数字式万用表与指针式万用表相比,其灵敏更高、准确度更高、显示清晰、过载能力强、便于携带、操作简单,广泛用于各类电路的检测中,如图1-23所示为典型数字式万用表的结构图,由图可知,数字式万用表主要由液晶显示屏、电源开关、数据保持开关、交流/直流(AC/DC)转换开关、以及表笔插孔等组成。
数字式万用表是采用先进的数字显示技术构成的,它是将所有测量的电压、电流、电阻等测量结果直接用数字形式显示出来的测试仪表,其显示清晰、直观,读取准确,既保证了读数的客观性,又符合人们的读书习惯。许多数字式万用表除了基本的测量功能外,还能测量电容、电感、晶体管放大倍数等,是一种多功能测试仪表。
1.符号标识
现在,许多数字式万用表还添加了标志符显示功能。
(1)单位符号
例如:nV、μV、mV、V、A、μA、mA、A、mΩ、Ω、kΩ、MΩ、Hz、kHz、MHz、pF、nF、μF、μH、mH、H。
(2)测量项目符号
例如:AC(交流)、DC(直流)、LOΩ(低阻)、LOGIC(逻辑电平)、MEM(记忆)。
(3)特殊符号
图1-23 典型的数字式万用表的结构特点
例如:电压控制符号、数据保持符号HOLD或H、自动量程符号ATUO、10倍乘符号×10等。有些数字式万用表还在LCD液晶显示屏的小数点下面设置了量程标志符,例如:小数点下边显示为200时,表明所对应的量程为200的数值。
为了解决数字显示方式以便于反映被测电量连续变化的过程和变化的趋势的问题,近年来许多数字式万用表设置了带模拟图形的双显示或多重显示模式。这类万用表更好地结合了数字式万用表和指针式万用表的显示优点,使得数字式万用表的使用测量更加方便。并具有显示清晰直观、读数准确、准确度高、测试功能强、测量范围宽、测量速率快、输入阻抗高、微功耗等特点。
2.技术特性
数字式万用表的型号不同所体现的性能参数略有不同,其主要参数基本都包括显示位数和分辨率。
(1)显示位数数字式万用表的显示位数有位、位、位、位、位、位、位和位共8种。它确定了数字式万用表的最大显示量程,是数字式万用表非常重要的一种参数。
数字式万用表的显示位数都是由1个整数和1个分数组合而成的。其中,分数中的分子表示该数字式万用表最高位所能显示的数字;分母则是最大极限量程时最高的数字。而分数前面的整数则表示最高位后的数位。例如位(读作“三又二分之一位”),其中整数“3”表示数字式万用表最高位后有3个整数位。“”中的分子“1”表示该数字式万用表最高位数只能显示“1”,故位表示最大显示值为±1999;分母“2”表示该数字式万用表的最大极限量程数值为2000,故最大极限量程为2000。
位(读作“三又三分之二位”),其中“”中的分子“2”表示该数字式万用表位只能显示0~2的数字,因为整数是“3”所以可以确定在最高位之后有3个整数位,故最大显示值为±2999;分母“3”则表示该数字式万用表的最大极限量程数值为3000。
位(读作“三又四分之三位”),其中“”中的分子“3”表示该数字式万用表位只能显示0~3的数字,因此最大显示值为±3999;最大极限量程数值为4000。
位(读作“四又二分之一位”),表示该数字式万用表最大显示值为±19999;最大极限量程数值为20000。其他的显示位数都可以根据计算得出。通常,普及型的手持式数字式万用表多为位,但位、位、位、位及以上的大多为台式数字式万用表。
(2)分辨率
分辨率是反映数字式万用表灵敏度高低的性能参数。它随显示位数的增加而提高。不同位数的数字式万用表所能达到的最高分辨率分别为、、、、、。
数字式万用表的分辨率指标可以用分辨率来表示,即数字式万用表所能显示的最小数字(除0外)与最大数字的百分比。例如:位的分辨率为1/1999,从而可以得出位数字式万用表的分辨率约为0.05%,同理可以计算出的分辨率为0.033%;的分辨率为0.025%;的分辨率为0.005%;的分辨率为0.0025%;的分辨率为0.0005%;的分辨率为0.00005%;的分辨率为0.000005%;的分辨率为0.0000005%。
下面以图1-24所示的VC9805A+数字式万用表为例,介绍一下数字式万用表的基本性能参数。图中标出了一些安全注意事项在使用时要注意。
3.性能参数
(1)一般性能参数
①显示方式:液晶显示。
②最大显示:1999()位自动极性显示。
图1-24 VC9805A+数字式万用表
③测量方式:双积分式A/D转换。
④采样速率:每秒钟3次。
⑤超量程显示:最高位显“1”或“OL”、“-1”或“-OL”,这种情况应改变量程后再测。
⑥低电压显示:“”符号出现。
⑧存储环境:-10~50℃,相对湿度小于80%。
⑨电源:一只9V电池(6F22或同等型号)。
(2)技术性能参数
1)测量项目
①直流电压DCV
②交流电压ACV
③直流电流DCA
④交流电压ACA
⑤电阻Ω
⑥二极管/通断
⑦晶体管hFE
⑧电容C
⑨温度T
⑩频率f
(11)电感L
(12)自动断电
(13)背光显示
2)测量直流电压(DCV)(见表1-4)
表1-4 测量直流电压的量程所对应的分辨率
输入阻抗:所有量程为10MΩ。
过载保护:200mV量程为250V直流或交流峰值;其余为1000V直流或交流峰值。(www.xing528.com)
3)测量交流电压(ACV)(见表1-5)
表1-5 测量交流电压的量程所对应的分辨率
输入阻抗:输入量程200mV、2V为1MΩ,其余量程为10MΩ。
过载保护:200mV量程为250V直流或交流峰值,其余量程为1000V直流或交流峰值。
4)测量直流电流(DCA)(见表1-6)
表1-6 测量直流电流的量程所对应的分辨率
最大测量压降:200mV。
最大输入电流:20A(不超过10s)。
过载保护:0.2A/250V速熔保护。
5)测量交流电流(ACA)(见表1-7)
表1-7 测量交流电流的量程所对应的分辨率
最大测量压降:200mV。
最大输入电流:20A(不超过10s)
过载保护:0.2A/250V速熔保护。
频率响应:40~200Hz。
显示:正弦波有效值,即平均值响应。
6)测量电阻(Ω)(见表1-8)
表1-8 测量电阻的量程所对应的分辨率
开路电压:小于3V。
过载保护:250V直流或交流峰值。
注意事项:
①在使用200Ω量程时,应先将表笔短路,测出引线电阻,然后在实测中减去这个值。
②在使用2000MΩ量程时,将表笔短路,仪表将显示10MΩ,这是正常现象,不影响测量准确度,实测时应减去。例:被测电阻为1000MΩ,读数应为1010MΩ,则正确值应从显示读数减去10,即1010-10=1000MΩ。
③测1MΩ以上时,读数反应缓慢属于正常现象,应待显示值稳定之后再读数。
7)测量电容(C)(见表1-9)
表1-9 测量电容的量程所对应的分辨率
测试频率:100Hz。
过载保护:36V直流或交流峰值。
8)测量电感(L)(见表1-10)
表1-10 测量电感的量程所对应的分辨率
测量频率:100Hz。
过载保护:36V直流或交流峰值。
9)测量温度(T)(见表1-11)
表1-11 测量温度的量程所对应的分辨率
10)测量频率(f)(见表1-12)
表1-12 测量频率的量程所对应的分辨率
输入灵敏度:1V有效值。
过载保护:250V直流或交流峰值(不超过10s)。
11)二极管通断测试(见表1-13)
表1-13 测量二极管通断时的显示值及测试条件
过载保护:250V直流或交流峰值。
警告:为了安全在此量程禁止输入电压值。
12)晶体管hFE参数测试(见表1-14)
表1-14 晶体管hFE参数测试显示值的测试条件
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