萬用表的基本原理是利用一只靈敏的磁電式直流電流表(微安表)做表頭,當微小電流通過表頭,就會有電流指示,但表頭不能通過大電流,所以,必須在表頭上并聯(lián)與串聯(lián)一些電阻進行分流或降壓,從而測出電路中的電流、電壓和電阻。
萬用表的組成結(jié)構
一、表頭
1、指針式表頭
它是一只高靈敏度的磁電式直流電流表,萬用表的主要性能指標基本上取決于表頭的性能。表頭的靈敏度是指表頭指針滿刻度偏轉(zhuǎn)時流過表頭的直流電流值,這個值越小,表頭的靈敏度愈高,測電壓時的內(nèi)阻越大,其性能就越好。表頭上有四條刻度線,它們的功能如下:
?、俚谝粭l(從上到下)標有R或Ω,指示的是電阻值,轉(zhuǎn)換開關在歐姆擋時,即讀此條刻度線;
?、诘诙l標有∽和VA,指示的是交、直流電壓和直流電流值,當轉(zhuǎn)換開關在交、直流電壓或直流電流擋,量程在除交流10V以外的其它位置時,即讀此條刻度線;
?、鄣谌龡l標有10V,指示的是10V的交流電壓值,當轉(zhuǎn)換開關在交、直流電壓擋,量程在交流10V時,即讀此條刻度線;
④第四條標有dB,指示的是音頻電平。
2、數(shù)字式表頭
數(shù)字萬用表的表頭一般由一只A/D(模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換芯片+外圍元件+液晶顯示器組成,萬用表的精度受表頭的影響,萬用表由于A/D芯片轉(zhuǎn)換出來的數(shù)字,一般也稱為31/2位數(shù)字萬用表,41/2位數(shù)字萬用表等等。常用的芯片是ICL7106(3位半LCD手動量程經(jīng)典芯片,后續(xù)版本為7106A、7106B、7206、7240等等),ICL7129(4位半LCD手動量程經(jīng)典芯片),ICL7107(3位半LED手動量程經(jīng)典芯片)。
二、測量線路
測量線路是用來把各種被測量轉(zhuǎn)換到適合表頭測量的微小直流電流的電路,它由電阻、半導體元件及電池組成它能將各種不同的被測量(如電流、電壓、電阻等)、不同的量程,經(jīng)過一系列的處理(如整流、分流、分壓等)統(tǒng)一變成一定量限的微小直流電流送入表頭進行測量。
三、轉(zhuǎn)換開關
其作用是用來選擇各種不同的測量線路,以滿足不同種類和不同量程的測量要求,轉(zhuǎn)換開關一般有兩個,分別標有不同的檔位和量程。
四、表筆和表筆插孔
表筆分為紅、黑二只,使用時應將紅色表筆插入標有“+”號的插孔,黑色表筆插入標有“-”號的插孔。
電容的檢測主要采用代換法和儀器檢測法。儀器檢測法可以用數(shù)字型萬用表的電容擋或電容表測量被檢電容的容量,也可用指針型萬用表的電阻擋檢測該電容的阻值,以判斷它是否正常。因為數(shù)字型萬用表的電容當一般只測量20μF以內(nèi)的電容,所以超過20μF的電容應采用電容表,指針型萬用表檢測或采用代換法檢測。
1.電容的放電
若被測電容存儲電荷時,應先將它存儲的電荷放掉,以免損壞萬用表、電容表或電擊傷人。被測電容存儲電荷較多時,可用電烙鐵的插頭碰觸電容的引腳,利用電烙鐵的內(nèi)阻將電壓釋放掉,這樣可減小放電電流;若電容存儲的電荷較少,可用萬用表表筆或螺釘旋具的金屬部位短接電容的兩個引腳,將存儲的電荷直接放掉,如下電容放電示意圖。
2.用數(shù)字型萬用表檢測電容
用數(shù)字型萬用表測量電容的方法比較簡單,首先將功能開關置于電容量程C(F),再將電容插入測試座中,顯示屏就可以顯示電容的容量。若數(shù)值小于標稱值,說明電容容量減小; 若數(shù)值大于標稱值說明電容漏電。
如下圖所示,若需要測量的電解電容的容量為10μF,將萬用表置于20μF擋,再將該電容插入電容測試座中,顯示屏顯示為10.14,說明該電容的容量值為10.14μF;若需要測量 電容的容量為5600pF,將萬用表置于20nF擋,再將該電容插入電容測試座中,顯示屏顯示為5.52,說明該電容的容量值為5520pF。
3.用指針型萬用表檢測電容
指針型萬用表電阻擋檢測電容時,首先根據(jù)電容容量大小來選擇萬用表電阻擋的擋位。 為存電的電容放電后,將紅、黑表筆分別接在電容的兩個引腳上,通過表針的偏轉(zhuǎn)角度來判斷電容是否正常。若表針快速向右偏轉(zhuǎn),然后慢慢向左退回原位,一般來說電容是好的。如果表針擺起后不再回轉(zhuǎn),說明電容已經(jīng)擊穿。如果表針擺起后逐漸停留在某一位置,則說明該電容已經(jīng)漏電;如果表針不能右擺,說明被測電容的容量較小或無容量。比如,測量47μF的電容時,首先選擇R*1K擋,用兩個表筆接電容的兩個引腳時,表針因電容被充電迅速向右偏轉(zhuǎn),隨后電容因放電而慢慢回到左側(cè)“0”的位置,這說明該電容正常,如圖所示。不同容量電容的測量阻值如表所示。
使用中會由于自身操作及環(huán)境問題導致儀器產(chǎn)生一定的故障,對于用戶的正常使用會造成一定的影響,所以對于數(shù)字萬用表的維護和保養(yǎng)是不可缺少的。
1、維護方法
數(shù)字萬用表表具有很高的靈敏度和準確度,其應用幾乎遍及所有企業(yè)。但由于其故障出現(xiàn)呈多因素,且遇到問題的隨機性大,沒有太多規(guī)律可循,將工作實際中所積累的一些修理經(jīng)驗整理出來,以供從事本專業(yè)的同仁參考。
尋找故障應先外后里,先易后難,化整為零,重點突破。其方法大致可分為以下幾種:
1.1感覺法 憑借感官直接對故障原因做出判斷,通過外觀檢查,能發(fā)現(xiàn)如斷線、脫焊、搭線短路、熔絲管斷、燒壞元件、機械性損傷、印刷電路上銅箔翹起及斷裂等;可以觸摸出電池、電阻、晶體管、集成塊的溫升情況,可參照找出溫升異常的原因。另外,用手還可檢查元件有否松動、腳管是否插牢,轉(zhuǎn)換開關是否卡帶;可以聽到和嗅到有無異聲、異味。
1.2測電壓法 測量各關鍵點的工作電壓是否正常,可較快找出故障點。如測A/D轉(zhuǎn)換器的工作電壓、基準電壓等。
1.3短路法 在前面所講的檢查A/D轉(zhuǎn)換器方法里一般都采用短路法,這種方法在修理和微電儀器時用得較多。
1.4斷路法 把可疑部分從整機或單元電路中斷開,若故障消失,表示故障在斷開的電路中。此法主要適合于電路存在短路的情況。
1.5測元件法 當故障已縮小到某處或幾個元件時,可對其進行在線或離線測量。必要時,用好的元件進行替換,若故障消失,說明元件已壞。
2、保養(yǎng)
數(shù)字萬用表是一臺精密儀器,不要隨意更換線路,并注意以下幾點:
2.1不要接高于1000V直流電壓或高于700V交流有效值電壓.
2.2不要在功能開關處于Ω和位置時,將電壓源接入.
2.3在電池沒有裝好或后蓋沒有上緊時,請不要使用此表.
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