极管正向导通压降及电路通断（蜂鸣）等，具 有测量数据保持（HOLD ）功能。采用特大屏幕显 示，全功能符号显示功能全面且强大：不但具有 （普遍具有的）机内电池电量不足的屏幕显示提 醒，而且还具有正在使用的挡位功能、单位与提 醒显示，以及输入端子选择提示显示等。性能优 越。 1 2

显示屏，如图 4 示，其下有电源开关按键“POWER” （按下为开，弹起为关）和数据保持按键“HOLD”。 按下“HOLD”，屏显“H”，为测量数据保持状态， 对于正在屏显的当前测量数据实施保持，不能再 用于测量。弹起后方可再次测量，并显示相应测 量结果。面板的中间是对应 28 个测量挡位的手动 量程、测量功能转换开关。面板的下部是分别标 有“COM”和 “A”、 “VΩHz℃” 及“mA”的四 个测量、测试输入插孔。其中， “COM”插孔是 公共输入端插孔，可以认为就是黑表棒插孔（当 然也可以插红表笔，只是测量结果有极性时，屏 幕上会显示“－”号）；“A”、“mA”及“VΩ ℃”

三个测量输入插孔，可以认为是相应测量的红表 笔插孔（测温度时需插入多用转接输入插座，而 非红表笔；测量电容、h FE 时通过多用转接输入插

图 4 UT58E 数字万用表