指导书-用万用表测基本电学量A

项目编号：12011108用万用表测基本电学量 万用表是万用电表的简称，万用表具有用途多，量程广，使用方便等优点，是电子测量中最常用的工具，掌握万用表的使用方法是电子技术的一项基本技能。万用表能测量电流、电压、电阻、有的还可以测量三极管的放大倍数，频率、电容值、逻辑电位、分贝值等。万用表有很多种，现在最流行的有机械指针式和数字式万用表。机械指针式万用表的原理是利用一只灵敏的磁电式直流电流表（微安表）做表头。当微小电流通过表头，就会有电流指示。但表头不能通过大电流，所以，必须在表头上并联与串联一些电阻进行分流或降压，从而测出电路中的电流、电压和电阻。数字万用表由于具有测量精确、取值方便、功能齐全等优点，因此深受使用者的欢迎，有些数字万用表则增加了频率测量、温度测量、数据记忆及语音报数等功能，给实际检测工作带来很大的方便。【实验目的】1、了解万用表的基本功能；2、会使用万用表测量直流电压、直流电流、交流电压、交流电流、电阻、电容、二极管正向压降等。【实验原理】1、UT58B万用表面板介绍123451. LCD显示窗2. 数据保持按键开关HOLD3. 功能量程选择旋钮4. 四个输入端口5. 电源按键开关POWER 图1 UT58B型万用表面板UT58B万用表为三位半表，LCD显示窗首位只能显示1或0，固而称其为半位，若显示1，则表示超出测量范围。后三位可以显示数字0到9。数据保持按键开关HOLD用于锁定屏幕显示的数字。2、屏幕显示功能和输入端口 UT58B万用表屏幕如图2所示，具体功能见表1。图2 UT58B万用表屏幕表1 UT58B万用表屏幕显示功能注意：如果出现电池欠压提示请告知老师检查并更换电池。3、UT58B万用表功能量程选择旋钮见表2。表2 UT58B万用表功能简介表开关位置功能说明直流电压测量交流电压测量电容测量电阻测量二极管测量电路通断测量直流电流测量交流电流测量温度测量hFE三极管放大倍数测量【实验器材】UT58B万用表 TCJD-1型电路板图3 TCJD-1型电路板外观结构图【实验内容与步骤】1、交直流电压测量（1）将红表笔插入 V 插孔，黑表笔插入 COM插孔；（2）将功能量程开关置于V 或V电压测量档，并将表笔并联到待测电源负载上；（3）从显示器上直接读取被测电压值。交流测量显示值为正弦波有效值(平均值响应)。安全提示：（1）不要输入高于1000V 的电压。测量更高的电压是有可能的，但有损坏仪表的危险；（2）在测量高电压时，要特别注意避免触电；（3）在完成所有的测量操作后，要断开表笔与被测电路的连接。2、交直流电流测量（1）将红表笔插入A、mA或A插孔，黑表笔插入COM插孔；（2）将功能量程开关置于A或A电流测量档，并将仪表表笔串联到待测回路中；（3）从显示器上直接读取被测电流值，交流测量显示值为正弦波有效值（平均值响应）。安全提示：（1）在仪表串联到待测回路之前，应先将回路中的电源关闭。（2）测量时应使用正确的输入端口和功能档位，如不能估计电流的大小，应从高档量程开始测量。（3）大于10A电流测量时，因A输入端口没有设置保险丝，为了安全使用每次测量时间应小于10秒，间隔时间应大于15分钟。（4）当表笔插在电流端子上时，切勿把表笔测试针并联到任何电路上，会烧断仪表内部保险丝和损坏仪表。（5）在完成所有的测量操作后，应先关断电源再断开表笔与被测电路的连接。对大电流的测量更为重要。注意：若测量电流功能失效则可能是表内保险丝熔断，请告知老师检查并更换保险丝。3、电阻的测量在电子电路中常用的电阻器有固定式电阻器和电位器，按制作材料和工艺不同，固定式电阻器可分为：膜式电阻（碳膜RT、金属膜RJ、合成膜RH和氧化膜RY）、实芯电阻（有机RS和无机RN）、金属线绕电阻（RX）、特殊电阻（MG型光敏电阻、MF型热敏电阻）四种。电阻阻值有直接编号和色环法，直接编号即直接标注的阻值，下面主要介绍电阻的色环识别。目前，电子产品广泛采用色环电阻，其优点是在装配、调试和修理过程中，不用拨动元件，即可在任意角度看清色环，读出阻值，使用方便。一个电阻色环由四部分组成（精密度电阻器的色环标志用五个色环表示）。四个色环的其中第一、二环分别代表阻值的前两位数；第三环代表倍率；第四环代表误差。下面介绍掌握此方法的几个要点：（1）熟记第一、二环每种颜色所代表的数。颜色棕红橙黄绿蓝紫灰白黑数值1234567890颜色数值对照表（2）记准记牢第三环颜色所代表的倍率（阻值范围），这一点是关键。颜色金色黑色棕色红色橙色黄色绿色蓝色倍率10-1100101102103104105106颜色倍率对照表（3）记住第四环颜色所代表的误差，即：金色为5；银色为10；无色为20。（1）将红表笔插入插孔，黑表笔插入COM插孔；（2）将功能开关置于测量档，并将表笔并联到被测电阻上；（3）从显示器上直接读取被测电阻值。安全提示：（1）如果被测电阻开路或阻值超过仪表最大量程时，显示器将显示 1 。（2）当测量在线电阻时，在测量前必须先将被测电路内所有电源关断，并将所有电容器放尽残余电荷，才能保证测量正确。（3）在低阻测量时，表笔会带来约0.1 -0.2电阻的测量误差。为获得精确读数，应首先将表笔短路，记住短路显示值，在测量结果中减去表笔短路显示值，才能确保测量精度。（4）如果表笔短路时的电阻值不小于0.5时，应检查表笔是否有松脱现象或其它原因。（5）测量1M以上的电阻时，可能需要几秒钟后读数才会稳定。这对于高阻的测量属正常。为了获得稳定读数尽量选用短的测试线。4、二极管的测量（1）将红表笔插入插孔，黑表笔插入COM 插孔。红表笔极性为 + ，黑表笔极性为 - ；（2）将功能开关置于通断测量档，红表笔接到被测二极管的正极，黑表笔接到二极管的负极；（3）从显示器上直接读取被测二极管的近似正向PN结压降值，单位mV。安全提示：（1）如果被测二极管开路或极性反接时，显示 1 。（2）当测量在线二极管时，在测量前必须首先将被测电路内所有电源关断，并将所有电容器放尽残余电荷。（3）二极管测试开路电压约为3V。（4）不要输入高于直流60V或交流30V以上的电压，避免伤害人身安全。（5）在完成所有的测量操作后，要断开表笔与被测电路的连接。5、电路通断测量（1）将红表笔插入插孔，黑表笔插入 COM插孔；（2）将功能开关置于通断测量档，并将表笔并联到被测电路两端。如果被测二端之间电阻70，认为电路断路，被测二端之间电阻10，认为电路良好导通，蜂鸣器连续声响；（3）从显示器上直接读取被测电路的近似电阻值，单位为。安全提示：（1）当检查在线电路通断时，在测量前必须先将被测电路内所有电源关断，并将所有电容器放尽残余电荷。（2）电路通断测量，开路电压约为3V。（3）不要输入高于直流60V或交流30V以上的电压，避免伤害人身安全。（4）在完成所有的测量操作后，要断开表笔与被测电路的连接。6、电容的测量电容器是一种能储存电荷的容器。它是由两片靠得较近的金属片，中间再隔以绝缘物质而组成的。按绝缘材料不同，可制成各种各样的电容器。如：云母、瓷介、纸介质、电解电容器等。在构造上，又分为固定电容器和可变电容器。电容器对直流电阻力无穷大，即电容器具有隔直流作用。电容器对交流电的阻力受交流电频率影响，即相同容量的电容器对不同频率的交流电呈现不同的容抗。电子制作中需要用到各种各样的电容器，它们在电路中分别起着不同的作用。与电阻器相似，通常简称其为电容，用字母C表示。顾名思义，电容器就是“储存电荷的容器”。尽管电容器品种繁多，但它们的基本结构和原理是相同的。两片相距很近的金属中间被某物质（固体、气体或液体）所隔开，就构成了电容器。两片金属称为极板，中间的物质叫做介质。电容器也分为容量固定的与容量可变的。但常见的是固定容量的电容，最多见的是电解电容和瓷片电容。不同的电容器储存电荷的能力也不相同。规定把电容器外加1伏特直流电压时所储存的电荷量称为该电容器的电容量。电容的基本单位为法拉（F）。但实际上，法拉是一个很不常用的单位，因为电容器的容量往往比1法拉小得多，常用微法（F）、纳法（nF）、皮法（pF）（皮法又称微微法）等，它们的关系是：1法拉（F）= 1000000微法（F） 1微法（F）= 1000纳法（nF）= 1000000皮法（pF）。（1）将转接插座插入V和mA二插孔；（2）量程开关置于F档位，然后将被测电容插入转接插座对应插孔或用表笔直接接触被测量电容两端；（3）从显示器上直接读取被测电容值。安全提示：（1）如果被测电容短路或容值超过仪表的最大量程时，显示器将显示 1 。（2）所有的电容在测试前必须全部放尽残余电荷。（3）大于10F容值测量时，会需要较长的时间，属正常。（4）不要输入高于直流60V或交流30V以上的电压，避免伤害人身安全。（5）在完成所有的测量操作后，取下转接插座。7、温度测量（1）将转接插座插入V和mA二插孔；（2）量程开关置于档位，此时LCD显示1，然后将温度探头(K型插头)插入转接插座对应温度插孔。此时LCD显示室温；（3）将温度探头探测被测温度表面，数秒后从LCD上直接读取被测温度值。安全提示：（1）仪表所处环境温度不得超出18-23范围之外，否则会造成测量误差，对低温测量更为明显。（2）不要输入高于直流60V或交流30V以上的电压，避免伤害人身安全。（3）在完成所有的测量操作后，取下温度探头和转接插座。8、三极管hFE测量半导体三极管也称为晶体三极管，可以说它是电子电路中最重要的器件。它最主要的功能是电流放大和开关作用。三极管顾名思义具有三个电极。二极管是由一个PN结构成的，而三极管由两个PN结构构成，共享的一个电极成为三极管的基极（用字母b表示）。其它的两个电极成为集电极（用字母c表示）和发射极（用字母e表示）。由于不同的组合方式，形成了一种是NPN型的三极管，另一种是PNP型的三极管。这两种类型的三极管从工作特性上可互相弥补，所谓OTL电路中的对管就是由PNP型和NPN型配对使用。 三极管的种类很多，并且不同型号各有不同的用途。三极管大都是塑料封装或金属封装，常见三极管的外观如图，大的很大，小的很小。三极管的电路符号有两种：有一个箭头的电极是发射极，箭头朝外的是NPN型三极管，而箭头朝内的是PNP型。实际上箭头所指的方向是电流的方向。（1）将转接插座插入V和mA二插孔；（2）量程开关置于hFE档位，然后将被测NPN或PNP型三极管插入转接插座对应孔位；（3）从显示器上直接读取被测三极管hFE近似值。安全提示：（1）不要输入高于直流60V或交流30V以上的电压，避免伤害人身安全。（2）完成所有的测量操作后，取下转接插座。上述内容中7、8两项可根据实际情况由学生自拟表格选做。【数据记录与处理】每组测试点测量三次，写好测量数值和单位，并记录所使用的功能量程，最后计算出平均值，填写到表3中。表3 万用表使用测试数据记录测量项测量点123功能量程单位平均值交流电压T1-T2直流电压T3-T4T5-T6稳压管电压T7-T8交流电流T13-T14T15-T16直流电流T17-T18T19-T20电阻R1R2R3R4R5R6电容C1C3C4发光二极管LED1LED2LED3二极管正向压降D1D2【研究与讨论】1、 UT58B型万用表可以测量哪些量？2、 用万用表如何检测线路是否断路，请列出几种方法，如果没有万用表那如何检测？3、 请列出三条以上数字万用表和针式万用表的区别？【参考资料】1 教材：大学物理实验，杨广武主编，天津大学出版社2009年3月出版： P5661：电学基础实验（1） 万用表的使用