1.1.1 指针式万用表

普通万用表主要用来检测电压、电流及电阻等物理量，通常在表盘上用V、A、Ω等符号来表示；有些万用表还能够测量音频电平。万用表的种类很多，按结构可分为两种：一种为指针式万用表，一种为数字式万用表。

1.指针式万用表结构

普通指针式万用表由表头（磁电式）、挡位转换开关、机械调零装置、调零电位器、表笔和插座等构成。按旋转开关的形式可分为两类：一类为单旋转开关式，如MF201型、MF91型、MF47型、MF50型等；另一类为双旋转开关式，代表型号为MF500型，如图1-1所示。

MF47型万用表的实物图和示意图如图1-2所示，内部电路如图1-3所示。

（1）电路部分。万用表由五部分电路组成：表头或表头电路用于指示测量结果；分压电路用于测量交流电压和直流电压；分流电路用于测量直流电流；电池调零电位器等用于测量电阻；测量选择电路用于选择挡位量程。

（2）表头。表头采用磁电式微安表，内部由上下游丝和磁铁等组成。当微小的电流通过表头时，会产生电磁感应，线圈在磁场的作用下转动，并带动指针偏转。指针偏转角度的大小取决于通过表头电流的大小。因为表头线圈的线径比较小，所以允许通过的电流很小，实际应用时为了能够满足较大量程的需要，在万用表内部设有分流及降压电路来完成对各种物理量的测量。

（3）表盘。第一条刻度线为电阻挡的读数，它的右端为“0”，左端为“∞”（无穷大），并且刻度线是不均匀的，读数时应该从右向左读，即表针越靠近左端阻值越大。第二、三条线是交流电压、直流电压及各直流电流的读数，左端为“0”，右端为最大读数。根据量程转换开关的不同，即使表针摆到同一位置，所指示的电压、电流的数值也不相同。第四条是交流电压读数线，是为了提高小电压读数的精度而设置的。第五条线是测晶体管放大倍数（hFE）挡的。第六、七条线分别是测量负载电流和负载电压的读数线。第八条线为音频电平（dB）的读数线。

MF47型万用表设有反光镜片，可减小视觉误差。

（4）转换开关的读数。

① 测量电阻：转换开关拨至R×1～R×l0k挡位。

② 测量交流电压：转换开关拨至10～1000V挡位。

③ 测量直流电压：转换开关拨至0.25～1000V挡位。若测量高电压，则将表笔插入2500V插孔即可。

④ 测量直流电流：转换开关拨至0.25～247mA挡位。若测量大电流，应把“正”（红）表笔插入“+5A”孔内，此时负（黑）表笔还应插在原来的位置。

⑤ 测量晶体管放大倍数，挡位开关先拨至ADJ，调整调零，使指针指向左边零位，再将挡位拨至hFE挡，将三极管插入NPN或PNP插座，读第五条线的数值。

⑥ 测量音频电平dB应该使用交流电压挡。

2.万用表的使用

使用万用表前，应先注意表针是否指在“∞”（无穷大）的位置。如果表针不在此位置，应用螺钉旋具调整机械调零钮，使表针正好处在无穷大的位置。

注意

此调零钮只能调半圈；否则有可能会损坏，以致无法调整。

在测量前，应首先明确测试的物理量，并将转换开关拨至相应的挡位上，同时还要考虑好表笔的接法，然后再进行测试，以免因误操作而造成万用表的损坏。

一般情况下，将红表笔（正）插入“+”孔内，黑表笔（负）插入“-”孔内。如需测量大电流、高电压，可以将红表笔分别插入2500V插孔或5A插孔内。

1）测量电阻

在使用电阻挡不同量程前，都应先将正、负表笔对接，调整“调零电位器Ω”，让表针正好指在零位，而后再进行测量；否则，测得的阻值误差太大。

注意

每换一次挡，都要进行一次调零。

将转换开关所指的数与表盘上的读数相乘就是被测电阻的阻值。例如，用R×100挡测量一只电阻，表针指在“10”的位置，那么这只电阻的阻值就是10×100Ω=1000Ω=1kΩ；如果表针指在“1”的位置，电阻值为100Ω；如果表针指在“100”的位置，则电阻值为10kΩ。

2）测量电压

测量电压时，应将万用表调到电压挡并将两表笔并联在电路中进行测量。测量交流电压时，表笔可以不分正、负极；测量直流电压时，红表笔接正极，黑表笔接负极。如果接反，表笔会向相反的方向摆动。如果测量前不能估测出被测电路电压的大小，应用较大的量程去试测。如果表针摆动很小，再将转换开关拨到较小量程的位置；如果表针迅速摆到零位，应该马上把表笔从电路中移开，加大量程后再去测量。

注意

测量电压时，应一边观察着表针的摆动情况，一边用表笔试着进行测量，以防电压太高把表针打弯或把万用表烧毁。

3）测量直流电流

将表笔串联在电路中进行测量（将电路断开），红表笔接正极，黑表笔接负极。测量时应该先选择高挡位。如果表针摆动很小，再换低挡位。如需测量大电流，应该用扩展挡。

注意

万用表的电流挡是最容易被烧毁的，在测量时千万注意。

4）测量晶体管放大倍数（hFE）

先把转换开关转到ADJ挡（无ADJ挡位可用R×1k挡），调好零位再把转换开关转到hFE进行测量。将晶体管的基极、集电极、发射极分别插入万用表上的b、c、e三个插孔内，PNP型晶体管插P位置，读第四条刻度线上的数值；NPN型晶体管插入N位置，读第五条刻度线的数值。

5）测量穿透电流

按照晶体管放大倍数（hFE）的测量方法将晶体管插入对应的孔内，但晶体管的基极不插入，这时表针将有一个很小的摆动，根据表针摆动的大小来估测穿透电流的大小。表针摆动幅度越大，穿透电流越大；反之，就越小。

由于万用表的CuF刻度线、L/H刻度线和dB刻度线应用得很少，在此不再赘述。

3.万用表使用注意事项

（1）不能在正、负表笔对接时或测量时旋转转换开关，以免旋转到 hFE挡位时，表针迅速摆动，将表针打弯，并且有可能烧坏万用表。

（2）在测量电压、电流时，应该选用大量程的挡位测量一下，再选择合适的量程去测量。

（3）不能在通电的状态下测量电阻，否则会烧坏万用表。测量电阻时，应断开电阻的一端进行测试，这样准确度高，测完后再焊好即可。

（4）每次使用完万用表，都应该将转换开关调到交流最高挡位，以防止由于第二次使用不注意或外行人乱动烧坏万用表。

（5）在每次测量前，应该先看转换开关的挡位，这是从初学时就应养成的良好习惯。严禁不看挡位就进行测量，这样可能会损坏万用表。

（6）万用表不能受到剧烈振动，否则会使万用表的灵敏度下降。

（7）使用万用表时应远离磁场，以免影响表的性能。

（8）万用表长期不用时，应该把表内的电池取出，以免腐蚀表内的元器件。

4.指针式万用表常见故障的检测与维修

下面以MF47型万用表为例，介绍指针式万用表常见故障的检测与维修方法。

1）磁电式表头故障

（1）摆动表头，指针摆幅很大且没有阻尼作用。故障原因为可动线圈断路或游丝脱焊。

（2）指示不稳定。此故障原因为表头接线端松动，或者线圈引出线、游丝、分流电阻等脱焊或接触不良。

（3）零点变化大，通电检查误差大。此故障原因可能是轴承与轴承配合不妥当；轴尖磨损比较严重，致使摩擦误差增加；游丝严重变形；游丝太脏而粘圈；游丝弹性疲劳；磁间隙中有异物等。

2）直流电流挡故障

（1）测量时，指针无偏转，此故障原因多为表头回路断路，使电流等于零；表头分流电阻短路，从而使绝大部分电流流不过表头；接线端脱焊，从而使表头中无电流流过。

（2）部分量程不通或误差大。此故障由于分流电阻断路、短路或变值所引起，常见于R×1Ω挡。

（3）测量误差大，原因是分流电阻变值，阻值变大，导致正误差过大；阻值变小，导致负误差过大。

（4）指示无规律，量程难以控制。原因多为量程转换开关位置窜动。调整位置，安装正确后即可解决。

3）直流电压挡故障

（1）指针不偏转，示值始终为零。故障原因为分压附加电阻断线或表笔断线。

（2）误差大。故障原因是附加电阻的阻值增加引起示值的正误差，阻值减小引起示值的负误差。

（3）正误差过大，并且随着电压量程变大而严重。故障原因可能是表内电压电路元器件受潮而漏电，或者是印制电路板受污、受潮、击穿、电击炭化等引起漏电。修理时，刮去烧焦的纤维板，清除粉尘，用酒精清洗电路后烘干处理。严重时，应用小刀割铜箔与铜箔之间电路板，从而使绝缘性能良好。

（4）不通电时指针有偏转，小量程时更为明显。故障原因是由于受潮和污染严重，使电压测量电路与内置电池形成漏电回路。处理方法同上。

4）交流电压、电流挡故障

（1）交流挡指针不偏转，示值为零或很小，多为整流元件短路或断路，或者引脚脱焊。检查整流元件，如有损坏应更换，有虚焊时应重焊。

（2）交流挡示值减小一半。此故障是由整流电路故障引起的，即全波整流电路局部失效而变成半波整流电路使输出电压降低，更换整流元器件，故障即可排除。

（3）交流电压挡指示值过大。这种故障是由串联电阻阻值变化超过元器件允许误差而引起的。当串联电阻阻值降低，绝缘电阻降低，转换开关漏电时，将导致指示值偏高；反之，当串联电阻阻值变大时，将使指示值偏低而超差。应采用更换元器件，烘干和修复转换开关的办法排除故障。

（4）交流电流挡指示值超差，故障原因为分流电阻阻值变化或电流互感器发生匝间短路，更换元器件或调整修复元器件排除故障。

（5）交流挡指针抖动。故障原因为表头的轴尖配合太松，修理时指针安装不紧，转动部分质量改变等，由于其固有频率刚好与外加交流电频率相同，从而引起共振。尤其是当电路中的旁路电容变质失效而无滤波作用时更为明显。排除故障的办法是修复表头或更换旁路电容。

5）电阻挡故障

（1）电阻挡常见故障是各挡位电阻损坏（原因多为使用不当，用电阻挡误测电压造成）。使用前，用手捏两表笔，一般情况下表针不应摆动。如果摆动，则对应挡电阻烧坏，应予以更换。

（2）R×1挡两表笔短接后，调节调零电位器不能使指针偏转到零位。此故障多是由于万用表内置电池电压不足，或者电极触簧受电池漏液腐蚀生锈，从而造成接触不良引起的。此类故障在仪表长期不更换电池情况下出现最多。如果电池电压正常，接触良好，调节调零电位器指针偏转不稳定，无法调到欧姆零位，则多是调零电位器损坏造成的。

（3）R×1挡可以调零，其他量程挡调不到零，或者只是R×10k、R×100k挡调不到零。出现故障的原因是分流电阻阻值变小，或者高阻量程的内置电池电压不足。更换电阻元件或叠层电池，故障即可排除。

（4）在R×1、R×10、R×100挡测量误差大。在R×100挡调零不顺利，即使调到零，但经几次测量后，零位调节又变为不正常。出现这种故障，是由于量程转换开关触点上有黑色污垢，使接触电阻增加且不稳定造成的。通过处理各挡开关触点直至露出银白色为止，保证其接触良好，可排除故障。

（5）表笔短路，表头指示不稳定。故障原因多是线路中有假焊点，电池接触不良或表笔引线内部断线。修复时应从最容易排除的故障开始，即先保证电池接触良好，表笔正常，如果表头指示仍然不稳定，就需要寻找线路中假焊点加以修复。

（6）在某一量程挡测量电阻时严重失准，而其余各挡正常。这种故障往往是由于量程开关所指的表箱内对应电阻已经烧毁或断线所致。

（7）指针不偏转，电阻示值总是无穷大。故障原因大多是表笔断线，转换开关接触不良，电池电极与引出簧片之间接触不良，电池日久失效已无电压，以及调零电位器断路。找到具体原因之后做针对性的修复，或更换内置电池，故障即可排除。

5.指针式万用表的选用

万用表的型号很多，而不同型号之间的功能也存在差异。因此在选购万用表时，通常要注意以下几个方面。

1）用于检测无线电等弱电子设备

（1）万用表的灵敏度不能低于20kΩ/V；否则，在测试直流电压时，万用表对电路的影响太大，而且测试数据也不准。

（2）需要上门修理时，应选外形稍小一些的万用表，如MF50型和U201、MF91型等。如果不上门修理，可选择MF47型或MF500型万用表。

（3）频率特性选择（俗称是否抗峰值）。用直流电压挡测高频电路（如彩色电视机的行输出电路电压），检查是否显示标称值。如果显示，则频率特性高；如果指示值偏高，则频率特性差（不抗峰值），此表不能用于高频电路的检测。

2）用于检测电力设备

如检测电动机、空调、冰箱等时，选用的万用表一定要有交流电流测试挡。

3）用于检查表头的阻尼平衡

首先进行机械调零，将万用表在水平、垂直方向来回晃动，指针不应该有明显的摆动；将万用表水平旋转和竖直放置时，表针偏转不应该超过一小格；将表针旋转360°时，指针应该始终在零附近均匀摆动。如果达到了上述要求，就说明表头在平衡和阻尼方面达到了标准。