万用表的选型及使用

(呼和浩特热电厂，内蒙古 呼和浩特 010030 )
摘 要：文章详细介绍了万用表的选用及万用表的正确使 用方法。
关键词：万用表；精度；选择；测量；误差
中图分类号：TM938.12  文献标识码：A  文章编号： 1007—6921(2010)02—0119—01 

万用表是电气工程中常用的多功能、多量程的电工仪表。一般万用表可以用来测 量直流电流、电压、交流电流、电压以及电阻，有的还可以测量音频功率及电平、电容和电 感等。由于便于携带，使用方便，受到电气工作者的喜爱。在电力企业中凡是和电打交道的 人，几乎是人手一块万用表。这就要求万用表的使用者在实际测量工作中，要准确选用万用 表类型，并且正确选择万用表各档量程，否者不仅会因测量误差引起误判断，还会因为使用 不当烧损万用表而造成经济损失。
1 万用表的选用

随着现代电子科学技术的发展，高精度的数字万用表已得到广泛使用，但对于一些特定的被 测对象和在一些特定的工作环境，指针式万用表还具有数字万用表不可取代的用途。在实际 工作中指针式万用表和数字万用表各有其特点。①指针表读数精度较差，但指针摆动的过程比较直观，其摆动速度幅度有时也能比较客 观 地反映了被测量的大小（比如测电视机数据总线（SDL）在传递数据时的轻微抖动）。数字 表读数直观，但数字变化的过程看起来很复杂，不太容易观看。②指针表内一般有2块电池，一块是低电压的1.5V，1块是高电压的9V或15V， 其黑表 笔相对红表笔来说是正端。数字表则常用1块6V或9V的电池。在电阻档，指针表的表笔输 出电流相对数字表来说要大很多，用R×1档可以使扬声器发出响亮的“哒”声，用R×10档 甚至可以点亮发光二极管（LED）。③在电压档，指针表内阻相对数字表来说比较小，测量精度相对比较差，某些高电压微 电 流的场合甚至无法测准，因为其内阻会对被测电路造成影响（比如在测电视机显像管的加速 级电压时测量值会比实际值低很多）。数字表电压档的内阻很大，至少在MΩ级，对被测电 路影响很小。但极高的输出阻抗使其易受感应电压的影响，在一些电磁干扰比较强的场合测 出来的数据可能是虚值。

总之，在相对来说大电流高电压的模拟电路测量中适用指针表，比如电视机、音响功放。在 低电压小电流的数字电路测量中适用数字表，比如BP机、手机等。但这不是绝对的，可根据 情况选用数字表和指针表。
2 万用表的正确使用
2.1 万用表各档量程的选择

用万用表进行测量时会带来一定的误差，这些误差有些是仪表本身的准确度等级所允许的最 大绝对误差，有些是调整、使用不当带来的人为误差。测量时正确的选择各档量程，可以有 效的减少测量误差。
2.1.1 测量时万用表电压、电流档量程的选择。用同一块万用表的不同量程测量同一个标准所产生的误差不同，万用表的直流电压、电 流，交流电压、电流等各档，准确度等级的标定是由最大绝对允许误差Δ×与所选量 程满度值的百分数表示的，以公式表示：
ΔA%=（Δ×/满度值）×100%      （1）

例：现有一个15V的标准电压，用准确度等级为1.5的万用表进行测量，分别选用100V档和20 V档，由公式（1）可知：

100V档的最大允许误差：ΔX1=±1.5%×100V=±1.5V

20V档的最大允许误差：ΔX2=±1.5%×20V=±0.3V

由此可知，用100V档测量15V标准电压时，在万用表上的示值在13.5V～16.5V之间。用20V档 测量15V标准电压时，在万用表上的示值在14.7V～15.3V之间。即100V档的测量误差比2 0V档的测 量误差大得多。因此，用一块万用表测量同一标准时，用不同量程测量所产生的误差不同。 在满足被测信号的数值的情况下，应尽量选用量程小的档，这样可以提高测量的精度。
2.1.2 用同一块万用表的同一量程测量不同的两个标准产生误差不同

万用表的最大相对误差ΔA%=（最大绝对误差/被测标准值）×100%[JY]（2）

例：现用准确度为1.5级的万用表，200V档测量一个150V和80V的标准电压。

由公式（1）可知：200V档的最大绝对误差）ΔX=±1.5%×200V=±3.0V

对于150V的被测标准电压而言，其示值介于147V～153V之间，由公式（2）可知：

其最大相对误差为：A1=（±3.0V/150V）×100%=±2.0%

对于80V的被测标准电压而言，其示值介于77V～83V之间，由公式（2）可知：

其最大相对误差为：A2=（±3.0V/80V）×100%=±3.75%

比较A1和A2可以看出，用200V档测量80V电压比用200V档测量150V电压时的误差大， 因此，用同一块万用表的同一个量程测量两个不同电压的时候，谁离满档值近，谁的准确度 就高。所以测量时，应使被测量指示在万用表的2/3以上，只有这样才能减小测量误差。
2.1.3 测量时，电阻档量程的选择：

电阻档的每一个量程都可以测量0～∞的电阻值。用一块万用表测量同一电阻时，选 用不同的量程所产生的误差不同。用指针式万用表，可以非常清晰的说明这一点。指针式万 用表中，欧姆表的标尺刻度是非线性，不均匀的倒刻度，是用标尺弧长的百分数来表示。而 且各量程的内阻等于标尺弧长的中心刻度数乘倍率，称作“中心电阻”。也就是说，被测电 阻等于所选档量程的中心电阻时，电路中流过的电流是满度电流的一半。指针指示在刻度的 中央，其准确度用下式表示：

R%=（ΔR/中心电阻）×100%      （3）

例如：MF-30型万用表，其R×10档的中心电阻为250Ω，R×100档的中心电阻为2.5KΩ，准 确度为2.5级，用它测量一个500Ω的标准电阻，由公式（3）可知：

R×10档最大绝对允许误差：

ΔR（10）=中心电阻×R%=250Ω×（±2.5%）=±6.25Ω

用它测量500Ω标准电阻，则500Ω标准电阻示值介于493.75Ω～506.25Ω之间，最大相对误 差为：（±6.25÷500Ω）×100%=±1.25%。

R×100档最大绝对允许误差：

ΔR（100）=中心电阻×R%=2.5KΩ×（±2.5%）=±62.5Ω

用它测量500Ω标准电阻，则500Ω标准电阻的示值介于437.5Ω～562.5Ω之间，最大相对误 差为：（±62.5÷500Ω）×100%=±10.25%

通过以上的计算结果比较可知，选择不同的电阻量程，测量产生的误差相差很大。因此，在 选择档位量程时，要尽量使被测电阻处于量程标尺弧长的中心部位，测量精度会高一些。
2.2 使用万用表的注意事项
2.2.1 将切换开关旋在电压、电流、电阻的相应位置上，与一般的仪表同样使用就可以 了。但 是，测量电阻时，调到×1Ω、×10Ω、×1MΩ的量程，必须先短接测试棒调节好零点之后 再行测量。
2.2.2 使用完毕，将转换开关扳到OFF位置。没有这个位置的万用表，则扳到交流电压的 最大量程，这样既使下次使用出了错，也不会损坏仪表。
2.2.3 防止干电池漏液。在测量电阻中，当测试棒短接时，显示数值不稳定，或显示值 回不到 零点，多数是干电池没电了。这时，必须注意电池也可能发生漏夜会腐蚀电池座而使其生锈 。万用表长期不用时，要拿出干电池。没有干电池仍能测量电压和电流。
2.2.4 使用电阻档过程中，由于测试棒之间出现电压，不能进行通电电路的电阻测量， 尤其是 对工作中的半导体装置检查时，也有因此电压使半导体装置发生故障的情况。另外，假若在 通电电路内进行导线通路与否的试验，外加电压会烧损万用表内部的电阻。
2.2.5 因为万用表的频率特性是根据正弦波规定出使用范围，所以必须在测量范围内使 用，否者会出现很大误差。
3 结束语

随着科学技术的不断发展，万用表本身的价格逐渐下降，但其使用数量急剧上升。尤其是在 电力生产行业，已经成为电力工作者的手头必备常用仪表，若由于人为使用不当造成万用表 或被测设备的损坏，也可造成不可估量的经济损失。在实际工作中，我们要正确了解万用表 的结构特点和使用条件，根据被测对象的实际情况选用数字式或指针式万用表。要掌握正确 的测量技术和方法，正确的选择使用万用表各档量程，减小测量误差，提高工作的可靠性。 
［参考文献］
［1］ 森下正志（日）电工现场测量技术［M］北京：中国计量出版社，1986.

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