认识数字式万用表的使用方法

1.数字式万用表有何外部结构

数字式万用表的外形图如图1-10所示。从面板上看，数字式万用表由电源开关、液晶显示器、功能开关旋钮和测试插孔等组成。

图1-10 数字万用表的面板结构示例

（1）液晶显示器

液晶显示器直接以数字形式显示测量结果。普及型数字式万用表多为3½位（三位半）仪表（如DT9205A型），其最高位只能显示“1”或“0”（0也可消隐，即不显示），故称半位，其余3位是整位，可显示0～9全部数字。三位半数字式万用表最大显示值为1999。

数字式万用表位数越多，它的灵敏度越高。如4½（四位半）仪表，最大显示值为±19999。

（2）功能开关旋钮

功能开关旋钮位于万用表的中间，用来测量时选择测量项目和量程。由于最大显示数为±1999，不到满度2000，所以量程挡的首位数几乎都是2，如200Ω、2kΩ、2V等。数字式万用表的量程比指针式表的量程多一些。例如DT9205A万用表，电阻量程从200Ω至200MΩ有7挡。除了直流电压、直流电流和交流电压及h_FE挡外，还增加了指针式万用表少见的交流电流和电容量等测试挡。

（3）测试插孔

表笔插孔有4个。标有“COM”字样的为公共插孔，通常插入黑表笔。标有“V/Ω”字样插孔应插入红表笔，用以测量电阻值和交直流电压值。测量交直流电流有两个插孔，分别为“A”和“10A”，供不同量程选用，使用时也应插入红表笔。

此外，万用表的面板上还有晶体管测试插孔。

（4）电源开关（POWER）：用于开启及关闭万用表的内部电源。

2.数字式万用表有何电路结构

普通数字式万用表的电路结构框图如图1-11所示。双积分A-D转换器是数字式万用表的“心脏”，通过它实现模拟量—数字量的转换。外围电路主要包括功能转换器、功能及量程转换开关、LCD或LED显示器，此外还有蜂鸣器振荡电路、驱动电路、检测线路通断电路、低电压指示电路等驱动电路。有的万用表还设有电容测量电路、温度测量电路、自动延时关机电路等（如DT890C+、M890D、KT105等型号）。有的万用表还有电感、频率测量电路等（如DT930F+、KT102、VC9808等型号）。

图1-11 普通数字万用表的电路结构框图

A-D转换器采用单片大规模集成电路，通过内部异或门输出，可驱动LCD显示器，耗电极小。3½数字式万用表大多采用ICL7106（或TSC7106、TC7106）型CMOS单片A-D转换器。

3.位数、字与数字式万用表的分辨率有何关系

位数、字都是用来描述数字式万用表的分辨率的惯用表征。数字万用表一般是按照它们可以显示的位数和字分类的。

例如前面介绍的3位半的数字式万用表，可以显示三个0～9的全数字位和一个半位（只显示1或没有显示）。也就是说一块3位半的数字式万用表可以达到1999字的分辨率。一块4½数字式万用表可以达到19999字的分辨率。用字来描述数字式万用表的分辨率比用位描述好。

近年来生产的3位半数字式万用表的分辨率已经提高到3200或4000字。3200字的数字式万用表为某些测量提供了更好的分辨率。例如，一个1999字的表，在测量大于200V的电压时不可能显示到0.1V；而3200字的数字式万用表在测量320V的电压时，仍可显示到0.1V。当被测电压高于320V，而又要达到0.1V的分辨率时，就要用价格贵一些的20000字的数字表。

4.怎样理解数字式万用表的精度

数字式万用表的精度是指在特定的使用环境下，出现的最大允许误差。换句话说，精度是用来表明数字式万用表的测量值与被测信号的实际值的接近程度。

对于数字式万用表来说，精度通常用读数的百分数表示。例如，1%的读数精度的含义是：数字式万用表的显示为100.0V时，实际的电压可能会在99.0V到101.0V之间。

指针式万用表的精度是按全量程的误差来计算的，而不是按显示的读数来计算。指针式万用表的典型精度是全量程的±2%或±3%。数字式万用表的典型基本精度在读数的±（0.7%+1）和±（0.1%+1）之间，甚至更高。

5.数字式万用表的保护电路有哪些种类

（1）自动恢复保护(www.xing528.com)

某些数字式万用表的电路系统当探测到一个过载时，就会保护该表直至这种情况不再存在。过载被去除后，数字式万用表可以自动返回正常运行状态。

自动恢复保护通常被用来保护电阻测量功能，避免因为电压过载而损坏万用表的内部元器件。

（2）没有自动恢复功能

某些数字式万用表探测到过载后会保护表，但不会自动恢复，直至使用者采取相应措施，如更换电阻，才能恢复使用。

6.数字式万用表有何特点

同指针式万用表相比，数字式万用表有其明显的特点。

（1）数字显示直观准确

数字式万用表普遍采用先进的数显技术（LCD液晶显示器或者LED发光二极管显示器）。显示清晰直观、读书准确。它既能保证了读数的客观性，又符合人们的读数习惯，能够缩短读数或记录时间，如图1-12所示。

图1-12 数字万用表液晶显示屏

（2）准确度高、分辨率高

数字式万用表的准确度相当高，这是指针式万用表望尘莫及的。一般来说，数字式万用表基本量程（通常为最低直流电压挡）的精度最高，随着量程的扩展或经各种转换器后精度指标会下降。三位半的数字万用表基本量程精度可达±0.5%～±0.1%，四位半的数字式万用表可以达到±0.05%～±0.07%，五位半的数字式万用表可达±0.01%～±0.005%，七位半的数字式万用表可达±0.0001%。

数字式万用表的分辨率是指最低量程上末位一个字所对应的电压值，是仪表对下限被测量值的反应能力，它反映仪表灵敏度的高低。3½数字式万用表的分辨力可达0.1mV，即100μV；4½仪表达10μV；8½则高达10nV。（1V=1000mV，1mV=1000μV，1μV=1000nV）。

数字式万用表的准确度和分辨率是两个不同的概念。分辨率表征仪表的“灵敏性”，即对微小电压的“识别”能力；准确度反映测量的“准确性”，即测量结果与真值的一致程度。在选用数字式万用表时，并不是准确度和灵敏度越高越好，这要看被测的具体对象而定，否则也是一种浪费。一般来讲三位半（3½）或四位半（4½）数字式万用表已能满足通常测量的需要。

（3）输入阻抗高，测量参数多

测量电压时，数字式万用表具有很高的输入阻抗，这样在测量过程中从被测电路中吸取的电流极少，不会影响被测电路或信号源的工作状态，能够减少测量误差，从而能提高测量的准确性。

普及型数字式万用表不仅可以测量直流电压（DCV）、交流电压（ACV），直流电流（DCA）、交流电流（ACA）、电阻（Ω）、二极管正向压降（VF）、晶体管发射极电流放大系数（h_FE），还能测电容量（C）、检查线路通断的蜂鸣器挡（BZ）等。

有的仪表还具有电感挡、温度（T）、频率（f）挡、信号挡、AC-DC自动转换功能等，如图1-13所示。新型数字式万用表大多增加了下述新颖实用的测试功能：读数保持（HOLD）、逻辑测试（LOGIC）、真有效值（TRMS）、相对值测量（RELΔ）、自动关机（AUTO OFF POWER）等。

（4）自动化和智能化程度很高，具有完善的保护电路

数字式万用表的智能化程度很高，例如自动校零，自动极性选择（如图1-14a所示），自动量程转换，超量程指示（如图1-14b所示）等。

图1-13 数字式万用表测量功能示例

图1-14 数字式万用表的智能化程度举例

a）自动极性选择 b）超量程指示

为了防止因测量挡位错误造成仪表损坏，数字式万用表的电路都设计了比较完善的多重保护电路。数字式万用表设有自动电源切断电路，当仪表工作时间约30～60min，电源自动切断电路，仪表进入睡眠状态。