万用表型号MF47和500的测量电路介绍及转换开关比较

1.指针式万用表的结构

指针式万用表主要由表头、测量电路、转换开关等组成。MF47型万用表的外部结构如图1-28所示，由表头指针、表盘、机械零位调节器（俗称机械调零旋钮）、转换开关、电零位调节器（零欧姆调节旋钮）、表笔插孔和晶体管插孔等组成。

图1-28 MF47型万用表的外部结构

（1）表头。表头是指针式万用表的重要组成部分，它实际上是一块高灵敏度磁电系直流微安表。表头的好坏在很大程度上决定了万用表性能的优劣，表头一般由指针、表盘、磁路系统及偏转系统组成，它的满刻度偏转电流一般只有几微安至几百微安，满刻度偏转电流越小，表头灵敏度也就越高。MF47型万用表使用的是内阻3.6kΩ、满度电流为50μA的直流表头，而500型万用电表使用的是内阻2.8kΩ、满度电流为40μA的直流表头。

由于万用表的测量项目较多，为了便于指针读数，因而表头的表盘上印有多条刻度线，并附有各种符号、字母加以说明。正确理解表盘上各种符号、字母的意义及各条刻度线的读法，是正确使用万用表的关键之一。MF47型万用表的表盘上共有8条刻度线，如图1-29所示。从上往下依次是：电阻刻度线、交流10V电压专用刻度线、交直流电压和直流电流共用刻度线、电容刻度线、负载电压（稳压）刻度线、晶体管β值刻度线、电感刻度线和音频电平刻度线。表盘上还装有反光镜，用以消除测量视差。

图1-29 MF47型万用表的表盘刻度线

（2）测量电路。测量电路的作用是将不同性质和大小的被测电学量转换为表头所能接受的直流电流。为了实现不同测量项目和测量量程（或倍率），在万用表的内部设置了一套测量电路。一般来说，万用表的测量电路是由多量程的直流电流表、多量程直流电压表、多量程整流系交流电压表和多量程欧姆表等测量电路组合而成。在某些万用表中，还附加有电容、电感、晶体管直流放大倍数和温度测量等测量电路。

测量电路中的元器件绝大部分是各种类型和各种数值的电阻元件，如线绕电阻、碳膜电阻、电位器等，此外，在测量交流电压的线路中还有整流器件。具体电路参看本章1.2节中有关指针式万用表的测量电路介绍。

（3）转换开关。指针式万用表的转换开关，又称量程选择开关。万用表中各种测量种类及量程的选择是靠转换开关来实现的。转换开关里面有固定触点和活动触点，当固定触点和活动触点闭合时可以接通电路，MF47型万用表的转换开关如图1-30所示，而500型万用表使用两只转换开关。其中一只用来选择测量项目，另一只用来选择量程，配合使用才能选择测量项目和量程，其结构如图1-31所示。

图1-30 MF47型万用表的转换开关

图1-31 500型万用表的转换开关

活动触点称为“刀”，固定触点通常称为“掷”。万用表中所用的转换开关往往都是特别的，通常有多刀和几十个掷，各刀之间是相互同步联动的，旋转“刀”的位置可以使得某些活动触点与固定触点闭合，从而相应地接通所需要的测量电路。

2.指针式万用表的使用

在使用指针式万用表时应掌握以下几点：

（1）熟悉每个转换开关、旋钮、插孔和接线柱的作用。使用万用表之前，必须熟悉每个转换开关、旋钮、插孔和接线柱的作用，了解表盘上每条刻度线所对应的被测电量。测量前，必须明确要测什么和怎样测法，然后拨到相应的测量种类和量程档上。每一次拿起表笔准备测量时，务必再看一下测量种类及转换开关是否拨对位置，如果事先不知道被测电量的大小，则应先选择较大的量程，必须养成这种习惯。MF47型万用表的转换开关、旋钮、插孔和接线柱如图1-28所示，500型万用表的转换开关、旋钮、插孔和接线柱如图1-32所示。

图1-32 500型万用表的外形

（2）使用时应水平放置。万用表在使用时应水平放置。若发现表针不指在机械零点，须用螺钉旋具调节表头上的机械调零旋钮，使表针回零，如图1-33所示。读数时视线应正对着表针，若表盘上有反射镜，眼睛看到的表针应与反射镜里影子重合。

（3）注意安全操作。禁止在带电情况下在线测量电阻。切不可用电阻档或电流档去测量电压，否则会烧毁万用表。

被测电压高于100V时须注意安全。应当养成单手操作的习惯，预先把一支表笔固定在被测电路的公共地端，拿着另一支表笔去碰触测试点，以保持精神集中。

图1-33 用螺钉旋具调节表头上的 机械零位旋钮示意图

（4）严禁在测高压时拨动量程选择开关。严禁在测高压（如220V）或大电流（5A）时拨动量程选择开关，以免产生电弧，烧坏选择开关触点。

（5）注意直流电流正负极性。测量电流时应将万用表串联到被测电路中，测直流电流时应注意正负极性，若表笔接反了，表针会反打，容易碰弯。

（6）注意直流电压正负极性。测量电压时，应将万用表并联在被测电路的两端。测直流电压时要注意正负极性。如果误用直流电压档去测交流电压，表针就不动或略微抖动。如果误用交流电压档去测直流电压，读数可能偏高一倍，也可能读数为零（和万用表的接法有关）。选取的电压量程，应尽量使表针偏转到满刻度的1/2或1/3处。

（7）注意手指莫碰表笔针。测量时注意手指不要碰到表笔的金属探针，以保证测量安全及测量结果准确。测高阻值电阻时，不允许两手分别捏住两支表笔的金属端，以免引入人体电阻（约为几百千欧），使读数减小。

（8）注意信号波形。不能直接用万用表测量方波、矩形波、锯齿波等非正弦波电压。因为万用表交流档实际测出的是交流半波整流的平均值，但刻度反映的是交流电压的有效值，并且这仅适用于正弦交流电。若被测电压为非正弦波，其平均值与有效值的关系会改变，因此不能直接读数。

（9）注意分析误差。用万用表测量高频信号电压时，误差很大。由于整流器件的非线性，万用表测1V以下的交流电压的误差也会增大。

（10）在线测量时注意并联电阻的影响。测量电路内元件的电阻时，应考虑到与之并联电阻的影响。必要时应焊下被测元件的一端再测。

（11）测量完毕后注意将开关拨到合适位置。测量完毕，将量程选择开关拨到最高电压档，防止下次开始测量时不慎烧表。有的万用表（如500型）设有空档，用完应将转换开关拨到“.”所指位置，也有的万用表（如MF47型）设有“OFF”档，用完应将转换开关拨到“OFF”所指位置，使表头短路，起到保护作用。

（12）长期不用时应将电池取出。长期不用的万用表，应将电池取出，避免电池存放过久而变质，漏出的电解液腐蚀电路板。

3.数字式万用表的结构

数字式万用表主要由直流数字式电压表（DVM）和功能转换器构成，数字式电压表是数字式万用表的核心。数字式电压表的结构框图如图1-34所示。从图1-34中可以看出，数字式电压表由数字部分及模拟部分构成，主要包括A－D（模拟－数字）转换器、液晶显示器（LCD）、逻辑控制电路等。

图1-34 数字式电压表的结构框图

数字式万用表的结构框图如图1-35所示，从图1-35中可以看出，被测量经功能转换器（电阻/电压、电压/电压、电流/电压）后都变成直流电压量，再由A－D转换器转换成数字量，最后以数字形式显示出来。

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图1-35 数字式万用表的结构框图

A－D转换器是数字式万用表的核心，它采用单片大规模集成电路。大规模集成电路采用内部异或门输出，可驱动LCD，耗电小。它的主要特点是：单电源供电，且电压范围较宽，使用9V叠层电池，以实现数字式万用表的小型化，输入阻抗高，利用内部的模拟开关实现自动调零与极性转换。缺点是A－D转换速度较慢，但能满足常规电测量的需要。

三位半数字式万用表大多采用ICL7106（或TSC7106、TC7106）型CMOS单片A－D转换器。下面以DT9025A型数字式万用表为例，介绍数字式万用表的结构。

DT9025A数字式万用表中的主电路采用ICL7106典型数字式万用表专用集成电路，性能稳定可靠；由于技术成熟、应用广泛，因而性价比高，使价格低到初学者均可接受；具有准确度高、输入电阻大、读数直观、功能齐全、体积小巧等优点。

DT9025A型数字式万用表面板如1-36所示，它由LCD、电源开关、测量选择开关、表笔插孔和晶体管插孔等部分构成。各部分的作用如下：

（1）LCD。DT－830B型数字式万用表的LCD有3⅟2位数字，可以直接显示三位半数字字符，小数点根据需要自动移动，负号“－”根据测量结果自动显示，最大可显示“1999”或“－1999”。

（2）测量选择开关。测量选择开关的功能是选择不同的测量档位，转动此开关可分别测量电阻、直流电压、交流电压、直流电流、交流电流、二极管的好坏、电容、晶体管的h_FE等。

（3）表笔插孔。DT9025A型数字式万用表的面板上有4个插孔，标有“COM”字样的为黑（负极）表笔插孔，即公共端插孔；标有“VΩ”是电压、电阻测量插孔，即红（正极）表笔插孔；标有“20A”是安培级大电流测量插孔，测量200mA～10A范围内的直流电流时，标有“mA”是毫安级电流测量插孔，测量2～200mA范围内的直流电流，且红表笔插入该插孔。

图1-36 DT9025A型数字式万用表面板图

（4）晶体管插孔。控制面板的左下角是晶体管插孔，插孔左边标注为“NPN”，检测NPN型晶体管时插入此孔；插孔右边标注为“PNP”，检测PNP型晶体管时插入此孔。将转换开关置于h_FE档，根据管子是PNP或NPN型，将其引脚插入对应的插孔中，即可读出该管子的h_FE值。

4.数字式万用表的使用

（1）电阻档的使用。数字式万用表的电阻档量程一般分为七档：200Ω、2kΩ、20kΩ、200kΩ、2MΩ、20MΩ和200MΩ。测量时将红表笔的插头插入“V/Ω”插孔，把量程开关有短黑线的那端置于“Ω”范围的适当档位上，接通电源开关（拨到“ON”处），红、黑表笔分别接到被测电阻器的两端，显示屏即可显示出电阻值，如图1-37所示。如果测出的结果为无穷大，或者量程开关应置于“MΩ”档而错置于“kΩ”档时，显示屏左端将出现“1”的字样。所以最好是采用大档位的量程来进行测试。

（2）直流电压档的使用。用数字式万用表测量直流电压时，应根据被测电源电压的高低，将量程开关有短黑线的那端旋至“V”内适当的档位，其量程分为五档：200mV、2V、20V、200V和1000V。测量时将黑表笔的插头插入“COM”插孔，红表笔的插头插入“V/Ω”插孔，红、黑表笔分别接在直流电源的正、负极上，此时显示屏上便会显示测得的直流电压值，如图1-38所示。如果将量程开关的档位拨错，则显示屏左端将出现“1”的字样，如图1-39所示。

图1-37 电阻的测量

图1-38 直流电压的测量

图1-39 测直流电压时档位拨错

（3）交流电压档的使用。用数字式万用表测量交流电压时，表笔所插插孔与测直流电压时相同。根据被测交流电压的估计数值，将量程开关转至“V～”内适当的档位上，其量程分为五档：200mV、2V、20V、200V和750V。测量时用红、黑表笔分别接在交流电源两端上，这时显示屏上便会显示测得的交流电压值。测量前要检查表笔绝缘棒是否完好，有无裂痕现象。测量时，表笔不需区分正负极，如图1-40所示。

图1-40 交流电压的测量

（4）直流电流档的使用。用数字式万用表测量直流电流时，当估计被测直流电流小于200mA时，红表笔的插头应插入“mA”插孔，按照估计值的大小，选择“A”内的档位，其量程分为四档：2mA、20mA、200mA和20A。将数字式万用表串接在测量电路中，即可显示读数，如图1-41所示。若估计被测电流大于200mA时，则把量程开关拨至“20A”处，再将红表笔的插头插入“20A”插孔，此时显示屏读数以A为单位。

图1-41 直流电流的测量

5.使用数字式万用表的注意事项

在使用数字万用电表时需注意以下各事项：

（1）了解性能，掌握方法。在使用数字式万用表前，应仔细阅读说明书，熟悉电源开关、功能及量程转换开关、功能键、输入插孔、专用插口、旋钮的作用，掌握各项目的测量方法。并要了解仪表的极限参数，出现过载显示、极性显示、低电压指示、其他标志符显示以及声光报警的特性。测量之前，还应检查表笔有无裂痕，引线的绝缘层有无破损，表笔位置是否插对，以确保操作人员的安全。

（2）注意使用或存放环境。数字式万用表不能在高温、烈日、高湿度、灰尘多的环境中使用或存放，否则容易损坏数字显示屏的液晶材料和其他元器件。焊接时，电烙铁应尽量远离数字显示器，以便减少热辐射。

（3）注意外界电磁干扰。数字式万用表输入阻抗高，在高灵敏度档，特别是在200mV档使用时，周围空间的杂散电磁场干扰信号会窜入机内，显示一定数值，这时可将红、黑表笔接触一下，干扰就会自行消除。通常在测低内阻电压信号时，干扰信号可忽略不计，测微弱的高内阻电压信号时，表笔导线应用屏蔽线。有条件时，最好把“COM”插孔接地。

（4）注意表笔引线电阻值。使用数字式万用表的200Ω档测量低电阻时，应先将两支表笔短路，测出两表笔导线的电阻值（一般为0.1～0.3Ω），然后从测得的电阻值中减去此值，那才是该电阻的实际电阻值。对于2kΩ～2MΩ档，两表笔导线的电阻值可忽略不计。

（5）严禁带电测量电阻。测量电阻时，两手应持表笔的绝缘杆，不得碰触表笔金属端或元件引出端，以免引起测量误差。严禁在被测电路带电的情况下测量电阻，也不允许测量电池的内阻。因为这相当于在仪表输入端外加了一个测试电压，不仅使测试结果失去意义，还容易引起过载，甚至损坏仪表。

（6）检查电解电容应放电。检查电器设备上的电解电容时，应切断设备上的电源，并用一根导线把电解电容的正、负极短路一下，防止电容上积存的电荷经过数字式万用表泄放，损坏仪表。对于高压、大容量的电解电容，应当用串接有电阻负载（如白炽灯）的导线进行放电，此种放电过程应延续一段时间，以保证电解电容的存储电荷充分泄放。

（7）更换电池极性要正确。若将电源开关拨至“ON”位置，液晶显示屏不显示任何数字，应检查叠层电池是否失效，若显示低电压指示符号，需更换为新电池。换新电池时，正、负极性不得插反，否则数字式万用表不能正常工作，还极易损坏集成电路。

（8）用完及时关电源。为了延长电池的使用寿命，每次用完时应将电源开关关闭。长期不用时，要取出电池，防止因电池漏出电解液而腐蚀印制电路板。

（9）不要随意打开万用表拆卸线路。不要随意打开万用表拆卸线路，以免造成人为故障或改变出厂时调好的性能指标，表盖里面贴有喷铝纸屏蔽层，请勿揭下。屏蔽层与COM的引线不得拆断。

（10）更换熔丝时规格要一致。数字式万用表常用的熔丝管有0.5A、0.2A、0.3A三种规格，更换熔丝管时必须与原来的规格一致。

（11）应定期进行检验。为保证万用表的测量准确度，应定期（每隔半年或一年）进行检验。标准表的准确度比被校表高一级，例如用位的表校位的表。