數(shù)字萬用表的特殊使用技巧
2013-02-23
一、數(shù)字萬用表的結構
數(shù)字萬用表是由數(shù)字電壓表配上相應的功能轉(zhuǎn)換電路構成的，它可對交、直流電壓交、直流電流、電阻、電容以及頻率等多種參數(shù)進行直接測量。數(shù)字電壓表通常使用一塊集成電路芯片,它將A/D 轉(zhuǎn)換器與能夠直接驅(qū)動顯示器的顯示邏輯控制器集成在一起，在其周圍配上相關的電阻器、電容器和顯示器,組成數(shù)字萬用表表頭。它只測量直流電壓，其它參數(shù)必須轉(zhuǎn)換成和其自身大小成一定比例關系的直流電壓后才能被測量。數(shù)字萬用表的整體性能主要由這一數(shù)字表頭的性能決定。數(shù)字電壓表是數(shù)字萬用表的核心，A/D 轉(zhuǎn)換器是數(shù)字電壓表的核心，不同的A/D轉(zhuǎn)換器構成不同原理的數(shù)字萬用表。功能轉(zhuǎn)換電路是數(shù)字萬用表實現(xiàn)多參數(shù)測量的必備電路。電壓、電流的測量電路一般由無源的分壓、分流電阻網(wǎng)絡組成；交、直流轉(zhuǎn)換電路與電阻、電容等電參數(shù)測量的轉(zhuǎn)換電路，一般采用有源器件組成的網(wǎng)絡來實現(xiàn)。功能選擇可通過機械式開關的切換來實現(xiàn)，量程選擇可通過轉(zhuǎn)換開關切換，也可以通過自動量程切換電路來實現(xiàn)。
二、用二極管檔和200MΩ檔判別三極管
1．將萬用表開關置于二極管檔，因數(shù)字萬用表的二極管檔有2.7V左右的電壓輸出，利用PN結的單向?qū)щ娦裕袛郻極及判斷NPN、PNP型三極管。
（1）假設三極管的某一極為b極，將紅表筆接在假設的b極上，將黑表筆分別接另外兩個極測其電阻，如果兩次測得電阻均為低阻且大致相等，此時再對換表筆測其電阻是否均為高阻且相等，則紅筆接的就是要找的b極，并判斷是NPN型管。
?。?）如果紅表筆接假設的b極，照上述方法測量，結果均為高阻值且相等，對換表筆測其電阻均為低阻且相等，則黑表筆所接為b極，并且為PNP管。
（3）如果上述方法測得結果一個為低阻值，一個為高阻值，則原假設的b極是錯的，必須假設另一腳為b極，直到滿足要求。當三次測得的結果沒有相等的阻值，則三極管是壞管。
2．將萬用表開關置于電阻200MΩ檔，對于NPN型管，先假設其一極為c極，把紅表筆接在假設的c極上，黑表筆接e極，或用手捏住b極和c極，但不能相碰。這樣是為了在bc間接入偏置電阻給三極管的基極加上一正向電流，使三極管導通。記下此時的阻值，然后將紅、黑表筆對換重測，也記下其阻值，比較兩次阻值的大小，哪次阻值小，說明哪次假設是正確的，則該次紅表筆所接是c極。反之，對于PNP型管，黑表筆所接是c極。
注意：數(shù)字萬用表與機械萬用表的紅、黑表筆相反。
數(shù)字萬用表蜂鳴器的改裝圖
1．測量交流通路。交流通路中直流是無法通過的，因此, 使用萬用表較難直接測量和判斷交流通路是否損壞，而使用改動后的萬用表測量則簡單多了，只須將A、B表筆接在交流通路的始端和末端，如果蜂鳴器鳴響則表示交流通暢，反之則說明電路中有斷路。使用以上方法測量都須將萬用表的“ +”、“—”插孔短接，使用A、B 插孔測量。如需測量直流通路, 可將短路線插在A、B 插孔處，按照一般的萬用表測量方法測量即可。
2．作為信號發(fā)生器使用，可以用于檢測多級放大電路故障。方法為：（1）將待測電路接通電源，使其處于工作狀態(tài)；（2）將A、B 表筆任一根接地，另一根接在放大電路最后一級放大的輸入端；（3）用示波器測量或揚聲器看末級是否有1kHz的輸出信號，如果有被放大的信號輸出，則說明故障在上一級放大電路中，否則可判定故障就在本級。
七、用數(shù)字萬用表作測溫儀
許多萬用表都沒有測溫檔，而每次實驗課都需要記錄溫度，在PCB制板時需要對溫度進行控制，而用水銀溫度計又容易損壞。筆者通過外接簡單的測溫電路就可以測量溫度。測量電路包含溫度—電壓變換電路，高精度基準電壓源。其中溫度電壓變換電路由集成溫度傳感器,集成運算放大器,電阻等組成。高精度基準電壓源由集成穩(wěn)壓器，電容和電阻器等組成。作用是補償273.2K與0℃差異，實現(xiàn)量綱轉(zhuǎn)換。通過調(diào)試使測量電路的電壓靈敏度為1mv/℃。然后，將數(shù)字萬用表轉(zhuǎn)換開關置于電壓200mV檔，用數(shù)字萬用表直接顯示所測量的溫度值即可。
八、結語
近年來，研究高深技術及軟件開發(fā)的人越來越多，與此相反，能鉆研設備使用技巧的人卻比以前減少了。俗語說:熟能生巧，筆者將對數(shù)字萬用表生產(chǎn)與實踐制作經(jīng)驗及體會介紹給工作在生產(chǎn)一線的各位讀者及實驗室教師，希望與大家共同學習，相互交流，以便掌握更多儀器設備的使用技巧，達到事半功倍的效果。
數(shù)字萬用表是由數(shù)字電壓表配上相應的功能轉(zhuǎn)換電路構成的，它可對交、直流電壓交、直流電流、電阻、電容以及頻率等多種參數(shù)進行直接測量。數(shù)字電壓表通常使用一塊集成電路芯片,它將A/D 轉(zhuǎn)換器與能夠直接驅(qū)動顯示器的顯示邏輯控制器集成在一起，在其周圍配上相關的電阻器、電容器和顯示器,組成數(shù)字萬用表表頭。它只測量直流電壓，其它參數(shù)必須轉(zhuǎn)換成和其自身大小成一定比例關系的直流電壓后才能被測量。數(shù)字萬用表的整體性能主要由這一數(shù)字表頭的性能決定。數(shù)字電壓表是數(shù)字萬用表的核心，A/D 轉(zhuǎn)換器是數(shù)字電壓表的核心，不同的A/D轉(zhuǎn)換器構成不同原理的數(shù)字萬用表。功能轉(zhuǎn)換電路是數(shù)字萬用表實現(xiàn)多參數(shù)測量的必備電路。電壓、電流的測量電路一般由無源的分壓、分流電阻網(wǎng)絡組成；交、直流轉(zhuǎn)換電路與電阻、電容等電參數(shù)測量的轉(zhuǎn)換電路，一般采用有源器件組成的網(wǎng)絡來實現(xiàn)。功能選擇可通過機械式開關的切換來實現(xiàn)，量程選擇可通過轉(zhuǎn)換開關切換，也可以通過自動量程切換電路來實現(xiàn)。
二、用二極管檔和200MΩ檔判別三極管
1．將萬用表開關置于二極管檔，因數(shù)字萬用表的二極管檔有2.7V左右的電壓輸出，利用PN結的單向?qū)щ娦裕袛郻極及判斷NPN、PNP型三極管。
（1）假設三極管的某一極為b極，將紅表筆接在假設的b極上，將黑表筆分別接另外兩個極測其電阻，如果兩次測得電阻均為低阻且大致相等，此時再對換表筆測其電阻是否均為高阻且相等，則紅筆接的就是要找的b極，并判斷是NPN型管。
?。?）如果紅表筆接假設的b極，照上述方法測量，結果均為高阻值且相等，對換表筆測其電阻均為低阻且相等，則黑表筆所接為b極，并且為PNP管。
（3）如果上述方法測得結果一個為低阻值，一個為高阻值，則原假設的b極是錯的，必須假設另一腳為b極，直到滿足要求。當三次測得的結果沒有相等的阻值，則三極管是壞管。
2．將萬用表開關置于電阻200MΩ檔，對于NPN型管，先假設其一極為c極，把紅表筆接在假設的c極上，黑表筆接e極，或用手捏住b極和c極，但不能相碰。這樣是為了在bc間接入偏置電阻給三極管的基極加上一正向電流，使三極管導通。記下此時的阻值，然后將紅、黑表筆對換重測，也記下其阻值，比較兩次阻值的大小，哪次阻值小，說明哪次假設是正確的，則該次紅表筆所接是c極。反之，對于PNP型管，黑表筆所接是c極。
注意：數(shù)字萬用表與機械萬用表的紅、黑表筆相反。
數(shù)字萬用表蜂鳴器的改裝圖
1．測量交流通路。交流通路中直流是無法通過的，因此, 使用萬用表較難直接測量和判斷交流通路是否損壞，而使用改動后的萬用表測量則簡單多了，只須將A、B表筆接在交流通路的始端和末端，如果蜂鳴器鳴響則表示交流通暢，反之則說明電路中有斷路。使用以上方法測量都須將萬用表的“ +”、“—”插孔短接，使用A、B 插孔測量。如需測量直流通路, 可將短路線插在A、B 插孔處，按照一般的萬用表測量方法測量即可。
2．作為信號發(fā)生器使用，可以用于檢測多級放大電路故障。方法為：（1）將待測電路接通電源，使其處于工作狀態(tài)；（2）將A、B 表筆任一根接地，另一根接在放大電路最后一級放大的輸入端；（3）用示波器測量或揚聲器看末級是否有1kHz的輸出信號，如果有被放大的信號輸出，則說明故障在上一級放大電路中，否則可判定故障就在本級。
七、用數(shù)字萬用表作測溫儀
許多萬用表都沒有測溫檔，而每次實驗課都需要記錄溫度，在PCB制板時需要對溫度進行控制，而用水銀溫度計又容易損壞。筆者通過外接簡單的測溫電路就可以測量溫度。測量電路包含溫度—電壓變換電路，高精度基準電壓源。其中溫度電壓變換電路由集成溫度傳感器,集成運算放大器,電阻等組成。高精度基準電壓源由集成穩(wěn)壓器，電容和電阻器等組成。作用是補償273.2K與0℃差異，實現(xiàn)量綱轉(zhuǎn)換。通過調(diào)試使測量電路的電壓靈敏度為1mv/℃。然后，將數(shù)字萬用表轉(zhuǎn)換開關置于電壓200mV檔，用數(shù)字萬用表直接顯示所測量的溫度值即可。
八、結語
近年來，研究高深技術及軟件開發(fā)的人越來越多，與此相反，能鉆研設備使用技巧的人卻比以前減少了。俗語說:熟能生巧，筆者將對數(shù)字萬用表生產(chǎn)與實踐制作經(jīng)驗及體會介紹給工作在生產(chǎn)一線的各位讀者及實驗室教師，希望與大家共同學習，相互交流，以便掌握更多儀器設備的使用技巧，達到事半功倍的效果。
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