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Technical articles分辨率、位數(shù)、字
分辨率是指一塊表測(cè)量結(jié)果的好壞。了解一塊表的分辨率,你就可以知道是否可以看到被測(cè)量信號(hào)的微小變化。例如,如果數(shù)字多用表在4V范圍內(nèi)的分辨率是1mV,那么在測(cè)量1V的信號(hào)時(shí),你就可以看到1mV(1/1000伏特)的微小變化。
如果你要測(cè)量小于1/4英寸(或
位數(shù)、字就是用來(lái)描述表的分辨率的。數(shù)字多用表是按它們可以顯示的位數(shù)和字分類(lèi)的。
一個(gè)3位半的表,可以顯示三個(gè)從0到9的全數(shù)字位,和一個(gè)半位(只顯示1或沒(méi)有顯示)。一塊
3位半的數(shù)字表可以達(dá)到1999字的分辨率。一塊4位半的數(shù)字表可以達(dá)到19999字的分辨率。
用字來(lái)描述數(shù)字表的分辨率比用位描述好。現(xiàn)在的3位半數(shù)字表的分辨率已經(jīng)提高到3200或4000字。
3200字的數(shù)字表為某些測(cè)量提供了更好的分辨率。例如,一個(gè)1999字的表,在測(cè)量大于200V的電壓時(shí),你不可能顯示到0.1V。而3200字的數(shù)字表在測(cè)320伏特的電壓時(shí),仍可顯示到0.1V。當(dāng)被測(cè)電壓高于320V,而又要達(dá)到0.1V的分辨率時(shí),就要用價(jià)格貴一些的20000字的數(shù)字表。
精度
精度就是指在特定的使用環(huán)境下,出現(xiàn)的zui大允許誤差。換句話說(shuō),精度就是用來(lái)表明
數(shù)字多用表的測(cè)量值與被測(cè)信號(hào)的實(shí)際值的接近程度。
對(duì)于數(shù)字多用表來(lái)說(shuō),精度通常使用讀數(shù)的百分?jǐn)?shù)表示。例如,1%的讀數(shù)精度的含義是:數(shù)字多用表的顯示是100.0V時(shí),實(shí)際的電壓可能會(huì)在99.0V到101.0V之間。
在詳細(xì)說(shuō)明書(shū)中可能會(huì)有特定數(shù)值加到基本精度中。它的含義就是,對(duì)顯示的zui右端進(jìn)行變換要加的字?jǐn)?shù)。在前面的例子中,精度可能會(huì)標(biāo)為±(1%+2)。因此,如果GMM的讀數(shù)是100.0V,實(shí)際的電壓會(huì)在98.8V到101.2V之間。
模擬表的精度是按全量程的誤差來(lái)計(jì)算的,而不是按顯示的讀數(shù)來(lái)計(jì)算。模擬表的典型精度是全量程的±2%或±3%。數(shù)字多用表的典型基本精度在讀數(shù)的±(0.7%+1)和±(0.1%+1)之間,甚至更高。
歐姆定律
應(yīng)用歐姆定律,任何電路的電壓、電流、電阻都可以計(jì)算出來(lái)。公式是:電壓=電流X電阻。因此只要知道公式中的任意兩個(gè)值就可以計(jì)算出第三個(gè)值。
數(shù)字多用表就是應(yīng)用歐姆定律來(lái)測(cè)量并顯示電阻、電流或電壓。在后面的介紹中,你就可以看到數(shù)字多用表非常易用。
歐姆定律揭示了電壓、電流、電阻之間的關(guān)系。
將手指放在要求的值上。如果剩下的兩項(xiàng)如果是并排的就將它們相乘;否則就將它們相除。但對(duì)于只用數(shù)字多用表來(lái)說(shuō),是非常簡(jiǎn)便的。
數(shù)字和模擬顯示
在精度和分辨率方面,數(shù)字顯示有很好的優(yōu)勢(shì),測(cè)量值可以用三位或更多位來(lái)顯示。
模擬指針在精度和分辨率方面略遜*。因?yàn)槟悴坏貌蝗ス烙?jì)指針的位置。
條形圖象模擬指針一樣顯示信號(hào)的變化和趨勢(shì)。但它更耐用并且減少了損壞。
測(cè)量電壓
數(shù)字多用表的一個(gè)zui基本的功能就是測(cè)量電壓。典型的直流電壓源就是電池,比如說(shuō)汽車(chē)用的電池。交流電壓通常由發(fā)電機(jī)產(chǎn)生。zui常見(jiàn)的交流電壓源就是家中墻上的插座。一些裝置將交流轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷?。例如,象電視、音響、錄像機(jī)、計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備,通過(guò)插在墻上的插座上的整流器,來(lái)把交流轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷?。直流電壓是這些電子設(shè)備所需的電源。
測(cè)試電壓,通常是解決電路問(wèn)題時(shí)*步要做的工作。如果沒(méi)有電壓或電壓過(guò)低、過(guò)高,在進(jìn)一步檢查之前,首先要解決電源問(wèn)題。
交流電壓的波形可能是正弦(正弦波)或非正弦(鋸齒波、方波等)。許多數(shù)字多用表可以顯示交流電壓的“rms”(有效值)。有效值就是交流電壓等效于直流電壓的值。
許多的表有“平均值”(average responding)的功能,當(dāng)輸入一個(gè)純正弦波時(shí)它可以給出有效值。這種表不能準(zhǔn)確的測(cè)量非正弦波的有效值。具有真有效值功能(true-rms)的數(shù)字多用表可以的測(cè)量非正弦波的真有效值。波峰因數(shù)(crest factor)是信號(hào)的峰值與有效值的比值。
數(shù)字多用表測(cè)量交流電壓的能力由被測(cè)信號(hào)的頻率限制。大多數(shù)數(shù)字多用表可以測(cè)量50赫茲到500赫茲的交流電壓。但數(shù)字多用表的交流測(cè)量帶寬可到幾百千赫茲。對(duì)于交流電壓和電流來(lái)說(shuō),其頻率范圍應(yīng)與數(shù)字多用表規(guī)格書(shū)一致。
如何測(cè)量電壓
1、選擇所需的擋位與量程
2、將黑表筆插入COM口。將紅表筆插入電壓輸入插口
3、將表筆頭跨接在負(fù)載或電源兩端(并在電路上)
4、察看讀數(shù),并確認(rèn)單位
注:為了正確讀出直流電壓的極性(±),將紅色表筆接電路正極,黑色表筆接負(fù)極或電路地。如果用相反的接法,有自動(dòng)調(diào)換極性功能的數(shù)字多用表會(huì)顯示負(fù)號(hào)來(lái)指示負(fù)的極性。如果是模擬表,你就要冒損壞表的危險(xiǎn)。
注:1/1000V=1mV
1000V=1kV
高壓探頭可用在電視機(jī)、錄像機(jī)的維修中??沙惺?span lang="EN-US">40kV的高壓。
注意:這些探頭不能用在高壓同時(shí)伴隨著高能量的電力方面。因此,這些探頭只能在低能方面應(yīng)用。
電阻
在電阻擋測(cè)量電阻。電阻值變化很大,從幾毫歐(mΩ)的接觸電阻幾十億歐姆的的絕緣電阻。許多數(shù)字多用表測(cè)量電阻小至0.1歐姆,某些測(cè)量值可高至300兆歐(300,000,000ohms)。極大的電阻,福祿克多用表會(huì)顯示“OL”,表示被測(cè)電阻大的超過(guò)了量程。測(cè)量開(kāi)路時(shí),會(huì)顯示“OL”。
必須在關(guān)掉電路電源的情況下測(cè)量電阻,否則對(duì)表或電路板會(huì)有損壞。某些數(shù)字多用表提供了在電阻方式下誤接入電壓信號(hào)時(shí)進(jìn)行保護(hù)的功能。不同型號(hào)的數(shù)字多用表有不同的保護(hù)能力。
在進(jìn)行低電阻的測(cè)量時(shí),必須從測(cè)量值中減去測(cè)量導(dǎo)線的電阻。典型的測(cè)試導(dǎo)線的阻值在0.2Ω到0.5Ω之間。如果測(cè)試導(dǎo)線的阻值大于1Ω,測(cè)試導(dǎo)線就要更換了。
如果數(shù)字多用表為測(cè)量電阻提供小于0.6V的直流電壓,就可以測(cè)量電路板上由二極管或半導(dǎo)體隔離的電阻值。從而不用將電阻拆下來(lái)就可以測(cè)試。
通斷
通斷就是通過(guò)快速電阻測(cè)量來(lái)區(qū)分開(kāi)路或短路。
帶有通斷蜂鳴的數(shù)字多用表時(shí)通斷測(cè)量更加簡(jiǎn)單、快潔。當(dāng)測(cè)到一個(gè)短路電路時(shí),表發(fā)出峰鳴,所以在測(cè)試時(shí)無(wú)需看表。不同型號(hào)的數(shù)字多用表有不同的觸發(fā)電阻值。
二極管測(cè)試
二極管就像一個(gè)電子開(kāi)關(guān)。如果電壓高于一個(gè)特定的值時(shí),二極管就會(huì)導(dǎo)通。通常硅二極管導(dǎo)通電壓為0.6V。并且二極管只允許電流單向流動(dòng)。
當(dāng)檢查二極管或晶結(jié)時(shí),多用表不僅會(huì)給出一個(gè)很寬的讀數(shù)范圍而且還會(huì)給出大于50mA的驅(qū)動(dòng)電流。(見(jiàn)表1)
在測(cè)量含有二極管的電路的電阻時(shí),數(shù)字多用表的測(cè)試電壓會(huì)低于0.6V,防止晶結(jié)導(dǎo)通。
在選擇二極管測(cè)試時(shí),測(cè)試電壓升高,以便檢查二極管或半導(dǎo)體晶結(jié)的功能。
某些數(shù)字多用表有二極管測(cè)試功能。此功能測(cè)量并顯示二極管兩端的實(shí)際壓降。硅結(jié)點(diǎn)在正向測(cè)試時(shí)的壓降應(yīng)該是低于0.7V,在反向測(cè)試時(shí)電路開(kāi)路。
如何測(cè)試電阻
1、關(guān)掉電路電源
2、選擇電阻擋
3、將黑表筆插入COM插孔。紅表筆插入電阻測(cè)試插孔
4、將表筆探頭跨接到被測(cè)元件或電路的兩端
5、察看讀數(shù),并注意單位歐姆(Ω)、千歐(kΩ)、還是兆歐(MΩ)。
注:1,000Ω=1KΩ
1,000,000Ω=1MΩ
一定要注意:在測(cè)試電阻使關(guān)掉電源。
測(cè)量電流
電流測(cè)量與用數(shù)字多用表測(cè)量其它量不同。直接電流測(cè)量法就是將數(shù)字多用表直接串到被測(cè)電路上,讓被測(cè)電路電流直接流過(guò)多用表內(nèi)部電路。間接測(cè)量法不需要將電路打開(kāi)并將多用表串到被測(cè)電路上。間接法要用到電流鉗。
直接電流測(cè)量
1、關(guān)掉電路電源
2、斷開(kāi)或拆焊電路,以便將表串入電路
3、選擇相應(yīng)的交流(A~)、直流(A--)擋位
4、將黑表筆插入COM插口,將紅表筆插入10安培插孔(
5、將表筆串聯(lián)接入斷開(kāi)的電路部分。
6、 將電路電源打開(kāi)
7、 觀察讀數(shù),并注意單位。
注:測(cè)量直流時(shí),如果測(cè)試探頭接反,會(huì)有“—”出現(xiàn)。
輸入保護(hù)
常見(jiàn)的錯(cuò)誤是將測(cè)試導(dǎo)線放在電流插孔中,而試圖測(cè)試電壓。數(shù)字多用表中的小值電阻會(huì)導(dǎo)致電壓源的短路。大電流流過(guò)數(shù)字多用表,如果多用表沒(méi)有足夠的保護(hù),不僅會(huì)損壞表和電路,還回傷害操作者。如果是高壓電路(480伏或更高的電壓),會(huì)導(dǎo)致更大的危險(xiǎn)。
因此,數(shù)字多用表應(yīng)有一個(gè)足夠大容量的電流輸入保護(hù)保險(xiǎn)管。沒(méi)有電流輸入保險(xiǎn)管的表不能用在高能電路(>240V ac)中。使用保險(xiǎn)管的數(shù)字多用表,保險(xiǎn)管應(yīng)有足夠大的容量來(lái)去除高能故障。保險(xiǎn)管的額定電壓應(yīng)比你預(yù)料的zui大電壓大。例如,多用表中的一枚
電流測(cè)試附件
某些時(shí)候,你要測(cè)的電流值超過(guò)了數(shù)字多用表的量程或現(xiàn)場(chǎng)條件不允許你打開(kāi)電路測(cè)量電流。在高電流(通常大于
有兩種基本的電流探頭:電流變換器型,僅用于交流測(cè)量?;魻栃?yīng)型探頭,用于測(cè)量交流或直流電流。
電流變換器型。一般都是用1毫安代表1安培。100安培的電流值就會(huì)變?yōu)?span lang="EN-US">100毫安,這樣可以很安全地用數(shù)字多用表測(cè)量。將導(dǎo)線接到“mA”和“Com”插孔上,并將功能選擇旋鈕旋轉(zhuǎn)至交流毫安擋。
霍爾效應(yīng)型探頭。使用1毫伏代表1安培的交流或直流值。例如,100安培的交流電流就會(huì)轉(zhuǎn)換為100毫伏交流電壓。將測(cè)試導(dǎo)線連接至“V”和“Com”插孔。將功能選擇旋鈕旋轉(zhuǎn)至“V”或“mV”擋。此時(shí)多用表用1毫伏電壓代表1安培電流。
在進(jìn)行電流測(cè)量而將電路斷開(kāi)或拆焊時(shí),必須斷開(kāi)要測(cè)試電路的電源。小電流也會(huì)引起危險(xiǎn)。
不要在測(cè)試導(dǎo)線插在電流孔時(shí)去測(cè)試電壓。會(huì)引起表的損壞或危及人身安全。
變換器型電流探頭,像福祿克80i-400。數(shù)字多用表用1mA的顯示來(lái)代表實(shí)際的
福祿克I-1010型霍爾效應(yīng)探頭,可以測(cè)試很高的交流或直流電流。它將電流轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。
1mV的電壓顯示代表
獨(dú)立認(rèn)證、安全標(biāo)準(zhǔn)
當(dāng)你看到像 UL、CSA、TUV等符號(hào)或讀到“設(shè)計(jì)滿(mǎn)足于….”這類(lèi)話時(shí),往往就會(huì)想到獨(dú)立測(cè)試認(rèn)證機(jī)構(gòu)。當(dāng)然,實(shí)際的獨(dú)立測(cè)試絕非是儀器設(shè)計(jì)工程師的一廂情愿。
你怎樣能證明你的表滿(mǎn)足CATIII或CATII呢?事情不是那么簡(jiǎn)單。很有可能生產(chǎn)廠家自己認(rèn)為他的表滿(mǎn)足CATIII或CATII,卻沒(méi)有經(jīng)過(guò)任何獨(dú)立認(rèn)證。電子電工協(xié)會(huì)(IEC,International Electrotechnical Commission)僅開(kāi)發(fā)并建議它的標(biāo)準(zhǔn),但并不負(fù)責(zé)強(qiáng)迫實(shí)施這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。只有當(dāng)一個(gè)產(chǎn)品經(jīng)測(cè)試*某個(gè)獨(dú)立驗(yàn)證機(jī)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí),才能把諸如UL、CSA、TUV等驗(yàn)證機(jī)構(gòu)的標(biāo)志標(biāo)于儀器上。例如,UL3111,是依據(jù)IEC1010制定出的標(biāo)準(zhǔn)。在魚(yú)龍混雜的儀器市場(chǎng)上,獨(dú)立測(cè)試認(rèn)證不是,但卻可能是zui直接的辨別方法。
多用表安全
安全使用多用表首先要選擇適合應(yīng)用、并滿(mǎn)足應(yīng)用環(huán)境的數(shù)字多用表。一旦選擇了合適的多用表,你就要按照正常的應(yīng)用程序去使用它。電子電工協(xié)會(huì)為在電力系統(tǒng)下工作制定了新標(biāo)準(zhǔn)。確認(rèn)你正在使用的表滿(mǎn)足IEC的標(biāo)準(zhǔn),并且其額定電壓滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用要求。例如,如果測(cè)量480V的電力盤(pán),你的表就要滿(mǎn)足CATIII_600V的標(biāo)準(zhǔn)。這就意味著這塊表的輸入電路被設(shè)計(jì)為能夠承受在這種應(yīng)用環(huán)境下的瞬變而不會(huì)傷害使用者。選擇標(biāo)有UL,CSA,CDE,TUV的表,意味著這塊表不僅滿(mǎn)足IEC標(biāo)準(zhǔn),還經(jīng)過(guò)獨(dú)立認(rèn)證測(cè)試,并滿(mǎn)足獨(dú)立測(cè)試機(jī)構(gòu)的自己標(biāo)準(zhǔn)。
導(dǎo)致數(shù)字多用表?yè)p壞的常見(jiàn)原因
1、當(dāng)探頭還在電流插孔中時(shí),用其去測(cè)交流電壓
2、在電阻模式時(shí),去測(cè)交流電源
3、承受太高的瞬變
4、超過(guò)zui大輸入限制(電壓和電流)
數(shù)字多用表保護(hù)電路的種類(lèi)
1、自動(dòng)恢復(fù)保護(hù)。某些表的電路系統(tǒng)當(dāng)探測(cè)到一個(gè)過(guò)載時(shí),就會(huì)保護(hù)該表直至這種情況不再存在。過(guò)載被去除后,數(shù)字多用表自動(dòng)返回正常運(yùn)行狀態(tài)。通常被用來(lái)保護(hù)電阻功能,避免電壓過(guò)載。
2、沒(méi)有自動(dòng)恢復(fù)功能。某些表探測(cè)到過(guò)載后會(huì)保護(hù)表,但不會(huì)自動(dòng)恢復(fù),直至使用者采取相應(yīng)措施,如更換電阻,才能恢復(fù)使用。
數(shù)字多用表在安全方面的特點(diǎn)
1、保險(xiǎn)管電流輸入保護(hù)
2、使用高能保險(xiǎn)關(guān)(600伏或更高)
3、在電阻模式的高壓保護(hù)(500伏或更高)
4、電壓瞬變保護(hù)(6000伏或更高)
5、安全設(shè)計(jì)的測(cè)試導(dǎo)線,安全手柄等
6、獨(dú)立的安全認(rèn)證
安全清單
l 使用滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用要求的表
l 使用有電流輸入保險(xiǎn)管的表,并在測(cè)量電流前檢查保險(xiǎn)管
l 測(cè)量前檢查測(cè)試導(dǎo)線是否有物理?yè)p壞
l 用表檢查測(cè)試導(dǎo)線的通斷性
l 僅使用有安全手柄和絕緣測(cè)試線
l 使用有內(nèi)凹插座的表
l 測(cè)量時(shí)選擇合適的功能和量程
l 確認(rèn)表的運(yùn)行情況良好
l 遵循產(chǎn)品安全手冊(cè)
l 首先斷開(kāi)紅色測(cè)試線
l 不要單獨(dú)工作
l 使用在電阻擋有過(guò)載保護(hù)的表
l 在沒(méi)有電流鉗而進(jìn)行電流測(cè)量時(shí),在接入電路前,先斷掉電路電源
l 在高壓和高電流的情況下,要注意使用適當(dāng)?shù)脑O(shè)備,諸如高壓探頭、電流鉗
數(shù)字多用表附件
數(shù)字多用表可以使用許多附件。附件可以擴(kuò)大數(shù)字多用表的量程,同時(shí)使測(cè)量工作更簡(jiǎn)便。
高壓探頭和高電流探頭將很高的電壓、電流降到數(shù)字多用表可以安全測(cè)量的程度。溫度探頭將你的數(shù)字多用表轉(zhuǎn)變?yōu)榉奖愕臄?shù)字溫度表。高頻探頭可以測(cè)量頻率很高的電壓。
此外,可選擇的測(cè)試線、探頭、測(cè)試夾,可以幫你很容易得將數(shù)字多用表和測(cè)試電路連接起來(lái)。軟包和硬包不僅可以保護(hù)數(shù)字多用表而且很方便你將附件和數(shù)字多用表存放于其中。
術(shù)語(yǔ)表
精度(Accuracy)
表示數(shù)字多用表的測(cè)量值與實(shí)際值之間的差距。用讀數(shù)的百分?jǐn)?shù)或全量程的百分?jǐn)?shù)表示。
模擬表(Analog meter):
用模擬指針來(lái)顯示測(cè)量值的儀器。使用者通過(guò)指針在行程中的位置來(lái)判別讀數(shù)。
告警器(Annunciator):
用來(lái)指示選擇的量程或功能錯(cuò)誤。
平均響應(yīng)數(shù)字多用表(Average Responding):
可以的測(cè)量正弦波,在測(cè)量非正弦波時(shí)卻精度不夠。
字(Count):
數(shù)字多用表的zui后一位,常與百分?jǐn)?shù)一起用來(lái)表示數(shù)字多用表的精度。
分流器(Current-shunt): 數(shù)字多用表中有一個(gè)用于測(cè)量電流的低值電阻。數(shù)字多用表測(cè)量其兩端電壓并用歐姆定律來(lái)計(jì)算電流值。
數(shù)字多用表(DMM): 用數(shù)字形式來(lái)顯示測(cè)量信號(hào)的值。數(shù)字表的特點(diǎn)就是精度、分辨率、可靠性等指標(biāo)比模擬表高。
非標(biāo)準(zhǔn)正弦波(Non-sinusoidal waveform):
諸如脈沖序列、方波、三角波、鋸齒波、峰波等波形。
分辨率(Resolution):
測(cè)量中可以觀察到的zui小變化值。
有效值(RMS):
等效于直流信號(hào)的交流信號(hào)的量度值。
標(biāo)準(zhǔn)正弦波(Sinusoidal waveform):
以正弦規(guī)律變化沒(méi)有失真的信號(hào)。
真有效值數(shù)字多用表(True-rms):
可以的測(cè)量正弦波和非正弦波的有效值的數(shù)字多用表。
其他特點(diǎn):
下面的特點(diǎn)和功能可以是你的數(shù)字多用表更加方便。
·報(bào)警功能會(huì)指示正在測(cè)量的量(電壓、電阻等)
·接觸保持功能可以保持顯示,你可以用雙手測(cè)量,之后再讀數(shù)
·單鍵操作,方便選擇測(cè)量功能
·過(guò)載保護(hù),可防止損壞表和電路,并保護(hù)操作者
·高能保險(xiǎn)管在電流測(cè)量和過(guò)載時(shí),可以保護(hù)使用者和表
·自動(dòng)量程選擇,可自動(dòng)選擇量程。手動(dòng)量程允許你選擇量程
·自動(dòng)極性顯示,會(huì)顯示負(fù)的極性,即使接錯(cuò)測(cè)試探頭,也不會(huì)損壞表
·電池量低顯示