数字万用表测量电压原理及使用方法

       数字万用表在电器测量中是很常见的一种仪器，它主要是以数字电路为基础进行检测和分析信号，然后再通过转换器提供LED显示出来，但是仍然有多人对数字万用表的测量电压原理和使用方法不是很了解，接下来小编就为大家介绍一下数字万用表测量电压原理及使用方法。

　　数字万用表测量电压原理

　　数字万用表通过测量选择开关的装换，即可构成电压表、电流表、欧姆表、电容笔等基本形态，分别用来测量直流电压、直流电流、交流电压、交流电流、电阻、电容等。

　　1.直流电压表

　　测量直流电压时，通过测量选择开关的装换，电路构成直流电压表，如图1所示。3个阻值分别为1R、9R、90R的电阻构成分压器，被测电压U加在分压器的A、B两端间，A端为正，B端为负。数字表头（200mV数字电压表）仅测量取样电阻上的电压，取样电阻可以是分压器的一部分，也可以是分压器的全部。，改变取样比，即可改变量程。

图1

　　图1中，当数字表头输入端IN接入①端时，整个分压器都是取样电阻，取样电压UIN=U；当数字表头输入端IN接入②端时，取样电阻为1R+9R，取样电压UIN=U/10，量程扩大为10倍；当数字表头输入端IN接入③端时，取样电阻为1R，取样电压UIR=U/100，量程扩大为100倍。由于取样电压的变化倍率为10的整数倍，因此只需相应移动LCD显示屏中显示数字的小数点位置，即可直观地显示出被测电压的实际数值。取样比的改变和小数点位置的移动，由测量选择开关根据不同量程同步控制。

　　2.直流电流表

　　测量直流电流时，通过测量选择开关的转换，电路构成直流电流表，如图2所示。取样电阻R构成电流/电压转换器，被测电流I由A端进、B端出，在取样电阻R上必然产生电压降UR，UR=IR，数字表头（200mv数字电压表）测量取样电阻上的电压降，便可间接测的电流值。改变取样电阻的大小，即可改变量程。

图2

　　如图3所示，取样电阻由阻值分别为1R、9R、90R的电阻构成，当被测电流输入端A和数字表头输入端IN接入①端时，取样电阻R1=90R+9R+1R=100R,当被测电流输入端A和数字表头输入端IN接入②端时，取样电阻R2=9R+1R=10R,缩小为R1的1/10，要获得相同的电压降，电流必须增大10倍，即量程扩大10倍。当被测电流输入端A和数字表头输入端IN接入③端时，取样电阻R3=1R,缩小为R1的1/100，量程扩大100倍。由于取样电阻的变化率为10的整数倍，因此只需相应移动LCD显示屏中显示数字的小数点位置，即可直观地显示出被测电流的实际数值。取样电阻的改变和小数点位置的移动，由测量选择开关根据不同量程同步控制。

图3

　　3.交流电压表

　　测量交流电压时，通过测量选择开关的装换，电路构成交流电压表，如图4所示。交流电压挡与直流电压挡共用一个分压器，所不同的是测量交流电压时，在数字表头输入端IN与分压器之间增加了一个交流/直流转换器，将取样电阻上的交流电压装换为直流电压送入数字表头显示。交流/直流转换器同时能够将交流电压电压的峰峰值校正为有效值，因此LCD显示屏显示的读数为被测交流电压的有效值。

图4

　　4.交流电流表

　　测量交流电流时，通过测量选择开关的装换，电路构成交流电流表，如图5所示。与图3相比，交流电流表只是直流电流表电路

图5

　　基础上增加了一个交流/直流转换器，将被测交流电流I在取样电阻上的交流电压降装换为直流电压降再送入数字表头显示。同样因为交流/直流转换器的校正作用，LCD显示屏显示的读数为被测交流电流的有效值。

　　5.欧姆表

　　测量电阻时，通过测量选择开关的装换，电路构成欧姆表，如图6所示。标准电阻R0和被测电阻RX构成电阻/电压转换器，在两电阻上加一标准电压U，则R0和Rx上分别按比例产生一定的电压降。由于标准电阻R0的阻值已知，因此通过测量RX上的电压降UX即可间接测得被测电阻RX的阻值。根据数字表头中集成电路IC 7106的特性，当RX=R0时显示读数为1000，合理设计R0的取值，便可使LCD显示屏直接显示被测电阻的阻值。改变标准电阻R0的阻值，即可改变量程。

图6

　　如图7所示，标准电阻R0包括阻值1R、9R、90R的3个电阻，当标准电压U接入③端时，R0=1R.当标准电压U接入②端时，R0=1R+9R=10R,量程扩大10倍。当标准电压U接入①端时，R0=1R+9R+90R=100R,量程扩大100倍。由于标准电阻的变化倍率为10的整数吧，因此只需相应移动LCD显示屏中显示数字的小数点位置，即可直观地显示出被测电阻的阻值。标准电阻的改变和小数点位置的移动，由测量选择开关根据不同量程同步控制。

图7

　　测量电容时，通过测量选择开关的装换，电路构成电容表，如图8所示。电容/电压转换器将被测电容CX转换为相应的交流电压，再由交流/直流转换器将交流电压转换为直流电压送入数字表头显示。电容/电压转换器电路原理如图9所示，测量信号源位400Hz正弦波信号，通过被测电容CX耦合至集成电路（IC）放大器进行放大，Uo为放大后的输出信号。IC的放大倍数A取决于反馈电阻Rf与被测电容CX的容抗之比即：

图8

　　CX的容量越大，IC的放大倍数越大。由于400HZ正弦波信号源的频率和振幅均为恒定，因此输出信号U0的大小即反应了被测电容Cx的容量大小。

图9

　　数字万用表的使用方法

　　1,基本使用方法

       数字万用表是有源仪表，必须接上电源才能工作，因此使用数字万用表时应首先装上电池。大多数数字万用表使用层叠电池，以DT890B型数字万用表为例，如图1所示，打开数字方用表后盖，装入一枚9V层叠电池，_再将后盖盖好，然后将表笔插入数字万用表的插孔中。一般习愦上将红表笔按不同测量需要分别插入“VΩ”或“mA”或“A”插孔，作为正表笔，将黑表笔插入“COM”插孔，作为负表笔。按下控制面板上的电源幵关（POWER)，LCD显示屏应有“000”字符显示。如果显示出“BAT”字样，表示电池电压不足，应更换新电池。

图1

　　使用数字万用表进行测量时，首先应根据测量对象选择相应的挡位，然后估计测量对象的大小，选择合适的量程。例如测量9V电池的幵路电压，可选择直流电压20V挡，如图2所示。如果无法估计测量对象的大小，则应先选择该挡位的最大量程，然后根据显示情况逐步减小量程，直至能够准确显示读数。

　　图2

　　选择测量量程时，应尽量使LCD显示屏中显示较多的有效数字，以提高测量精度。例如测量1.5V电池的开路电压，选择直流电压的200V、20V、2V挡均可测量，但2V挡显示的有效数字最多，因此测量精度较高，如图3所示。如果显示屏仅在最高位显示“1”，表示测量对象超过所选量程，应选择更高量程进行测量。

　　图3

　　2.测量直流电压

　　测量直流电压时，红表笔插入“VΩ”插孔，为正表笔，黑表笔插入“COM”插孔，为负表笔，转动测量选择开关至直流挡“V-”,数字万用表构成直流电压表，直接并接于被测电压两端即可测量。例如，需测量某电池GB的电压，将正表笔接电池正极、负表笔接电池负极，如图4所示，LCD显示屏即显示出被测电池的电压。

　　图4

　　因为数字万用表具有自动显示正、负极性的功能，实际上测量过程中即使正、负表笔接反也能正确显示测量结果。如图5所示，测量结果显示为“-6v”，表示正表笔接在了被测电池的负端，负表笔接在了被测电池的正端，被测电池GB的电压为6V。这是模拟万用表所无法比拟的一个优点，特别是在被测电压极性不清楚的情况下，给测量工作提供了很大的方便。

　　图5

　　3.测量交流电压

　　测量交流电压时，红表笔插入“VΩ”插孔，黑表笔插入“COM”插孔，转动测量选择开关至交流电压挡“V~”,数字万用表构成交流电压表，直接并接于被测电压两端即可测量。图6所示为测量交流220V市电压的例子，测量选择开关置于交流电压700V挡，两表笔不分正、负分别插入市电电源插座的两个插孔，LCD显示屏即显示出被测市电的电压为220V。

　　图6

　　4.测量直流电流

　　测量直流电流时，红表笔插入“mA”插孔或“A”插孔，为正表笔，黑表笔插入“COM”插孔，为负表笔，转动测量选择开关至直流电流挡“A-”数字万用表构成直流电流表，串入被测电流回路即可测量。测量200mA以下直流电流时，红表笔应插入“mA”插孔；测量200mA及以上直流电流时，红表笔应插入‘A’c插孔。例如，测量某直流继电器K的工作电流，首先如图7（a）s所示，断开继电器K的电流回路，然后将正表笔接电池正极、负表笔接继电器，如图7（b）s所示，LCD显示屏即显示出被测继电器K的工作电流“150mA”。

　　图7

　　测量直流电流与测量直流电压同理，测量过程中如果正、负表笔接反，将显示测量结果为“-150mA”,如图8所示，表示被测电流由负表笔流向正表笔。数字万用表使得测量直流电流时可以不必考虑其电流方向，这在电流方向不明确的情况下特别方便，测量电流的大小的同时也测出了电流的方向。

　　图8

　　5.测量交流电流

　　测量交流电流与测量直流电流相似。转动测量选择开关至交流电流挡“A~”,数字万用表构成交流电流表，串入被测电流回路即可测量。测量200mA以下交流电流时，红表笔插入“mA”插孔；测量200mA及以上交流电流时，红表笔插入“A”插孔。例如，测量40W照明灯泡的工作电流，如图9所示，转动测量选择开关至交流电流200mA档，数字万用表构成交流电流表，串入照明灯泡H的电流回路（两表笔不分正负），LCD显示屏即显示出被测照明灯泡H的工作电流“181.8mA”。

　　图9

　　6.测量电阻

　　测量电阻，红表笔插入“VΩ”，黑表笔插入“COM插孔”，转动测量选择开关至电阻挡“Ω”，数字万用表即构成欧姆表。测量时如图10所示，将两表笔（不分正、负）分别接被测电阻的两端，LCD显示屏即显示出被测电阻R的阻值。测量选择开关的“Ω”挡量程，可根据被测电阻的估计值来选择。如果显示屏仅在最高位显示“1”，表示所选量程小于被测电阻的估计值来选择。如果显示屏仅在最高位显示“1”，表示所选量程小于被测电阻值，这点比使用模拟万用表方便。测量大阻值电阻时，LCD显示屏的读数需要几秒钟后才能稳定，这是正常现象。

　　图10

　　7.测量电容

　　测量电容时，不用接表笔，转动测量选择开关至电容挡“F”，数字万用表即构成电容表。如图11所示，将被测电容器C插入数字万用表左侧“CX”插孔即可，不必考虑电容器的极性，也不必事先给电容器放电。测量选择开关的“F”挡量程可根据被测电容的估计值选择。如果显示屏仅在最高位显示“1”，表示所选量程小于被测电容值，应选择更高量程再进行测量。测量大容量电容时，LCD显示屏显示的读数需要一定的时间才能稳定，属正常现象。

　　图11

　　8.测量晶体二极管和测通断

　　测量二极管和测通断

　　测量二极管时，红表笔插入“VΩ”插孔，为正表笔，黑表笔插入“COM”插孔，为负表笔，转动测量选择开关至二极管与通断挡，如图12所示，将正表笔接被测二极管正极、负表笔接被测二极管负极，即可测量二极管的正向压降。

　　图12

　　在此挡位还可进行通断测试，将两表笔连接到被测线路的两点，如数字万用表内的蜂鸣器响起，则两表笔所接触的两点间导通或阻值低于90Ω。

　　9.测量晶体三极管

　　测量晶体三极管直流放大倍数时，不用接表笔u，转动测量选择开关至晶体管参数挡“hff”,如图13所示，将被测晶体管插入数字万用表控制面板右上角的晶体管孔即可测量。晶体管插孔左半片标注为“PNP”，供测量PNP型晶体管用；右半边标注为“NPN”，供测量NPN型晶体管用。例如测量S9014晶体管，因为S9014晶体管是NPN型晶体管，所以应插入右半边插孔中，如图14所示，LCD显示屏即显示出S9014晶体管的直流放大倍数。

　　图13

　　图14

　　电子仪器都需要进行正确的操作才能发挥出他的作用，所以大家一定要理解数字万用表的测量电压原理和使用方法，切不可盲目操作执行。