萬用表

萬用表(multimeter)又稱三用表、多用表、電壓表是一種多量程測量各種電量的便攜式電子測量儀器。測量電阻的通用萬用表、電流、電壓為主。一些萬用表也可以用來測量音頻電平、電容量、晶體管的電感和β值等。

萬用表是由電流表組成的、電壓表歐姆表等各種測量電路都是由轉換器件組成的集成儀器，它們是由機械部件組成的、顯示部分、電氣部分3由大部分零件組成。機械部分包括外殼、檔位開關旋鈕和刷子等；顯示部分也稱為標題；電氣部分由測量電路板組成、電位器、電阻、二極管、電容器和其他電子元件。

第一個移動指針電流檢測裝置出現在1820年（電流計），被視為萬用表的前身，目前普遍使用的手持式萬用表最早可追溯到1977年。

萬用表一般可分為數字萬用表和指針式萬用表。電子設備的故障診斷、維修、電力行業、實驗和教學的廣泛應用，伴隨著半導體技術、隨著人工智能等技術的快速發展，未來萬用表將實現小型化、智能和集成的發展。

萬用表是由電流表組成的、電壓表歐姆表等各種測量電路是由轉換器件組成的綜合儀器每個測量電路的原理基礎是歐姆和安培s定律和電阻串并聯定律。

以指針式萬用表的工作原理為例，測量電壓和電流時，有外部電流流入電表，因此無需在內部連接電池。

當檔位開關旋鈕SA轉到交流電壓檔位時，它被二極管VD整流，電阻器R3的電流被限制，這由儀表顯示；當DC電壓塊被設置時，不需要二極管整流，只需要電阻器R2來限制電流，并且儀表可以顯示它；當你設置DC電流塊時，你不 t不需要二極管整流或電阻R2來限制電流，儀表可以顯示出來；測量電阻時，將轉換開關SA轉到ω此時沒有外部電流，因此必須使用內部電池作為電源。假設外部測量電阻為Rx，表中的總電阻為R，產生的電流為I，由Rx決定、電池E、可調電位器Rp、固定電阻R1和儀表部分形成閉合電路，形成的電流I使儀表指針偏轉。

紅色儀表連接到電池的負極，通過電池的正極連接到電位器Rp和固定電阻R1，通過儀表頭連接到黑色儀表條，與被測電阻Rx形成回路，產生電流供儀表頭顯示。

從上面的公式中，我們可以看到I和測量的電阻Rx不是線性的，因此表盤上的電阻刻度的刻度是不均勻的。當電阻較小時，回路中的電流較大，指針的擺動較大，因此電動葫蘆的刻度標尺被反向劃分。

此時通過儀表的電流最大，儀表擺動最大，因此指針指向滿刻度并向右偏轉最大，顯示電阻為0ω。另一方面，當萬用表的紅色和黑色條開路時，相當于外部電阻可以忽略不計，此時通過儀表的電流最小，所以指針指向0刻度，顯示電阻為∞。

萬用表主要由機械部分組成、顯示部分、電氣部分3由大部分零件組成。機械部分包括外殼、檔位開關旋鈕和刷子等；顯示部分也稱為標題；電氣部分由測量電路板組成、電位器、電阻、二極管、電容器和其他電子元件。

機械部分

萬用表的機械部分主要包括外殼、擋位開關旋鈕、電刷表筆等部分。不同型號的萬用表有不同的檔位開關旋鈕，功能開關和檔位開關共用一種開關類型、功能開關和范圍開關分離式、功能開關和范圍開關交互使用類型等。觸針主要用于夾住待測電氣元件或電路的連接點有些萬用表還配有特殊插座，與功能轉換開關配合完成一些特殊測量。

顯示部分

顯示部分，也稱為表頭，由數字顯示組成、指針指示器或LED燈。數字顯示器用于顯示測量的電壓、指針指示器主要用于測量DC電壓和DC電流等模擬信號的值，LED燈用于提示是否有電流過載。表頭將過渡電量轉換為儀表指針的機械偏轉角度或數字顯示，并在其表盤刻度或顯示上指示被測電量。

電氣部分

電氣部分是萬用表的核心部分，主要由測量電路板組成、芯片、電位器、電阻、二極管、電容器和其他電子元件。芯片起到萬用表測量處理器的作用，處理輸入的電信號并輸出數值電路板負責將芯片處理后的信號傳輸到顯示器或指針指示器等顯示元件，各種被測線路由萬用表轉換為適合電表測量的電路和電阻、半導體元件和電池組構成了測量電路。經分流、整流、通過對分壓的處理，送到儀表測量的電流被均勻地轉換成具有一定限度的小DC電流。

數字萬用表

第一臺數字萬用表出現在1969年。

數字萬用表采用集成電路模塊 / 數字轉換器和液晶顯示器，一種直接以數字形式顯示測量值的電子測量儀器。

萬用表

數字萬用表的主要特點是數字顯示，直觀準確，無視覺誤差，僅具有極性自動顯示功能，具有較高的測量精度和分辨率。輸入阻抗高，對被測電路影響小，電路集成度高，組裝和維護方便，數字萬用表使用更可靠耐用，測試功能齊全。保護功能齊全，有過壓、過流保護過載保護和過輸入顯示功能，功耗低，抗干擾能力強，可在磁場環境中正常工作，便于攜帶和使用。

數字萬用表是在DC數字電壓表的基礎上發展起來的。為了能夠測量交流電壓、電流、電阻、電容、二極管正向壓降、晶體管放大倍數，比如電量，必須增加相應的轉換器，將測得的電量轉換成DC電壓信號，然后通過a/d轉換器將其轉換為數字量并以數字形式顯示。數字萬用表的基本結構如下所示，由函數轉換器組成、A/D轉換器、LCD顯示器(液晶顯示器)電源和功能范圍開關等。

數字萬用表的組成與指針式萬用表相似，主要由機械部分組成、顯示部分和電氣部分，根據其用途可進一步分為以下幾類：

手持數字萬用表

手持式數字萬用表是一款緊湊型、便攜式萬用表，適用于一些簡單的實驗或現場測量。其特點是體積小、小巧玲瓏，便于攜帶，它通常具有基本的測量功能，例如檢測電路中的電壓、電流和電阻等。

臺式數字萬用表

臺式數字萬用表是一種臺式數字測試儀器，具有更強的專業性和功能性、精度、穩定性和保護性優于手持式數字萬用表。通常，它還可以具有多種測試功能，例如檢測電感、電容、頻率、溫度等，可以在PC等計算機上進行數據傳輸和分析。

自動數字萬用表

自動數字萬用表是一種精度和功能較高的數字測試儀器，可以自動選擇測量范圍、校準和數據存儲功能。由于其測試功能豐富且操作困難，需要專業工程師來操作。它通常用于研發。

指針萬用表

指針式萬用表又稱模擬萬用表，是一種多量程儀表、多功能、便攜式電工 s手表。

指針式萬用表主要由機械部分組成、組成顯示部分和電氣部分每個測量電路的原理基礎是歐姆和安培s定律和串并聯電阻定律其電壓測量原理是根據歐姆定律，在電路中以已知的電阻和電流作為測量設備來測量未知的電壓s定律，并通過移動指針或微調安裝在傳感器上的電位計來實現測量。電流測量的原理是通過移動安裝在傳感器上的指針來測量電路中的電流。電阻測量的原理通過測量被測電阻兩端的電壓和電流來計算電阻值。

指針式萬用表是通過表盤上指針的擺動來指示測量值的，所以又叫機械指針式萬用表。由于它價格便宜、使用方便、量程多、功能對等的優勢深受用戶歡迎。

指針式萬用表可以根據其形式和應用領域進一步分類：

橋式指針萬用表

它主要用于測量電感或電容的值通常，它至少由四個電阻和一個測量電極組成，其中兩個電阻連接在一起形成一個稱為“懸線電阻”另外兩個電阻放置在待測電路的不同位置。

當固有電動勢（如電池）當連接到懸浮電阻的兩端時，電路將產生一個平衡點。如果懸鏈線電阻與待測電路中的電感或電容成比例，則電路將保持平衡。然后，通過調節電位器來控制電路，電路可以再次達到平衡狀態。在平衡狀態下，可以通過指針指示器讀取電橋的電阻或電流，然后通過運算獲得待測電感或電容的值。

高阻指針萬用表

它主要用于測量高電阻電路。如晶體管、場效應晶體管和光敏電阻等。它具有高內部輸入電阻，可用于測量高電阻幾十億歐姆或更高電阻的電路以及晶體管和場效應晶體管的基本參數，包括放大系數、拐點電壓和開路電導等。

測量范圍

萬用表的量程可以是電壓、電流、電阻、電容、頻率、溫度等，具體范圍取決于不同型號的萬用表。例如，萬用表的電壓測量范圍從毫伏到數千伏，萬用表的電流測量范圍通常從毫安到數百安培、電阻范圍通常從100歐姆到100兆歐、電容范圍的選擇取決于萬用表的型號和使用要求，一般從皮法到數百微法不等此外，一些可以測量溫度的萬用表的量程通常從-40攝氏度到1200攝氏度。

精度

萬用表的準確度是指測量結果與被測真實值之間的誤差精度越高，誤差越小。萬用表的準確度和量程、測試點與儀器本身的質量有關，并且通常被使用“百分比”或“個位數”的形式來表示。

萬用表的精度通常包括兩個參數：準確度和分辨率。準確度是指萬用表測量結果與真實值之間的誤差，通常表示為“±X%或“±X數字”分辨率是指萬用表可以測量的最小量值，也稱為最小測量指標。如果萬用表的最小測量刻度為0.01V，其分辨率為0.01V。

普通萬用表的精度范圍從0.1%到1%，分辨率從0.1mV至1mV。

分辨率

分辨率是儀器能夠分辨的最小電量變化。例如，萬用表的分辨率為0.1伏，如果用萬用表測量100伏.0伏特和100.電壓為1伏時，儀器將顯示兩個不同的值，即100.0伏特和100.1伏特。

輸入阻抗

輸入阻抗是指萬用表對電路的干擾程度。萬用表的輸入阻抗越大，它對被測電路的影響就越小。相反，如果輸入阻抗很小，則會吸收被測電器的電流，從而導致誤差和測量結果不準確。

優秀萬用表的輸入阻抗可以達到幾百萬歐姆或更高，這意味著即使在高電壓下、當使用高電阻或高電容測量時，其影響將非常小。

功耗

萬用表的功耗越低，使用起來就越節能例如，一些使用9V電池的萬用表的待機和工作功耗越低，使用時間越長，這意味著電池更換周期越長功耗是一個重要指標。

萬用表通常通過測量電源上的電壓來工作，因此其工作電流通常很小。然而，隨著萬用表功能和性能的增加，其功耗可能會增加。

在實際應用中，如果萬用表的功耗較高，則會影響其使用時間和測量精度。如果電池壽命太短，可能需要頻繁更換電池，這會影響體驗。此外，高功耗還會導致萬用表本身因過熱而錯誤測量，從而影響測量精度。

安全性

因為萬用表通常用于測試電路的各種參數，如果在測試中使用不當，、萬用表本身性能不佳會帶來安全隱患。

安全指標主要包括以下三個方面：

絕緣強度：絕緣強度標志著萬用表外殼與內部電子元件之間的安全隔離性能，被測電路中存在高電壓（高于1000V）必須滿足安全指標。

過載保護：在測量過程中，如果被測設備的電壓可能過高、當電流過大時，萬用表需要具有過載保護能力，以自動切斷電路，保護萬用表和被測電路。

質量認證：由于電氣測試是一項相對危險的工作，因此萬用表的安全性也需要通過專業的質量認證來保證。如CE認證、FCC認證、GB認證等。

靈敏度

萬用表的靈敏度描述了它可以測量的最小分辨率和最小可測電信號大小。靈敏度越高，萬用表就能越準確地感應和測量輸入電信號。

靈敏度通常通過測量電阻來測量，通常以歐姆為單位。例如，如果萬用表的靈敏度是1000歐姆，這意味著它可以測量千分之一歐姆的電阻值，這是非常準確和靈敏的。

負載電壓（壓降）

萬用表測量電路時產生的電壓降也稱為內阻。萬用表的內阻通常較高，因此它會將部分電壓用于自身工作和讀數顯示。這將導致在使用萬用表時電路中出現一些電壓降，從而影響測量的準確性。

為了減少這種影響，在測量時通常需要使用內阻高且對電路影響小的萬用表。同樣，對于需要高測量精度的電路，我們可以考慮使用內阻極高的精密萬用表，例如數字顯示儀表。

直流電流  

萬用表可以用來測量電路中的DC電流在測量DC電流之前，必須斷開或閉合電路，確認測量電路穩定，并選擇正確的測量范圍和相應的測量范圍。選擇萬用表的電流檔，然后將萬用表的紅筆和黑筆串聯到電路上，這樣萬用表就可以測量電路上的DC電流上述操作完成后，等待幾秒鐘，萬用表上的值就是電路上的DC電流值。對于手動選檔的萬用表，需要手動記錄讀數，自動選檔的萬用表會自動顯示當前值。 

直流電壓

萬用表可以用來測量電路中的DC電壓，如測量電池的電壓，萬用表的電壓檔可以選擇好（直流擋）然后用萬用表的紅筆和黑筆測量蓄電池的兩端引線，這樣萬用表就可以測量蓄電池的DC電壓上述操作完成后，等待幾秒鐘，萬用表上的值即為DC電壓值。

交流電流

萬用表主要用于用鉗形筆測量交流電流利用電磁感應原理，可以將觸針夾在導線中，選擇合適的檔位進行測量。

交流電壓

與測量DC電壓類似，萬用表的電壓檔也可以選擇好（交流擋）然后將萬用表的紅筆和黑筆涂在待測電路上，這樣萬用表就可以測量電路上的交流電壓上述操作完成后，等待幾秒鐘，萬用表上的數值即為電路上的交流電壓。

電阻

測試電阻時，首先將萬用表中的量程開關設置到最合適的位置，同時將紅色插頭插入V孔，黑色插頭插入COM孔。如果在測量過程中發現實際電阻參數超過設定電阻值，萬用表會進行提示“1”此時，萬用表測量必須設置在較高的位置，以確保電阻測量的準確性。此外，在測量電阻值時，紅筆應連接到電氣設備插孔的正極，而黑筆應連接到電氣設備插孔的負極。

通斷

使用r×1ω齒輪時，任何唱針都連接到一端，另一支唱針接觸另一端，正常情況下會發出清脆的聲音“噠”聲。如果它不 t環，線圈斷了用萬用表的R×1K或R×100電阻進一步測量，會發現其阻值為∞。

電容電感

將萬用表連接到電容器或電感器的兩端，連接正負極，旋轉開關選擇正確的檔位此時，電容器或電感器的讀數顯示在測量界面上。