第1章 万用表
万用表又叫万能表、繁用表，是一种多用途的便携式测量仪表，它具有测量范围广、使用方便、体积小、易携带等优点，是电工必备的测量工具。
万用表可用来测量电阻、直流电流、交流电流、直流电压和交流电压等，有的还能测电感、电容、声频电压和三极管放大倍数等。目前常用的万用表可分为指针式万用表和数学式万用表两大类。指针式万用表已有上百年的发展历史，具有结构简单、操作方便、价格低廉等优点。数字式万用表则是新型数字仪表，以显示直观、准确度高、分辨力强、测试功能完善、测量速率快等优点而著称。这两类仪表各具特色，互为补充，都深受广大专业电气技术人员和电气爱好者青睐。
1.1 指针式万用表
指针式万用表是根据指针读数来确定测量结果的。它的型号很多，外观各式各样，但基本结构大致相同，都是由指示部分、测量部分和转换开关三部分组成。外形如图1-1所示。
一、指针式万用表的结构
指针式万用表由表头、测量电路及转换开关三个主要部分组成。 1.表头
表头是一只高灵敏度的磁电式直流电流表，万用表的主要性能指标基本上取决于表头的性能。表头指针满刻度偏转时流过表头的直流电流值越小，说明表头的灵敏度越高。表头上有四条刻度线。如图1-2所示，第一条（从上到下）标有R或
，指示的是电阻值，转
换开关在欧姆挡进，即读此条刻度线；第二条标有∽和VA，指示的是交、直流电压和直流电流值，当转换开关在交、直流电压或直流电流挡，量程在除交流10V以外的其他位置时，即读此条刻度线；第三条标有10V，指示的是10V的交流电压值，当转换开关在交、直流电压挡，量程在交流10V时，即读此条刻度线；第四条标有dB，指示的是音频电平。
2.测量电路
测量电路是用来把各种被测量转换成适合表头测量的微小直流电流的电路，它由电阻、电容、半导体器件及电池组成，如图1-3所示。它能将各种不同大小的被测量（如电流、电压、电阻等）经过一系列的处理（如整流、分流、分压等），转换成一定量限的微小直流电流送入表头进行测量。
3.转换开关
转换开关一般有两个，上面分别标有不同的挡位和量程，如图1-4所示。它可用来选择各种不同的测量电路，以满足不同被测量和不同量程的测量要求。
除上述几部分外，还有表笔和表笔插孔。图1-5所示为表笔与表笔插孔。表笔分为红、黑两支。使用时应将红色表笔插入标有“＋”号的插孔中，黑色表笔插入标有“－”号的插孔中。另外有些万用表还提供2500V交、直流电压扩大插孔以及5A的直流电流扩大插孔，使用时分别将红表笔移至对应插孔中即可。
二、指针式万用表的测量原理
简单说来，万用表的基本原理就是将各种不同大小的被测量（如电流、电压、电阻等）通过不同的测量电路，转换成一定量限的微小直流电流送入表头进行测量，从而显示被测量的大小，而各种测量电路的转换是通过转换开关来实现的。
下面分别介绍测量不同被测量时的测量电路。 1.测直流电流原理
如图1-6所示，在表头上并联适当的电阻（叫分流电阻）进行分流，就可以扩展电流量程，组成测量直流电流的测量电路。适当改变分流电阻的阻值，再把被测电流按极性接入“＋”、“－”极端钮，就可以根据表头上的指针读取被测值。
2、测直流电压原理
如图1-7所示，在表头上串联适当的电阻（叫分压电阻）进行降压，就可以扩展电压量程，组成测量直流电压的测量电路。适当改变分压电阻的阻值，再把被测电压按极性接入“＋”、“－”极端钮，就可以根据表头上的指针读取被测值。
3.测交流电流原理 如图1-8所示，万用表测交流电流须采用整流和分流电路。但整流电路会造成内阻增大，使电路两端的电压随量程的改变而发生变化，因此，有些新的万用表已采用电流互感器来改变量程。
4.测交流电压原理
如图1-9所示，因为表头是直流表，所以测量交流时，需加装桥式整流电路，将交流进行整流变成直流后再通过表头，这样就可以根据直流电的大小来测量交流电压。除了增加桥式整流电路外，图1-9所示电路其他部分与测直流电压的电路相同。
5.测电阻原理
如图1-10所示，在表头上并联和串联适当的电阻，同时串接一节电池，使电流通过被测电阻，根据电流的大小，就可测量出电阻值。改变分流电阻的阻值，就能改变电阻的量程。
三、指针式万用表 1.使用前的检查和调整
检查红色和黑色测试棒是否分别插入红色插孔（或标有“＋”号）和黑色插孔（或标有“－”号）并接触紧密，引线、笔杆、插头等处有无破损露铜现象。如有问题应立即解决，否则不能保证使用中的人身安全。观察万用表指针是否停在左边零位线上，如不指在零位线时，应调整中间的机械零位调节器，使指针指在零位线上，如图1-11所示。
2.用转换开关正确选择测量种类和量程。
根据被测对象，首先选择测量种类。严禁当转换开关置于电流挡或电阻挡时去测量电压，否则将损坏万用表。测量种类选择合适后，再选择该种类的量程。测量电压、电流时应使指针偏转在标度尺的中间附近，读数较为准确。若预先不知道被测量的大小范围，为避免量程选得过小而损坏万用表，应选择该种类最大量程预测，然后再选择合适的量程。
3.正确读数
万用表的标度盘上有多条标度尺，它们代表不同的测量种类。测量时应根据转换开关所选择的种类及量程，在对应的标度尺上读数，并应注意所选择的量程与标度尺上读数的倍率关系。另外，读数时，眼睛应垂直于表面观察表盘。如果视线不垂直，将会产生视差，使得读数出现误差。为了消除视差，MF47等型号万用表在表面的标度盘上都装有反光镜，读数时，应移动视线使表针与反光镜中的表针镜像重合，这时的读数无视差，如图1-12所示。图1-13所示是万用表的不正确读数。
4.电阻的测量
（1）被测电阻应处于不带电的情况下进行测量，以防止损坏万用表。被测电路不能有并联支路，以免影响精度。
（2）按估计的被测电阻值选择电阻量程开关的倍率，应使被测电阻接近该挡的欧姆中心值，即使表针偏转在标度尺的中间附近为好，并将交、直流电压量程开关置于“如图1-14所示。
”挡，
（3）测量以前，先进行“调
零”。将两表笔短接，此时表针会很快指向电阻的零位附近。若表针未停在电阻零位上，则旋动下面的“
”钮，使其刚好停在零位上。若调到底也不能使指针停在电阻零位上，则
说明表内的电池电压不足，应更换新电池后再重新调节。测量中每次更换挡位后，均应重新调零，如图1-15所示。
（4）测量非在路的电阻时，将两表笔（不分正、负）分别接被测电阻的两端，万用表即指示出被测电阻的阻值。测量电路板上的在路电阻时，应将被测电阻的一端从电路板上焊开，然后再进行测量，否则由于电路中其他无器件的影响，测得的电阻值误差将很大。测量高值电阻时，手不要接触表笔和被测物的引线。具体测量方法如图1-16所示。
（5）将读数乘以电阻量程开关所指倍率，即为被测电阻的阻值。
（6）测量完毕后，应将交、直流电压量程开关旋到交流电压最高量程上，可防止转换开关放在欧姆挡时表笔短路，长期消耗电池，如图1-17所示。
5.测量交流电压
（1）将选择开关转到“V”挡的最高量程，或根据被
测电压的概略数值选择适当量程。
（2）测量1000~2500V的高压时，应采用专测高压的高级绝缘表笔和引线，将测量选择开关置于“1000V”挡，并将正表笔改插入“2500V”专用插孔。测量时，不要两只手同时拿两支表笔，必要时使用绝缘手套和绝缘垫；表笔插头与插孔应紧密配合，以防止测量中突然脱出后触及人体，使人触电。
（3）测量交流电压时，将表笔并联于被测的电路上。转换量程时不要带电。
（4）测量交流电压时，一般不需分清被测电压的火线（术语为相线）和零线端的顺序，但已知火线和零线时，最好用红表笔接火线，黑表笔接零线。
6.测量直流电压
（1）将红表笔插在“＋”插孔，去测电路“＋”极；将黑表笔插在“※”插孔，去测电路“－”极，如图1-18所示。
（2）将万用表的选择量程开关置于“V”的最大量程，或根据被测电压的大约数值选择合适的量程，如图1-19所示。
（3）如果指针反指，则说明表笔所接极性反了，应尽快更正过来重测。 7.测量直流电流
（1）将选择量程开关转到“mA”部分的最高量程，或根据被测电流的大约数值选择适当的量程，如图1-20所示。