指针万用表与数字万用表的区别和应用场景

万用表又称万能表，是一种多用途、多量程的仪表，可以测量直流电流、直流电压、交流电压、直流电阻和音频电平等，有的万用表还可进行交流电流、电容、电感以及晶体管参数的简易测试等工作。

1.模拟式万用表的结构、类型和原理

模拟式万用表的类型型号很多，如500型、100-822型、MF型、U-101型等。电工型万用表的型号规格见表4-13。现以U-101型为例对常用万用表作一介绍。

（1）U-101型万用表的结构

U-101型万用表共有22档基本量程，主要技术特征见表4-13。

表4-13 电工型万用表的型号规格

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U-101型万用表总电路图如图4-8所示。当量程转换开关S₁、S₂位于不同的档位时，可组成不同的测量电路，U-101万用表面板图如图4-7所示。

（2）万用表使用方法

1）直流电流测量。将转换开关置于mA档位，就可组成图4-8所示直流测量电路mA档。图中可调电阻R₈始终与表头串联，作温度补偿。R₁～R₅为分流电阻，R₉为100A直流电流档和0.25V直流电压档的附加电阻，该档无分流电阻。1～1000mA档的分流电阻接成闭路式，与表头并接的二极管作过载保护用。

2）直流电压测量。电路如图4-8所示。R₉～R₁₄为测量电压的附加电阻，接成共用式。用S₁直接切换可得到0.25V、2.5V、10V、50V、250V、500V的电压量程。0.25V档和100μA档共用。测量高压1500V时，量程转换开关应拨在500V档，测试棒与“1500V”端和“ϕ”端插孔相接。1500V档专用一个10MΩ电阻作附加电阻。

图4-7 U-101万用表面板图

图4-8 U-101万用表总电路图

3）交流电压测量。电路如图4-8所示。R₁₇～R₂₁为测量交流电的附加电阻，接成共用式。用S₁直接切换可得到10V、50V、250V、500V、1000V的交流电压量程。

4）电阻测量。电路如图4-8所示。R₂₂～R₂₅为测量交流电阻的附加电阻，接成共用式。用S₁、S₂直接切换可得到×1、×10、×100、×1k的直流电阻量程。

2.数字万用表的结构、原理和应用

（1）数字万用表的分类、结构和原理

数字万用表简称DMM，亦称数字多用表。它是采用数字化测量技术把各种模拟量转换成数字量并加以显示的测量仪表。新型数字万用表是大规模集成电路、数显技术乃至计算机和自动测试技术的结晶，具有体积小、耗电省、功能多、读数清晰和准确等优点。

1）数字万用表的产品分类。数字万用表的种类繁多，如图4-9所示。

图4-9 数字万用表的分类

2）数字万用表的原理框图。如图4-10所示，点画线框内表示直流数字电压表（DVM），它由RC滤波器、A-D转换器、LCD液晶显示器组成。在数字电压表的基础上再增加交流-直流（AC-DC）、电流电压（A-V）、电阻-电压（Q-V）转换器，就构成了数字万用表。

3）国内外流行的单片数字万用表集成电路主要性能参数和特点见表4-14。

图4-10 数字万用表原理框图

4）数字万用表的结构。数字万用表的显示位数分位、位、位、位、位、位、位、位、位共9种。常用的数字万用表以位和位袖珍式较多，所谓位读作“三位半”。其含义是最高位只能显示“1”或不显示，即称为“半位”，其他3位显示3位十进制数，也就是说，位数字万用表能显示的最大数字为1999（不考虑小数点），位、位仪表的最大显示值依次为2999、3999，位仪表为199999999。最大显示值再加上1，即为满量程值（此时仪表开始溢出）。

从面板上看，数字万用表主要由液晶显示器、量程转换开关和表笔插孔等组成。

3.万用表的测量应用

1）测量直流电压。将万用表转换开关拨至“DCV”适当量程档，黑表笔插入“COM”插孔（以下各种测量黑表笔的位置都相同），红表笔插入“V·Ω”插孔，将电源开关拨至“ON”，表笔与被测电路并联后，显示屏上便显示测量值。开关置于“200m”档，显示值以mV为单位，其余各档以V为单位。“V·Ω”及“COM”两插孔的输入直流电压最大值不得超过1000V。

2）测量交流电压。将万用表转换开关拨至“ACV”适当量程档，红、黑表笔接法如上，测量方法与测量直流电压相同。输入的交流电压不得超过750V。

3）测量直流电流。将万用表的转换开关拨至“DCA”适当量程档，当被测电流小于200mA时，红表笔插入“mA”插孔，把仪表串接入测量电路，接通电源，即可显示被测读数。当被测电流大于200mA时，红表笔应插入“10A”插孔，显示值以A为单位。

4）测量交流电流。将万用表的转换开关拨至“ACA”适当量程档，其操作与测量直流电流时相同。

5）测量电阻。将万用表的转换开关拨至“Ω”的适当量程档，红表笔插入“V·Ω”插孔。若置于20M或2M档，显示值以MΩ为单位，200档显示值以Ω为单位，其余各档显示值以kΩ为单位。

6）测量二极管。将万用表的转换开关拨至测量二极管的位置，红表笔插入“V·Ω”插孔，测试表笔如图4-11所示接到二极管的两端。当电流正向导通时，如图4-11a所示，测锗管的正向压降显示值应在150～300mV之间，测硅管的正向压降显示值应在550～700mV之间。若被测二极管已损坏，则显示“000”（短路）或“1”（不导通）。对二极管反向检查时，如图4-11b所示，若二极管为好的，则显示“1”，损坏的便显示“000”或其他值。

图4-11 二极管的检查方法

a）正向检查法 b）反向检查法

表4-14 国内外流行的单片数字万用表集成电路主要性能参数和特点

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7）测量晶体管。将被测晶体管插入h_FE插孔，根据被测管类型选择“NPN”或“PNP”位置，接通电源，显示被测值。通常h_FE值显示在40～1000之间。

8）检查线路通断。将万用表的转换开关拨至蜂鸣器位置，红表笔插入“V·Ω”插孔。若被测线路电阻低于20Ω，蜂鸣器发声，说明电路导通，反之则不通。但仪表说明书中所规定发声阈值电阻R₀的值仅为大致范围，应以实测为准。

4.数字万用表典型产品介绍DT890D型属于高可靠性、大显示、多功能型手持式位数字万用表。其实物和面板如图4-12所示。

DT890D有30个基本档和2个附加档，可用来测量直流电压（简称DCA，有200mV、2V、20V、200V、1000V5档）、交流电压（简称ACV，有200mV、2V、20V、200V、700V5档）、直流电流（简称DCA，有200μA、2mA、20mA、200mA和附加10A5档）、交流电流（简称ACA）有2mA、20mA、200mA和附加10A4档）、电阻（简称OHM），有200Ω、2kΩ、20kΩ、200kΩ、2MΩ和20MΩ6档）、电容（简称CAP，有2000pF、20nF、200nF、2F和20F5档）。还有一档用二极管符号和音乐符号表示，是二极管和蜂鸣器共用档，用来检测二极管的好坏和线路的通断。测量晶体管的h_FE时，采用8芯插座，分为NPN和PNP两档。

（1）DT890D型数字万用表的性能特点。

1）采用字高为18mm（约2/3in）的液晶显示器，读数清晰，能显示各种标志符（含单位符号）。

2）共设置30个量程，能够测量DCV、ACV、DCA、ACA、Ω二极管正向压降U_F、晶体管h_FE，检查线路通断（蜂鸣器档），还可测量电容和200MΩ以下的高阻。

3）测量DCV、ACV、DCA、ACA、Ω、C的最高准确度依次为±0.5%、±0.8%、±0.8%、±1.0%、±0.8%、±2.5%。仪表测量速率约3次/s。

4）对全部量程实现了过载保护。仪表还具有防跌落功能，可靠性高。

5）采用9V叠层电池供电，典型功耗约40mW。工作温度范围是0～40℃，但仅在23℃±5℃（相对湿度＜75%）的范围内保证准确度指标。仪表外形尺寸为172mm×88mm×36mm，质量约340g（含电池）。

DT890D型数字万用表的主要技术参数见表4-15。

图4-12 DT890D型数字万用表的实物图、面板

a）DT890D型数字万用表实物 b）DT890D型数字万用表面板

表4-15 DT890D型数字万用表的主要技术参数

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（2）DT830型数字万用表的性能特点

DT830型数字万用表属于袖珍式数字万用表，采用9V叠层电池供电，整机功耗约20mW。采用LCD液晶显示数字，最大显出数为±1999，因而属于位万用表。

DT830型数字万用表面板如图4-13所示。

DT830型数字万用表主要技术指标如下。

1）测量范围与准确度见表4-16。

2）输入阻抗约10M。

3）测量速度2.5次/s。

4）最大显示数字1999或-1999。

5）电源为9V叠层电池。

6）整机功耗为17.5～25mW。

7）外形尺寸为168mm×80mm×26mm。

图4-13 DT830型数字万用表面板

表4-16 DT830型数字万用表的技术参数

注：RMS表示有效值。

5.国内外数字万用表主要生产厂商及典型产品（见表4-17）

表4-17 国内外数字万用表主要厂商与典型产品

6.国产新型数字万用表典型产品的技术指标（见表4-18）

表4-18 国产新型数字万用表典型产品的技术参数

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①“±（0.5%+3个字）”表示为“±5%（允许有±3个字的误差）”，余同。