?萬用表的介紹及工作原理

表頭
萬用表的表頭是靈敏電流計。表頭上的表盤印有多種符號，刻度線和數(shù)值。符號A一V一Ω表示這只電表是可以測量電流、電壓和電阻的多用表。表盤上印有多條刻度線，其中右端標有“Ω”的是電阻刻度線，其右端為零，左端為∞，刻度值分布是不均勻的。符號“－”或“DC”表示直流，“～”或“AC”表示交流，“～”表示交流和直流共用的刻度線?？潭染€下的幾行數(shù)字是與選擇開關(guān)的不同檔位相對應(yīng)的刻度值。
表頭上還設(shè)有機械零位調(diào)整旋鈕，用以校正指針在左端零位。
選擇開關(guān)
萬用表的選擇開關(guān)是一個多檔位的旋轉(zhuǎn)開關(guān)。用來選擇測量項目和量程。
一般的萬用表測量項目包括：“mA”；直流電流、“V（－）"：直流電壓、“V（～）”：交流電壓、“Ω”：電阻。每個測量項目又劃分為幾個不同的量程以供選擇。
表筆和表筆插孔
表筆分為紅、黑二只。使用時應(yīng)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。
表頭（指針式）
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：一條（從上到下）標有R或Ω，指示的是電阻值，轉(zhuǎn)換開關(guān)在歐姆擋時，即讀此條刻度線。第二條標有∽和VA,指示的是交、直流電壓和直流電流值，當轉(zhuǎn)換開關(guān)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。第三條標有10V,指示的是10V的交流電壓值，當轉(zhuǎn)換開關(guān)在交、直流電壓擋，量程在交流10V時，即讀此條刻度線。第四條標有dB,指示的是音頻電平。
表頭（數(shù)字式）
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3 1/2位數(shù)字萬用表,4 1/2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）。
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(dǎo)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。
轉(zhuǎn)換開關(guān)
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(guān)一般是一個圓形撥盤，在其周圍分別標有功能和量程。
工作原理
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。
設(shè)計原理
數(shù)字萬用表的測量過程由轉(zhuǎn)換電路將被測量轉(zhuǎn)換成直流電壓信號，再由模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器將電壓模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，然后通過電子計數(shù)器計數(shù)，后把測量結(jié)果用數(shù)字直接顯示在顯示屏上。
萬用表測量電壓、電流和電阻功能是通過轉(zhuǎn)換電路部分實現(xiàn)的，而電流、電阻的測量都是基于電壓的測量，也就是說數(shù)字萬用表是在數(shù)字直流電壓表的基礎(chǔ)上擴展而成的。
數(shù)字直流電壓表A/D轉(zhuǎn)換器將隨時間連續(xù)變化的模擬電壓量變換成數(shù)字量，再由電子計數(shù)器對數(shù)字量進行計數(shù)得到測量結(jié)果，再由譯碼顯示電路將測量結(jié)果顯示出來。邏輯控制電路控制電路的協(xié)調(diào)工作，在時鐘的作用下按順序完成整個測量過程。
常用類型
數(shù)字萬用表是目前常用的一種數(shù)字儀表。其主要特點是準確度高、
分辨率強、測試功能完善、測量速度快、顯示直觀、過濾能力強、耗電省，便于攜帶。進入 90 年代以來，數(shù)字萬用表在我國獲得迅速普及與廣泛使用，已成為現(xiàn)代電子測量與維修工作的*儀表，并正在逐步取代傳統(tǒng)的模擬式（即指針式）萬用表。
數(shù)字萬用表亦稱為數(shù)字多用表（DMM），其種類繁多，型號各異。每個電子工作者都希望有一塊較理想的數(shù)字萬用表。選擇數(shù)字萬用表的原則很多，有時甚至?xí)蛉硕悺５珜τ谑殖质剑ㄐ湔涫剑?shù)字萬用表而言，大致應(yīng)具備以下特點：顯示清晰，準確度高，分辨力強，測試范圍寬，測試功能齊全，抗干擾能力強，保護電路比較完善，外形美觀、大方、操作簡便、靈活、可靠性好，功耗較低，便于攜帶、價格適中等等。
數(shù)字萬用表的主要指標、顯示位數(shù)及顯示特點
數(shù)字萬用表的顯示位數(shù)通常為3 1/2位～8 1/2位。判定數(shù)字儀表的顯示位數(shù)有兩條原則：其一是，能顯示從0－9中所有數(shù)字的位數(shù)是整位數(shù)；其二是，分數(shù)位的數(shù)值是以大顯示值中位數(shù)字為分子，用滿量程時計數(shù)值為2000 ，這表明該儀表有3個整數(shù)位，而分數(shù)位的分子是1，分母是2，故稱之為3 1/2位，讀作“三位半”，其高位只能顯示 0 或1（0 通常不顯示）。3 2/3位（讀作“三又三分之二位”）數(shù)字萬用表的高位只能顯示0～2的數(shù)字，故大顯示值為±2999。在同樣情況下，它要比3 1/2位的數(shù)字萬用表的量限高50%，尤其在測量380V 的交流電壓是很有價值。
普及型數(shù)字萬用表一般屬于3 1/2位顯示的手持式萬用表，4 1/2，5 1/2
位（6位以下）數(shù)字萬用表分為手持式、臺式兩種。6 1/2位以上大多屬于臺式數(shù)字萬用表。
數(shù)字萬用表采用先進的數(shù)顯技術(shù)，顯示清晰直觀、讀書準確。它既能保證了讀數(shù)的客觀性，又符合人們的讀數(shù)習(xí)慣，能夠縮短讀數(shù)或記錄時間。這些優(yōu)點是傳統(tǒng)的模擬式（即指針式）萬用表所不具備的。
準確度（精度）
數(shù)字萬用表的準確度是測量結(jié)果中系統(tǒng)誤差與隨機誤差的綜合。它表示測量值與真值的一致程度，也反映測量誤差的大小。一般講準確度愈高，測量誤差就愈小，反之亦然。
數(shù)字萬用表的準確度遠優(yōu)于模擬指針萬用表。萬用表的準確度是一個很重要的指標，它反映萬用表的質(zhì)量和工藝能力，準確度差的萬用表很難表達出真實的值，容易引起測量上的誤判。
分辨力（分辨率）
數(shù)字萬用表在低電壓量程上末位1個字所對應(yīng)的電壓值，稱作分辨力，它反映出儀表靈敏度的高低。數(shù)字數(shù)字儀表的分辨力隨顯示位數(shù)的增加而提高。不同位數(shù)的數(shù)字萬用表所能達到的高分辨力指標不同。
數(shù)字萬用表的分辨力指標亦可用分辨率來顯示。分辨率是指儀表能顯示的小數(shù)字（零除外）與大數(shù)字的百分比。
需要指出，分辨率與準確度屬于兩個不同的概念。
前者表征儀表的“靈敏性”，即對微小電壓的“識別”能力；后者反映測量的“準確性”，即測量結(jié)果與真值的一致程度。二者無必然的聯(lián)系，因此不能混為一談，更不得將分辨力（或分辨率）誤以為是類似于準確度則取決于儀表內(nèi)部 A/D 轉(zhuǎn)換器、功能轉(zhuǎn)換器得綜合誤差以及量化誤差。從測量角度看，分辨力是“虛”指標（與測量誤差無關(guān)），準確度才是“實”指標（它決定測量誤差得大?。Ｒ虼耍我庠黾语@示位數(shù)來提高儀表分辨力得方案是不可取得。
測量范圍
在多功能數(shù)字萬用表中，不同功能均有其對應(yīng)得可以測量得大值和小值。
測量速率
數(shù)字萬用表每秒鐘對被測電量的測量次數(shù)叫測量速率，其單位是“次/s”。它主要取決于 A/D 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率。有的手持式數(shù)字萬用表用測量周期來表示測量的快慢。完成一次測量過程所需要的時間叫測量周期。
測量速率與準確度指標存在著矛盾，通常是準確度愈高，
測量速率愈低，二者難以兼顧。解決這一矛盾可在同一塊萬用表設(shè)置不同的顯示位數(shù)或設(shè)置測量速度轉(zhuǎn)換開關(guān)：增設(shè)快速測量檔，該檔用于測量速率較快的 A/D 轉(zhuǎn)換器；通過降低顯示位數(shù)來大幅度提高測量速率，此法應(yīng)用的比較普通，可滿足不同用戶對測量速率的需要。
輸入阻抗
測量電壓時，儀表應(yīng)具有很高的輸入阻抗，這樣在測量過程中從被測電路中吸取的電流極少，不會影響被測電路或信號源的工作狀態(tài)，能夠減少測量誤差。
測量電流時，儀表應(yīng)該具有很低的輸入阻抗，這樣接入被測電路后，可盡量減小儀表對被測電路的影響，但是在使用萬用表電流檔時，由于輸入阻抗較小，所以較容易燒壞儀表，請用戶在使用時注意。