數(shù)字萬用表測如何測量電壓？應用原理是什么？

數(shù)字萬用表在電器測量中是很常見的一種儀器，它主要是以數(shù)字電路為基礎進行檢測和分析信號，然后再通過轉換器提供LED顯示出來，但是仍然有多人對數(shù)字萬用表的測量電壓原理和使用方法不是很了解，接下來小編就為大家介紹一下數(shù)字萬用表測量電壓原理及使用方法。

電壓(voltage)，也稱作電勢差或電位差，是衡量單位電荷在靜電場中由于電勢不同所產(chǎn)生的能量差的物理量。

電壓的概念與水位高低造成的水壓相似。水會從水壓好處水壓低處，電流也會從高的電壓的地方流向電壓低的地方

電壓單位伏特 字母V

電壓分為：高低電壓，安全電低。

萬用表測量電壓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。

電流與電壓區(qū)別電壓是使用電路中自由電荷作定向運動的形成電流

電流是由于自由電荷的定向移動形成的

不同類型測量數(shù)字萬用表的方法

機械萬用表測量電壓1.將黑表筆插入COM插孔,紅表筆插入V/Ω插孔。

2.將功能開關置于交流電壓檔V~量程范圍,并將測試筆連接到待測電源或負載上.測試連接圖同上.測量交流電壓時,沒有極性顯示.

3.查看萬用表顯示讀數(shù)，確認量程，并確定電壓方向

數(shù)字萬用表測量電壓原理

數(shù)字萬用表通過測量選擇開關的裝換，即可構成電壓表、電流表、歐姆表、電容筆等基本形態(tài)，分別用來測量直流電壓、直流電流、交流電壓、交流電流、電阻、電容等。

1.直流電壓表

測量直流電壓時，通過測量選擇開關的裝換，電路構成直流電壓表，如圖1所示。3個阻值分別為1R、9R、90R的電阻構成分壓器，被測電壓U加在分壓器的A、B兩端間，A端為正，B端為負。數(shù)字表頭(200mV數(shù)字電壓表)僅測量取樣電阻上的電壓，取樣電阻可以是分壓器的一部分，也可以是分壓器的全部。，改變?nèi)颖?，即可改變量程?

圖1中，當數(shù)字表頭輸入端IN接入①端時，整個分壓器都是取樣電阻，取樣電壓UIN=U;當數(shù)字表頭輸入端IN接入②端時，取樣電阻為1R+9R，取樣電壓UIN=U/10，量程擴大為10倍;當數(shù)字表頭輸入端IN接入③端時，取樣電阻為1R，取樣電壓UIR=U/100，量程擴大為100倍。由于取樣電壓的變化倍率為10的整數(shù)倍，因此只需相應移動LCD顯示屏中顯示數(shù)字的小數(shù)點位置，即可直觀地顯示出被測電壓的實際數(shù)值。取樣比的改變和小數(shù)點位置的移動，由測量選擇開關根據(jù)不同量程同步控制。

2.直流電流表

測量直流電流時，通過測量選擇開關的轉換，電路構成直流電流表，如圖2所示。取樣電阻R構成電流/電壓轉換器，被測電流I由A端進、B端出，在取樣電阻R上必然產(chǎn)生電壓降UR，UR=IR，數(shù)字表頭(200mv數(shù)字電壓表)測量取樣電阻上的電壓降，便可間接測的電流值。改變?nèi)与娮璧拇笮?，即可改變量程?

如圖3所示，取樣電阻由阻值分別為1R、9R、90R的電阻構成，當被測電流輸入端A和數(shù)字表頭輸入端IN接入①端時，取樣電阻R1=90R+9R+1R=100R,當被測電流輸入端A和數(shù)字表頭輸入端IN接入②端時，取樣電阻R2=9R+1R=10R,縮小為R1的1/10，要獲得相同的電壓降，電流必須增大10倍，即量程擴大10倍。當被測電流輸入端A和數(shù)字表頭輸入端IN接入③端時，取樣電阻R3=1R,縮小為R1的1/100，量程擴大100倍。由于取樣電阻的變化率為10的整數(shù)倍，因此只需相應移動LCD顯示屏中顯示數(shù)字的小數(shù)點位置，即可直觀地顯示出被測電流的實際數(shù)值。取樣電阻的改變和小數(shù)點位置的移動，由測量選擇開關根據(jù)不同量程同步控制。

3.交流電壓表

測量交流電壓時，通過測量選擇開關的裝換，電路構成交流電壓表，如圖4所示。交流電壓擋與直流電壓擋共用一個分壓器，所不同的是測量交流電壓時，在數(shù)字表頭輸入端IN與分壓器之間增加了一個交流/直流轉換器，將取樣電阻上的交流電壓裝換為直流電壓送入數(shù)字表頭顯示。交流/直流轉換器同時能夠?qū)⒔涣麟妷弘妷旱姆宸逯敌Ｕ秊橛行е?，因此LCD顯示屏顯示的讀數(shù)為被測交流電壓的有效值。

4.交流電流表

測量交流電流時，通過測量選擇開關的裝換，電路構成交流電流表，如圖5所示。與圖3相比，交流電流表只是直流電流表電路

基礎上增加了一個交流/直流轉換器，將被測交流電流I在取樣電阻上的交流電壓降裝換為直流電壓降再送入數(shù)字表頭顯示。同樣因為交流/直流轉換器的校正作用，LCD顯示屏顯示的讀數(shù)為被測交流電流的有效值。

5.歐姆表

測量電阻時，通過測量選擇開關的裝換，電路構成歐姆表，如圖6所示。標準電阻R0和被測電阻RX構成電阻/電壓轉換器，在兩電阻上加一標準電壓U，則R0和Rx上分別按比例產(chǎn)生一定的電壓降。由于標準電阻R0的阻值已知，因此通過測量RX上的電壓降UX即可間接測得被測電阻RX的阻值。根據(jù)數(shù)字表頭中集成電路IC 7106的特性，當RX=R0時顯示讀數(shù)為1000，合理設計R0的取值，便可使LCD顯示屏直接顯示被測電阻的阻值。改變標準電阻R0的阻值，即可改變量程。

數(shù)字萬用表是電氣測量中常用到的電子儀器，它具有很多特殊功能，但主要功能是對電壓、電阻和電流進行測量。

如何使用數(shù)字萬用表對電壓、電阻和電流進行測量咧?

一、測量電壓:數(shù)字萬用表的一個最基本的功能就是測量電壓，典型的直流電壓源就是電池，例如汽車用的電池。交流電壓通常由發(fā)電機產(chǎn)生，最常見的交流電壓源就是家中墻上的插座。一些裝置將交流轉變?yōu)橹绷?，例如電視、音響、錄像機、計算機等電子設備，通過插在墻上的插座上的整流器，來把交流轉變?yōu)橹绷?直流電壓是這些電子設備所需的電源。

測試電壓，通常是解決電路問題時第一步要做的工作。如果沒有電壓或電壓過低、過高，在進一步檢查之前，首先要解決電源問題。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)字萬用表(例如OI857Ⅱ和OI859CFⅡ)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。但大部分數(shù)字萬用表(例如BM805)只有“平均值”(average responding)的功能，當輸入一個純正弦波時它可以給出有效值。這種數(shù)字萬用表不能準確的測量非正弦波的有效值。具有真有效值功能(true-rms)的數(shù)字多用表可以精確的測量非正弦波的真有效值。波峰因數(shù)(crest factor)是信號的峰值與有效值的比值。數(shù)字萬用表測量交流電壓能力由被測信號頻率限制。大多數(shù)數(shù)字萬用表可以精確測量50Hz~500Hz交流電壓，但有些數(shù)字萬用表的交流測量帶寬可到幾百千赫茲(例如OI859CFⅡ數(shù)字萬用表可到100KHz)。

數(shù)字萬用表測量電壓的步驟：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、將表筆頭跨接在負載或電源兩端(并在電路上);4、察看讀數(shù)，并確認單位。在測量電壓時為了正確讀出直流電壓的極性(±)，將紅色表筆接電路正極，黑色表筆接負極或電路地。如果用相反的接法，有自動調(diào)換極性功能的數(shù)字多用表會顯示負號來指示負的極性，此時如果是模擬指針萬用表，就會有損壞萬用表的危險。在測量高壓時需要使用高壓探頭，例如用在電視機、錄像機的維修，承受40kV的高壓。但是這些高壓探頭(例如OIHVP40)不能用在高壓同時伴隨著高能量的電力方面，只能應用在低能方面。二、測量電阻:電阻值一般變化很大，從幾毫歐(mΩ)的接觸電阻到幾十億歐姆的絕緣電阻。許多數(shù)字萬用表測量電阻可以小至0.1歐姆、高至300兆歐。極大的電阻，數(shù)字萬用表一般會顯示“OL”，表示被測電阻超過了量程。測量開路時，會顯示“OL”。必須在關掉電路電源的情況下測量電阻，否則對表或電路板會有損壞。某些數(shù)字萬用表提供了在電阻方式下誤接入電壓信號時進行保護的功能。不同型號的數(shù)字多用表有不同的保護能力。在進行低電阻的精確測量時，必須從測量值中減去測量導線的電阻。典型的測試導線的阻值在0.2Ω到0.5Ω之間。

如果測試導線的阻值大于1Ω，測試導線就要更換了。如果數(shù)字萬用表為測量電阻提供小于0.6V的直流電壓，就可以測量電路板上由二極管或半導體隔離的電阻值。從而不用將電阻拆下來就可以測試。數(shù)字萬用表測量電阻的步驟(一定要注意在測試電阻使關掉電阻電源)：1、關掉電路電源;2、選擇電阻擋;3、將黑表筆插入COM插孔，紅表筆插入電阻測試插孔;4、將表筆探頭跨接到被測元件或電路的兩端;5、察看讀數(shù)，并注意單位歐姆(Ω)、千歐(kΩ)、還是兆歐(MΩ)。三、通斷測量:通斷就是通過快速電阻測量來區(qū)分開路或短路。帶有通斷蜂鳴的數(shù)字萬用表時通斷測量更加簡單、快捷。當測到一個短路電路時，數(shù)字萬用表發(fā)出峰鳴，所以在測試時無需看數(shù)字萬用表。不同型號的數(shù)字萬用表有不同的觸發(fā)電阻值。四、二極管測試:二極管就像一個電子開關，如果電壓高于一個特定的值時，二極管就會導通。通常硅二極管導通電壓為0.6V，并且二極管只允許電流單向流動。當檢查二極管或晶結時，數(shù)字萬用表不僅會給出一個很寬的讀數(shù)范圍，還會給出大于50mA的驅(qū)動電流。在測量含有二極管的電路的電阻時，數(shù)字萬用表的測試電壓會低于0.6V，防止晶結導通。在選擇二極管測試時，測試電壓升高，以便檢查二極管或半導體晶結的功能。某些數(shù)字萬用表有二極管測試功能，此功能測量并顯示二極管兩端的實際壓降，硅結點在正向測試時的壓降應該是低于0.7V，在反向測試時電路開路。五、測量電流:數(shù)字萬用表測量電流是一個很重要的功能，與數(shù)字萬用表測量其它量不同。直接電流測量法就是將數(shù)字萬用表直接串到被測電路上，讓被測電路電流直接流過數(shù)字萬用表內(nèi)部電路。

間接測量法不需要將電路打開并將數(shù)字萬用表串到被測電路上，間接法需要用到電流鉗或電流探頭。數(shù)字萬用表直接電流測量部驟：1、掉電路電源;2、斷開或拆焊電路，以便將數(shù)字萬用表串入電路;3、選擇相應交流(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(或300毫安插孔)。選擇哪個插孔，主要是依據(jù)可能的測量值;5、將表筆串聯(lián)接入斷開的電路部分;6、將電路電源打開;7、觀察讀數(shù)，并注意單位。數(shù)字萬用表在測量電流時最容易燒壞，常見的錯誤是將測試導線放在電流插孔中，而試圖測試電壓，既常見的表筆線插錯。此時數(shù)字萬用表中的小值電阻會導致電壓源的短路，大電流流過數(shù)字萬用表，如果數(shù)字萬用表沒有足夠的保護，不僅會損壞表和電路，還回傷害到操作者。如果是高壓電路(480伏或更高的電壓)，會導致更大的危險。因此，數(shù)字萬用表應有一個足夠大容量的電流輸入保護保險管，沒有電流輸入保險管的數(shù)字萬用表不能用在高能電路(>240Vac)中。使用保險管的數(shù)字萬用表，保險管應有足夠大的容量來去除高能故障。保險管的額定電壓應比你預料的最大電壓大，例如數(shù)字萬用表中的一枚20A/250V的保險管不能在數(shù)字萬用表測量480V電路時發(fā)揮保護作用;一枚20A/600V保險管才能在數(shù)字萬用表測量480V的電路時發(fā)揮保護作用。有些數(shù)字萬用表在測量電流時會有表筆線插錯蜂鳴報警功能，例如OI857Ⅱ和OI859CFⅡ在進行電流測量一定要注意：將電路斷開或拆焊時，必須斷開要測試電路的電源，小電流也會引起危險;不要在測試導線插在電流孔時去測試電壓，這樣會引起數(shù)字萬用表損壞或危及人身安全。