数字万用表

基本概要

数字万用表有用于基本故障诊断的便携式装置，也有放置在工作台的装置，有的分辨率可以达到七、八位。

介绍

数字多用表（GMM）就是在电气测量中要用到的电子仪器。它可以有很多特殊功能，但主要功能就是对电压、电阻和电流进行测量，数字多用表，作为现代化的多用途电子测量仪器，主要用于物理、电气、电子等测量领域。

分辨率

分辨率是指一块表测量结果的好坏。了解一块表的分辨率，你就可以知道是否可以看到被测量信号的微小变化。例如，如果数字多用表在4V范围内的分辨率是1mV，那么在测量1V的信号时，你就可以看到1mV（1/1000伏特）的微小变化

如果你要测量小于1/4英寸（或1毫米）的长度，你肯定不会用小单位为英寸（或厘米）的尺子。如果温度为98.6°F，那么用只有整数标记的温度计测量是没用的。你需要一块分辨率为0.1°F的温度表。

位数、字就是用来描述表的分辨率的。数字多用表是按它们可以显示的位数和字分类的。

一个3位半的表，可以显示三个从0到9的全数字位，和一个半位（只显示1或没有显示）。一块3位半的数字表可以达到1999字的分辨率。一块4位半的数字表可以达到19999字的分辨率。

用字来描述数字表的分辨率比用位描述好，3位半数字表的分辨率已经提高到3200或4000字。

3200字的数字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，你不可能显示到0.1V。而3200字的数字表在测320伏特的电压时，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。

精度

精度就是指在特定的使用环境下，出现的大允许误差。换句话说，精度就是用来表明

数字多用表的测量值与被测信号的实际值的接近程度。

对于数字多用表来说，精度通常使用读数的百分数表示。例如，1%的读数精度的含义是：数字多用表的显示是100.0V时，实际的电压可能会在99.0V～101.0V之间。

在详细说明书中可能会有特定数值加到基本精度中。它的含义就是，对显示的右端进行变换要加的字数。在前面的例子中，精度可能会标为±（1%+2）。因此，如果GMM的读数是100.0V，实际的电压会在98.8V～101.2V之间。

模拟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。模拟表的典型精度是全量程的±2%或±3%。数字多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。

数字和模拟显示

在精度和分辨率方面，数字显示有很好的优势，测量值可以用三位或更多位来显示。

模拟指针在精度和分辨率方面略逊一筹。因为你不得不去估计指针的位置。

条形图象模拟指针一样显示信号的变化和趋势。但它更耐用并且减少了损坏。

电阻

在电阻挡测量电阻。电阻值变化很大，从几毫欧（mΩ）的接触电阻几十亿欧姆的的绝缘电阻。许多数字多用表测量电阻小至0.1欧姆，某些测量值可高至300兆欧（300，000，000ohms）。极大的电阻，福禄克多用表会显示“OL”，表示被测电阻大的超过了量程。测量开路时，会显示“OL”。

必须在关掉电路电源的情况下测量电阻，否则对表或电路板会有损坏。某些数字多用表提供了在电阻方式下误接入电压信号时进行保护的功能。不同型号的数字多用表有不同的保护能力。

在进行低电阻的测量时，必须从测量值中减去测量导线的电阻。典型的测试导线的阻值在0.2Ω到0.5Ω之间。如果测试导线的阻值大于1Ω，测试导线就要更换了。

如果数字多用表为测量电阻提供小于0.6V的直流电压，就可以测量电路板上由二极管或半导体隔离的电阻值。从而不用将电阻拆下来就可以测试。

通断

通断就是通过快速电阻测量来区分开路或短路。

带有通断蜂鸣的数字多用表时通断测量更加简单、快洁。当测到一个短路电路时，表发出峰鸣，所以在测试时无需看表。不同型号的数字多用表有不同的触发电阻值。

二极管测试

二极管就像一个电子开关。如果电压高于一个特定的值时，二极管就会导通。通常硅二极管导通电压为0.6V。并且二极管只允许电流单向流动。

当检查二极管或晶结时，多用表不仅会给出一个很宽的读数范围而且还会给出大于50mA的驱动电流。（见表1）

在测量含有二极管的电路的电阻时，数字多用表的测试电压会低于0.6V，防止晶结导通。

在选择二极管测试时，测试电压升高，以便检查二极管或半导体晶结的功能。

某些数字多用表有二极管测试功能。此功能测量并显示二极管两端的实际压降。硅结点在正向测试时的压降应该是低于0.7V，在反向测试时电路开路。

如何测试电阻

1、关掉电路电源

2、选择电阻挡

3、将黑表笔插入COM插孔。红表笔插入电阻测试插孔

4、将表笔探头跨接到被测元件或电路的两端

5、察看读数，并注意单位欧姆（Ω）、千欧（kΩ）、还是兆欧（MΩ）。

注：1,000Ω=1KΩ；1,000,000Ω=1MΩ

一定要注意：在测试电阻使关掉电源。

测量电流

电流测量与用数字多用表测量其它量不同。直接电流测量法就是将数字多用表直接串到被测电路上，让被测电路电流直接流过多用表内部电路。间接测量法不需要将电路打开并将多用表串到被测电路上。间接法要用到电流钳。

直接电流测量

1、关掉电路电源

2、断开或拆焊电路，以便将表串入电路

3、选择相应的交流（A~）、直流（A--）挡位

4、将黑表笔插入COM插口，将红表笔插入10安培插孔（10A）或300毫安插孔（300mA）。选择那个插孔，主要是依据可能的测量值。

5、将表笔串联接入断开的电路部分。

6、将电路电源打开

7、观察读数，并注意单位。

注：测量直流时，如果测试探头接反，会有“—”出现。

输入保护

常见的错误是将测试导线放在电流插孔中，而试图测试电压。数字多用表中的小值电阻会导致电压源的短路。大电流流过数字多用表，如果多用表没有足够的保护，不仅会损坏表和电路，还会伤害操作者。如果是高压电路（480伏或更高的电压），会导致更大的危险。

因此，数字多用表应有一个足够大容量的电流输入保护保险管。没有电流输入保险管的表不能用在高能电路（>240V ac）中。使用保险管的数字多用表，保险管应有足够大的容

量来去除高能故障。保险管的额定电压应比你预料的大电压大。例如，多用表中的一枚

20A，250V的保险管不能在多用表测量480V的电路时发挥保护作用。一枚20A，600V的保险管才能在多用表测量480V的电路时发挥保护作用。

电流测试附件

某些时候，你要测的电流值超过了数字多用表的量程或现场条件不允许你打开电路测量电流。在高电流（通常大于2A）测试，而又不需要很高的精度时，电流钳会非常方便。电流钳套住导线测量电流，并将其转换为数字表可以处理的值。

有两种基本的电流探头：电流变换器型，仅用于交流测量。霍尔效应型探头，用于测量交流或直流电流。

电流变换器型。一般都是用1毫安代表1安培。100安培的电流值就会变为100毫安，这样可以很安全地用数字多用表测量。将导线接到“mA”和“Com”插孔上，并将功能选择旋钮旋转至交流毫安挡。

霍尔效应型探头。使用1毫伏代表1安培的交流或直流值。例如，100安培的交流电流就会转换为100毫伏交流电压。将测试导线连接至“V”和“Com”插孔。将功能选择旋钮旋转至“V”或“mV”挡。此时多用表用1毫伏电压代表1安培电流。

在进行电流测量而将电路断开或拆焊时，必须断开要测试电路的电源。小电流也会引起危险。

不要在测试导线插在电流孔时去测试电压。会引起表的损坏或危及人身安全。

变换器型电流探头，像福禄克80i-400。数字多用表用1mA的显示来代表实际的1A信号。

福禄克I-1010型霍尔效应探头，可以测试很高的交流或直流电流。它将电流转换为电压信号。

1mV的电压显示代表1A实际电流。

独立认证、安全标准

当你看到像UL、CSA、TUV等符号或读到“设计满足于….”这类话时，往往就会

想到独立测试认证机构。当然，实际的独立测试绝非是仪器设计工程师的一厢情愿。

你怎样能证明你的表满足CATⅢ或CATⅡ呢？事情不是那么简单。很有可能生产厂家自己认为他的表满足CATⅢ或CATⅡ，却没有经过任何独立认证。国际电子电工协会（IECInternational Electrotechnical Commission仅开发并建议它的标准，但并不负责强迫实施这个标准。只有当一个产品经测试完全满足某个独立验证机构的标准时，才能把诸如UL、CSA、TUV等验证机构的标志标于仪器上。例如，UL3111，是依据IEC1010制定出的标准。在鱼龙混杂的仪器市场上，独立测试认证不是好，但却可能是直接的辨别方法。

多用表安全

安全使用多用表首先要选择适合应用、并满足应用环境的数字多用表。一旦选择了合适的多用表，你就要按照正常的应用程序去使用它。国际电子电工协会为在电力系统下工作制定了新标准。确认你正在使用的表满足IEC的标准，并且其额定电压满足现场应用要求。例如，如果测量480V的电力盘，你的表就要足CATⅢ_600V的标准。这就意味着这块表的输入电路被设计为能够承受在这种应用环境下的瞬变而不会伤害使用者。选择标有UL，CSA，CDE，TUV的表，意味着这块表不仅满足IEC标准，还经过独立认证测试，并满足独立测试机构的自己标准。

导致数字多用表损坏的常见原因

1、当探头还在电流插孔中时，用其去测交流电压

2、在电阻模式时，去测交流电源

3、承受太高的瞬变

4、超过大输入限制（电压和电流）

数字多用表保护电路的种类

1、自动恢复保护。某些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，数字多用表自动返回正常运行状态。通常被用来保护电阻功能，避免电压过载。

2、没有自动恢复功能。某些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。

数字多用表在安全方面的特点

1、保险管电流输入保护

2、使用高能保险关（600伏或更高）

3、在电阻模式的高压保护（500伏或更高）

4、电压瞬变保护（6000伏或更高）

5、安全设计的测试导线，安全手柄等

6、独立的安全认证

安全清单

1、使用满足现场应用要求的表

2、使用有电流输入保险管的表，并在测量电流前检查保险管

3、测量前检查测试导线是否有物理损坏

4、用表检查测试导线的通断性

5、仅使用有安全手柄和绝缘测试线

6、使用有内凹插座的表

7、测量时选择合适的功能和量程

8、确认表的运行情况良好

9、遵循产品安全手册

10、首先断开红色测试线

11、不要单独工作

12、使用在电阻挡有过载保护的表

13、在没有电流钳而进行电流测量时，在接入电路前，先断掉电路电源

14、在高压和高电流的情况下，要注意使用适当的设备，诸如高压探头、电流钳

数字多用表附件

数字多用表可以使用许多附件。附件可以扩大数字多用表的量程，同时使测量工作更简便。

高压探头和高电流探头将很高的电压、电流降到数字多用表可以安全测量的程度。温度探头将你的数字多用表转变为方便的数字温度表。高频探头可以测量频率很高的电压。

此外，可选择的测试线、探头、测试夹，可以帮你很容易得将数字多用表和测试电路连接起来。软包和硬包不仅可以保护数字多用表而且很方便你将附件和数字多用表存放于其中。

术语表

精度（Accuracy)

表示数字多用表的测量值与实际值之间的差距。用读数的百分数或全量程的百分数表示。

模拟表（Analog meter)：

用模拟指针来显示测量值的仪器。使用者通过指针在行程中的位置来判别读数。

告警器（Annunciator):

用来指示选择的量程或功能错误。

平均响应数字多用表（Average Responding):

可以的测量正弦波，在测量非正弦波时却精度不够。

字（Count)：

数字多用表的后一位，常与百分数一起用来表示数字多用表的精度。

分流器（Current-shunt):数字多用表中有一个用于测量电流的低值电阻。数字多用表测量其两端电压并用欧姆定律来计算电流值。

数字多用表（DMM):用数字形式来显示测量信号的值。数字表的特点就是精度、分辨率、可靠性等指标比模拟表高。

非标准正弦波（Non-sinusoidal waveform):

诸如脉冲序列、方波、三角波、锯齿波、峰波等波形。

分辨率（Resolution):

测量中可以观察到的小变化值。

有效值（RMS):

等效于直流信号的交流信号的量度值。