一種測(cè)量基本電氣特性的設(shè)備——數(shù)字萬用表

什么是數(shù)字萬用表？

數(shù)字萬用表是一般測(cè)量直流電壓、交流電壓、直流電流、電阻等基本電氣特性的設(shè)備。傳統(tǒng)的電壓表、電流表和歐姆表具有模擬顯示，表針指示測(cè)量值，而數(shù)字萬用表具有多種測(cè)量功能并顯示 3 至 8 位數(shù)值。還提供具有電容、交流頻率和溫度等擴(kuò)展測(cè)量功能的型號(hào)。

體積小、重量輕、適合建筑工地使用的緊湊型型號(hào)也稱為數(shù)字測(cè)試儀。顯示位數(shù)約為4位，測(cè)量精度一般直流電壓為0.05～0.1%，交流電壓為0.5～1%。盡管它對(duì)于實(shí)驗(yàn)室中的精確測(cè)量來說不夠準(zhǔn)確，但它很容易用于戶外應(yīng)用?？紤]到這種用途，也有一些在售型號(hào)具有堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)，可以承受跌落。

如何使用數(shù)字萬用表

數(shù)字萬用表用于多種場(chǎng)合，包括實(shí)驗(yàn)室測(cè)量、工廠生產(chǎn)線上產(chǎn)品的電氣調(diào)整以及電氣設(shè)備施工和維護(hù)檢查。

它通常內(nèi)置于電力接收設(shè)備或電力控制面板中。在這種情況下，除了電流、電壓、電阻等基本參數(shù)外，一些設(shè)備還內(nèi)置了測(cè)量電容、頻率、溫度等的功能。

除了用于上述特殊用途外，廉價(jià)的也可用于一般家庭電子工作。

數(shù)字萬用表原理

數(shù)字萬用表的核心由高精度/高分辨率A/D轉(zhuǎn)換器和根據(jù)其數(shù)字輸出計(jì)算測(cè)量值的處理器組成。

1、直流電壓測(cè)量

兩個(gè)探頭之間的電壓通過放大（對(duì)于小電壓）或衰減（對(duì)于高電壓）的放大器或衰減器轉(zhuǎn)換為動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)的電壓，并將其作為A/D轉(zhuǎn)換器的輸入電壓。 A/D轉(zhuǎn)換器輸出與輸入電壓相對(duì)應(yīng)的數(shù)字值，處理器根據(jù)該數(shù)字值以及放大器增益和衰減率計(jì)算探頭之間的電壓，并將直流電壓值顯示在顯示器上。

2、交流電壓測(cè)量

交流電壓通過整流電路轉(zhuǎn)換為直流電壓后，輸入到A/D轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過與直流電壓相同的處理后，在顯示屏上顯示交流電壓值。

3、電阻測(cè)量

通過數(shù)字萬用表內(nèi)置恒流電源的兩個(gè)探頭向被測(cè)電阻器施加恒定電流。此時(shí)，將探頭兩端出現(xiàn)的直流電壓輸入A/D轉(zhuǎn)換器，即可測(cè)量被測(cè)電阻兩端的電壓。處理器根據(jù)該電壓值和恒流電源的電流值計(jì)算出待測(cè)電阻的電阻值。

4. 電流測(cè)量

為了測(cè)量直流電流，將數(shù)字萬用表中流過電阻的電流產(chǎn)生的電阻兩端的電壓輸入到A/D轉(zhuǎn)換器。處理器根據(jù)該A/D轉(zhuǎn)換器的輸出值計(jì)算當(dāng)前值，并將當(dāng)前值顯示在顯示器上。在交流電情況下，微電阻兩端的交流電壓通過整流電路轉(zhuǎn)換為直流電壓，然后輸入到A/D轉(zhuǎn)換器。

5.A/D轉(zhuǎn)換器

數(shù)字萬用表的A/D轉(zhuǎn)換器要求高精度（高分辨率），例如7位顯示需要24位或更高，所以一般采用雙積分型。因此，轉(zhuǎn)換所需的時(shí)間比較長(zhǎng)，最好每秒測(cè)量幾次。然而，也可以通過減少顯示位數(shù)和縮短A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時(shí)間來縮短測(cè)量時(shí)間。

如何使用數(shù)字萬用表

數(shù)字萬用表的使用方法如下。

1. 電壓/電流測(cè)量

使用數(shù)字萬用表，將被測(cè)系統(tǒng)連接在兩個(gè)輸入端子 Hi 和 Lo 之間。測(cè)量直流電壓時(shí)，如果將 Hi 端子連接到高壓側(cè)，將 Lo 端子連接到恒壓側(cè)，則 Hi 端子側(cè)的電壓將根據(jù) Lo 端子側(cè)的電位顯示。測(cè)量直流電流時(shí)，如果被測(cè)電流從 Hi 端子流出，從 Lo 端子流出，則電流值顯示為正，反之則顯示為負(fù)。測(cè)量交流電壓、電流或電阻時(shí)無需考慮極性。

2. 設(shè)置測(cè)量范圍

如果電壓和電流在最大輸入額定值內(nèi)，自動(dòng)量程功能會(huì)自動(dòng)切換到最佳量程，因此一般使用時(shí)無需搜索最佳量程，但對(duì)于測(cè)量（例如在進(jìn)行調(diào)整時(shí)）非常有用如果您需要節(jié)省時(shí)間，請(qǐng)根據(jù)預(yù)期測(cè)量值手動(dòng)設(shè)置范圍。

3. 對(duì)被測(cè)電路的影響

連接數(shù)字萬用表可能會(huì)影響被測(cè)系統(tǒng)并導(dǎo)致測(cè)量值波動(dòng)。例如，如果將數(shù)字萬用表連接到阻抗高的電路，如在黑暗環(huán)境下測(cè)量光傳感器的輸出電壓時(shí)，其內(nèi)部阻抗會(huì)給測(cè)量系統(tǒng)帶來負(fù)載，導(dǎo)致測(cè)量值低于原來的值。輸出電壓可以。

同樣，當(dāng)測(cè)量低阻抗電路中的電流時(shí)，數(shù)字萬用表中的微小電壓檢測(cè)電阻可能會(huì)在被測(cè)電路中引入不可忽略的誤差。因此，在決定是否使用數(shù)字萬用表之前，請(qǐng)考慮數(shù)字萬用表對(duì)被測(cè)電路的影響。

4.低電阻測(cè)量

有數(shù)字萬用表可以在測(cè)量電阻時(shí)進(jìn)行四端子測(cè)量。特別是在測(cè)量低電阻值時(shí)，當(dāng)探頭與被測(cè)電阻之間的接觸電阻產(chǎn)生誤差時(shí)，四端子測(cè)量是一種極其有效的方法。所謂四端子，是由一對(duì)端子的恒流電源和一對(duì)端子的電壓表組成。恒流電源連接在被測(cè)電阻的兩端，流過被測(cè)電阻。恒定電流。

電壓表通過將探頭放置在電阻器側(cè)點(diǎn)的恒流端子內(nèi)來測(cè)量電阻器兩端的電壓。根據(jù)該測(cè)量電壓和恒定電流值計(jì)算電阻值。由于恒流端子的接觸電阻不影響電壓測(cè)量值，且電壓表探頭的接觸電阻與電壓表10MΩ的內(nèi)阻相比處于可忽略不計(jì)的水平，因此可以準(zhǔn)確測(cè)量低電阻。