1.2　数字式万用表

1.2.1　数字式万用表的基本组成

普通数字式万用表的面板如图1-8所示，该表前后面板主要包括：液晶显示器、电源开关、量程（功能）转换开关、h_FE插口、表笔插孔及在后盖板下的电池盒。

（1）液晶显示器

液晶显示器直接以数字形式显示测量结果。普及型数字万用表多为三位半仪表（如DT-890型），其最高位只能显示“1”或“0”（0亦可消隐，即不显示），故称半位，其余3位是整位，可显示0～9全部数字。三位半数字万用表最大显示值为1999。仪表具有自动显示极性功能，即如果被测电压或电流的极性错了，不必改换表笔接线，而在显示值面前出现负号“-”，也就是说此时红表笔指低电位，黑表笔接高电位。

（2）量程转换开关

量程转换开关又称为功能选择开关，位于面板的中间，用来测量时选择项目和量程。由于最大显示数为±1999，不到满度2000，所以量程挡的首位数几乎都是2，如200Ω、2kΩ、2V、…。一般数字万用表的量程较指针式表要多。

（3）表笔插孔

表笔插孔有4个。标有“COM”字样的为公共插孔，通常插入黑表笔。标有“V/Ω”字样插孔应插入红表笔，用以测量电阻值和交直流电压值。测量交直流电流有两个插孔，分别为“A”和“10A”，供不同量程挡选用，也插入红表笔。

1.2.2　数字式万用表的分类

（1）按量程转换方式分类

按量程转换方式的不同数字式万用表可分为：手动量程（MAN RANGZ）、自动量程（AUTO RANGZ）、自动/手动量程（AUTO/MAN RANGZ）3种类型。其中，手动量程转换式数字万用表内部电路结构较为简单，价格也相对低。但操作比较繁琐，而且量程选择不合适时易使仪表过载。

（2）按工作原理分类

按工作原理的不同数字式万用表可分为：比较型、积分型、复合型。目前使用较多的是积分型数字万用表。

（3）按显示数字位数分类

按显示数字位数不同数字式万用表可分为：（3.5位）、（4.5位）、（5.5位）、（6.5位）、（7.5位）、八位半（8.5位）等多种类型。数字万用表位数越多，它的灵敏度越高。

1.2.3　数字式万用表的特点

现在，数字式万用表已成为主流，有取代模拟指针式仪表的趋势。与指针式万用表相比，数字万用表具有显示直观准确、准确度高、分辨率高、测量参数多等特点。

（1）数字显示直观准确

数字式万用表普遍采用先进的数显技术（LCD液晶显示器或LED发光二极管显示器），显示清晰直观、读数准确。它既能保证读数的客观性，又符合人们的读数习惯，能够缩短读数和记录时间。

（2）准确度高

准确度是反映测量结果与真实值一致的程度。数字表的准确度可以达到相当高，这是指针式万用表所达不到的。数字万用表基本量程（通常为最低直流电压挡）精度最高，随着量程的扩展或经各种转换器后精度指标会下降。一般三位半仪表基本量程精度可达±0.5%～±0.1%，四位半仪表可达±0.05%～±0.07%，五位半仪表达±0.01%～±0.005%，七位半仪表则达±0.0001%。

（3）分辨率高

分辨率是指最低量程上末位一个字所对应的电压值，是仪表对下限被测量值的反应能力，即对微小电压的“识别”能力。它反映仪表灵敏度的高低，三位半数字万用表的分辨力可达0.1mV，即100μV；四位半仪表可达10μV；八位半则高达10nV。

（4）输入阻抗高

测量电压时，数字万用表具有很高的输入阻抗，这样在测量过程中从被测电路中吸取的电流极少，不会影响被测电路或信号源的工作状态，能够减少测量误差，从而能提高测量的准确性。

（5）测量参数多

普及型数字万用表不仅可以测量直流电压（DCV）、交流电压（ACV）、直流电流（DCA）、交流电流（ACA）、电阻（Ω）、二极管正向压降（VF）、晶体管发射极电流放大系数（h_FE），还能测电容量（C）、检查线路通断的蜂鸣器挡（BZ）等。有的数字万用表还具有电感挡、温度（T）、频率（f）挡、信号挡、AC/DC自动转换功能等。

新型数字万用表大多增加了读数保持（HOLD）、逻辑测试（LOGIC）、真有效值（TRMS）、相对值测量、自动关机等功能。

1.2.4　数字式万用表的常见符号的含义

数字式万用表的常见符号的含义见表1-2。

1.2.5　数字式万用表的使用

（l）万用表使用前的准备

使用前，应认真阅读有关的使用说明书，熟悉电源开关、量程开关、插孔、特殊插孔的作用。

（2）开机

打开万用表的电源开关（电源开关置于“ON”位置）。将量程转换开关置于电阻挡，对表进行使用前的检查：将两表笔短接，显示屏应显示“0.00”；将两表笔开路，显示屏应显示“1”。以上两个显示都正常时，表明该表可以正常使用，否则将不能使用。注意：如果量程转换开关置于其他挡，两表笔开路时，显示屏将显示“0.00”。

（3）量程的选择

测量前先预估被测量的大小范围，尽可能选用接近满度的量程，这样可提高测量精度。如测1kΩ电阻，宜用2kΩ挡而不宜用20kΩ或更高挡。如果预先不能估计被测量值的大小，可从最高量程挡开始测，逐渐减小到恰当的量程位置。

当测量结果只显示“1”时，表明被测值超出所在挡范围，说明量程选得太小（如测1kΩ电阻时，选择200Ω挡），应调高一挡量程。

（4）正确读数

数字万用表在刚测量时，显示屏的数值会有跳数现象，属正常现象（类似指针式表的表针在摆动）。应当待显示数值稳定后，才能读数。切勿以最初跳动变化中的某一数值，当作测量值读取。

1.2.6　如何用数字式万用表测量电阻

（1）测量电阻的方法

①将黑表笔插入COM插孔，红表笔插入V/Ω插孔（注意：红表笔极性为“+”）。

②转换开关旋至“Ω”（欧姆）挡位，估计被测量的大小，正确选择量程。

③如图1-9所示，将数字万用表与被测电阻并联，测量电阻值并读数。

（2）测量电阻注意事项

①所测电阻不乘倍率，直接按所选量程及单位读数，图1-9所示测量的电阻值应为1.2kΩ。

②如果被测电阻值超出所选择量程的最大值，将显示为“1”，应选择更高的量程，对于大于1MΩ或更高的电阻，要几秒钟数字稳定后，才能读数。

③当表笔没有连接好时，如开路情况下，显示屏显示“1”。

④被测电阻不能带电，如电路中有电容器，应先将电容器完全放电后，才能测量。

⑤不准用两只手捏住表笔的金属部分测电阻，否则会将人体电阻并接于被测电阻而引起测量误差。

1.2.7　如何用数字式万用表测量直流电压

（1）测量直流电压的方法

①将黑表笔插入COM插孔，红表笔插入V/Ω插孔。

②转换开关旋至“V”或“DCV”挡位，估计被测量的大小，正确选择量程。

③如图1-10所示，万用表并接于被测电路，根据显示屏显示情况读数。显示屏除显示被测电路的电压外，同时会指示出红表笔的极性，如图显示“-10.00”，表明此次测量电压值为10V，负号表示红表笔接电路的低电位端。

（2）测量直流电压注意事项

①如果不知被测电压的范围，将量程开关置于最大量程并逐渐下调。

②如果显示器只显示“1”，说明已超过量程，量程开关需调高一挡，调挡时应切断输入电路。

③“”表示不要测量高于1000V的电压，虽然有可能读出数据，但可能会损坏万用表内部线路。

④当测量高电压时，要格外小心，保持一定的间距，注意避免触电。

1.2.8　如何用数字式万用表测量交流电压

（1）测量交流电压的方法

①将黑表笔插入COM插孔，红表笔插入V/Ω插孔。

②转换开关旋至“V～”或“ACV”挡位，估计被测量的大小，正确选择量程。

③如图1-11所示，万用表并接于被测电路，表笔不分极性。根据显示屏显示情况读数。

（2）测量交流电压注意事项

①如果不知被测电压的范围，将量程开关置于最大量程并逐渐下调。

②如果显示器只显示“1”，说明已超过量程，量程开关需调高一挡。严禁在测量过程中，拨动转换开关选择量程，避免产生电弧烧坏转换开关的触点。

③当测量高电压时，要格外小心，保持一定的间距，注意避免触电。

1.2.9　如何用数字式万用表测量直流电流

（1）测量直流电流的方法

①将黑表笔插入COM插孔，当被测电流在200mA以下时，红表笔插入“mA”插孔，当测量0.2～20A的电流时，红表笔插入“20A”插孔。

②将转换开关置于直流电流挡“DCA”或“A-”合适量程范围。

③如图1-12所示，万用表串接于被测电路，根据显示屏显示情况读数。显示屏除显示被测电路的电流外，同时会指示出红表笔的极性，如图显示“18.88”，表明此次测量电流值为18.88A，红表笔接电路的高电位端。

（2）测量直流电流注意事项

①如果不知被测电流的范围，将量程开关置于最大量程并逐渐下调。

②如果显示器只显示“1”，说明已超过量程，量程开关需调高一挡。严禁在测量过程中，拨动转换开关选择量程。

③“”表示最大输入电流为200mA，过量的电流将烧坏熔断器。

1.2.10　数字式万用表的选用

国产数字式万用表有近百种型号，选购时应根据自己的需要来确定型号。若专门用于电压、电流、电阻测量，可选一般的位的数字表；要进行高精度测量时，可选用位的数字表。

当欲购的型号确定后，在挑选时首先用手拨动量程转换开关，不应有紧涩感，且轻轻摇动万用表时无任何响声。再将电池装入表内，接通开关后数字显示应为“1”，旋转量程开关至电阻挡时，将两根表笔短路，数字显示应为“000”。然后根据说明书，检查仪表的过载显示、报警等功能。排除以上几个方面的问题后，应主要考虑以下几个方面。

（1）功能

现在的数字式万用表除了测量电压、电流、电阻等功能外，还具有数字计算、读数保持、误差读出、字长选择等功能，使用时应根据具体要求选用。

（2）范围和量程

很多数字式万用表有自动量程功能，不用手动调节量程。另外，还有很多数字式万用表有过量程能力，在测量值超过该量程但还未达到最大显示时可不用换量程，从而提高了准确度和分辨力。

（3）准确度

仪表的准确度等级越高，测量结果就越准确，其价格就越贵。因此，选用万用表时，应根据测量精度的要求，选用准确度合适的万用表，以保证测量误差限定在允许的范围之内。一般位或位数字式万用表已能满足通常测量需要。

（4）输入电阻和零电流

数字式万用表的输入电阻过低和零电流过高均会引起测量误差，关键要看信号源的内阻值大小。当信号源阻抗高时，应选择高输入阻抗、低零电流的仪器。

（5）响应时间、频率范围

数字式万用表的响应时间越短越好；频率范围应根据具体需要适当选择。

（6）交流电压转换形式

数字式万用表的交流电压测量分平均值转换、峰值转换和有效值转换三种。当波形失真较大时，平均值转换和峰值转换不准确，而有效值转换可不受波形的影响；使测量结果更加准确。

1.2.11　使用数字式万用表时应注意的事项

①用200Ω挡测低值电阻时，应首先将两支表笔短路，测出两根表笔引线的电阻值（一般为0.1～0.3Ω，视仪表而定），待测量完毕则需把测量结果减去此值，得到实际电阻值。对于2kΩ～20MΩ挡，表笔引线电阻可忽略不计。

②测量电压时，应将数字万用表与被测电路并联，测量电压时不要超过所标示的最高值。测电流时应与被测电路串联，测直流量（直流电压或直流电流）时不必考虑正、负极性。

③使用h_FE插口测量小功率晶体管电流放大系数时，管子的三个电极和管型（PNP、NPN）均不可搞错。因测试电压较低，插口提供的基极电流又很小（一般为10μA），故测量结果仅供参考。

④测量电阻以及检测二极管时，红表笔接V/Ω插孔带正电；黑表笔接COM插孔而带负电，这与指针式万用表电阻挡的极性正好相反。检测二极管、晶体管、发光二极管、电解电容器、稳压管等有极性的元器件时，必须注意表笔的极性。

⑤数字万用表电阻挡所提供的测试电流较小，测二极管正向电阻时要比用指针万用表电阻挡的测量值高出几倍，甚至几十倍，有的数字表根本不能测二极管的正向电阻。此时建议改用二极管挡去测PN结的正向压降值，由此可判定管子的质量好坏，并能识别硅管（U_F=0.500～0.700V）和锗管（U_F=0.1500～0.300V）。

⑥被测元器件的引脚因日久氧化或有锈污，造成被测件和表笔之间接触不良，显示屏会产生长时间的跳数现象，无法读取正确测量值，并增加测量误差。应当先清除氧化层和锈污后再测量。

⑦禁止在测量高电压（220V以上）或大电流（0.5A以上）时拨动量程开关，以防止产生电弧，烧毁开关触点。

⑧当显示“”、“BATT”、或“LOW BATT”时，表示电池电压低于工作电压，此时应更换电池。

⑨每次测量结束应及时关断电源，将量程开关拨到最高电压挡，同时取下表笔。长期不用，应取出电池。

⑩数字万用表应经常保持清洁干燥，避免接触腐蚀性物质和受到猛烈撞击。