1.3 万用表

1.基础知识

早期的万用表（如图1-3所示）能够测量电压、电流和电阻，因而又被称为三用表。这三种电量在电路测试中最常用，而且可以演化出测量其他电量的方法。其价格是所有电子仪表中最便宜的，因而又被称为万用表。在使用万用表时，应该注意以下3个问题。

（1）不可用电阻挡和二极管（通断判断）挡测量带电的电路（或其中的电阻）。

（2）不可用电流挡直接测量电源两端或具有很大输出电流的两端。

（3）在使用电压挡或电流挡时，必须确保被测值不超过相应挡位的量程太多。如果难以估计被测电压或电流的幅值，应将万用表调至最大量程后再开始测量，然后逐级调小量程直到得到最高精度的读数为止。

2.亲历实践

1）测量电阻

找来大小不同的电阻，用万用表测量，将测量结果与电阻上标称的阻值进行比较，分析其中的差异。

测量时可以用左手夹持电阻的一个引脚，用右手像拿筷子一样拿住万用表的两根表笔（测试笔），用两根表笔的金属部分分别触碰电阻的两个引脚，然后读出阻值。

如果是测量较小阻值的电阻或仅仅粗略判断一下阻值，可用左手的食指与中指夹住电阻的一个引脚，用拇指和无名指夹住电阻的另一个引脚，用右手像拿筷子一样拿住万用表的两根表笔（测试笔），用两根表笔的金属部分分别触碰电阻的两个引脚，然后读出阻值。

2）测量电压

用函数信号发生器输出幅值不同的直流信号，分别用万用表的直流电压挡和交流电压挡测量。

用函数信号发生器输出幅值不同的正弦波，分别用万用表的直流电压挡和交流电压挡测量，有何结果，为什么？交换表笔，再用万用表的直流电压挡和交流电压挡测量，有何结果，为什么？

用函数信号发生器输出频率由最低变到最高但幅值不变的正弦波，用万用表的交流电压挡测量。

用函数信号发生器输出频率为1kHz，幅值为1V但波形不同（方波、正弦波和三角波）的信号，用万用表的直流电压挡和交流电压挡测量。

用函数信号发生器输出频率为1kHz，幅值为1V但占空比不同的方波信号，用万用表的直流电压挡测量。

3）测量电流

用函数信号发生器输出频率为1kHz，幅值为10V的信号，用万用表串联一个100Ω电阻测量。

用函数信号发生器输出幅值不同的直流信号，分别用万用表的直流电流挡和交流电流挡串联一个100Ω电阻后测量。交换表笔，再用万用表的直流电流挡和交流电流挡串联一个100Ω电阻后测量。

用函数信号发生器输出幅值不同的正弦波，分别用万用表的直流电流挡和交流电流挡串联一个100Ω电阻后测量。交换表笔，再用万用表的直流电流挡和交流电流挡测量。

用函数信号发生器输出频率由最低变到最高但幅值不变的正弦波，用万用表的交流电流挡串联一个100Ω电阻后测量。

用函数信号发生器输出频率为1kHz，幅值为1V但波形不同（方波、正弦波和三角波）的信号，用万用表的直流电流挡和交流电流挡串联一个100Ω电阻后测量。

用函数信号发生器输出频率为1kHz，幅值为1V但占空比不同的方波信号，用万用表的直流电流挡串联一个100Ω电阻后测量。

4）测量电路的通断（数字万用表）

将万用表拨到二极管（通断判断）挡，将两根表笔的金属部分相碰，万用表应该发出蜂鸣声，表示两根表笔之间是连通的，若测量电路某两点或器件两端的万用表显示值为0，表示两根表笔之间的电阻为0。

同样将万用表拨到二极管（通断判断）挡，分别测量47Ω、100Ω、300Ω的电阻。

将万用表拨到200Ω挡，分别测量47Ω、100Ω、300Ω的电阻。

找一个普通二极管，将万用表拨到二极管（通断判断）挡测量，结果如何？交换表笔再测量，结果又如何？

找一个LED（发光二极管），将万用表拨到二极管（通断判断）挡测量；交换表笔再测量。在测量过程中请注意LED本身的变化。

如果有不同颜色的LED（包括红外LED），用前面所述的办法测量。

将万用表拨到不同的电阻挡，分别测量不同颜色的LED（包括红外LED）。

找一个快速二极管（或肖特基二极管），将万用表拨到二极管（通断判断）挡测量，结果如何？交换表笔再测量，结果如何？

找一个三极管，将万用表拨到二极管（通断判断）挡测量，标明3个引脚之间的正、反向电阻，以此判断该三极管的材料、NPN型与PNP型或其好坏。

找一个三极管，将万用表拨到不同的电阻挡测量，以此判断该三极管的材料、NPN型与PNP型或其好坏。

5）测量电容（数字万用表，并且有该挡位）

将万用表拨到电容测量挡，将容量大小不同的电容分别插进万用表测量电容的槽口，将测量结果与被测电容的标称值相比较。

将万用表拨到不同的电阻挡，再次测量这些电容，注意万用表读数的变化。

同样将万用表拨到不同的电阻挡，再次测量这些电容，但在同一挡位对同一电容进行两次测量，完成第一次测量后将表笔交换后与电容引脚触碰，注意万用表读数的变化。

6）测量三极管（数字万用表，并且有该挡位）

将万用表拨到hFE挡，按照你估计的三极管（NPN型或PNP型，可用前述的办法识别）及引脚（e、b、c，可用前述的办法识别），将三极管插入相应的测试孔中，如果三极管完好并且三极管的引脚插入位置正确，此时万用表会显示被测三极管的hFE值（通常为几十至几百）。

3.思考提高

（1）你所用的万用表的各个参数的测量范围是多少？

（2）数字万用表和模拟万用表有哪些不同？在使用上有何区别？

（3）在亲历实践1）中，用左手的拇指和无名指夹住电阻的另一个引脚，在测量高阻值电阻而且要求精度高时，这样测量有什么问题？

（4）在亲历实践2）中，用万用表的直流电压挡和交流电压挡测量函数信号发生器输出幅值不同的直流信号有何结果？为什么？交换表笔，再用万用表的直流电压挡和交流电压挡测量，有何结果，为什么？

（5）在亲历实践2）中，用万用表的直流电压挡和交流电压挡测量函数信号发生器输出幅值不同的交流信号有何结果？为什么？交换表笔，再用万用表的直流电压挡和交流电压挡测量，有何结果，为什么？

（6）在亲历实践2）中，用函数信号发生器输出频率为1kHz，幅值为1V但波形不同（方波、正弦波和三角波）的信号，用万用表的直流电压挡和交流电压挡测量，有何结果，为什么？

（7）在亲历实践2）中，用函数信号发生器输出频率为1kHz，幅值为1V但占空比不同的方波信号，用万用表的直流电压挡测量，有何结果，为什么？

（8）在亲历实践3）中，用函数信号发生器输出频率为1kHz，幅值为10V的信号，用万用表串联一个100Ω电阻测量，将万用表的电流的读数值与你计算得到的值相比较，结果如何？

（9）在亲历实践3）中，用函数信号发生器输出幅值不同的直流，分别用万用表的直流电流挡和交流电流挡串联一个100Ω电阻后测量，有何结果，为什么？交换表笔，再用万用表的直流电流挡和交流电流挡串联一个100Ω电阻后测量，有何结果，为什么？

（10）在亲历实践3）中，用函数信号发生器输出幅值不同的正弦波，分别用万用表的直流电流挡和交流电流挡串联一个100Ω电阻后测量，有何结果，为什么？交换表笔，再用万用表的直流电流挡和交流电流挡测量，有何结果，为什么？

（11）在亲历实践3）中，用函数信号发生器输出频率由最低变到最高但幅值不变的正弦波，用万用表的交流电流挡串联一个100Ω电阻后测量，有何结果，为什么？

（12）在亲历实践3）中，用函数信号发生器输出频率为1kHz，幅值为1V但波形不同（方波、正弦波和三角波）的信号，用万用表的直流电流挡和交流电流挡串联一个100Ω电阻后测量，有何结果？为什么？

（13）在亲历实践3）中，用函数信号发生器输出频率为1kHz，幅值为1V但占空比不同的方波信号，用万用表的直流电流挡串联一个100Ω电阻后测量，有何结果？为什么？

（14）在亲历实践4）中，同样将万用表拨到二极管（通断判断）挡，分别测量47Ω、100Ω、300Ω的电阻，结果如何？你能够推测出什么样的结论？

（15）在亲历实践4）中，将万用表拨到200Ω挡，分别测量47Ω、100Ω、300Ω的电阻，结果又如何？你能够推测出什么样的结论？

（16）在亲历实践4）中，将万用表拨到二极管（通断判断）挡，测量一个普通二极管，结果如何？交换表笔再测量，结果又如何？你能够推测出什么样的结论？

（17）在亲历实践4）中，将万用表拨到二极管（通断判断）挡，测量一个LED（发光二极管），结果如何？交换表笔再测量，结果又如何？

（18）在亲历实践4）中，如果有不同颜色的LED（包括红外LED），用（17）中所述的办法测量，结果如何？

（19）在亲历实践4）中，将万用表拨到不同的电阻挡，分别测量不同颜色的LED（包括红外LED），结果如何？

（20）在亲历实践4）中，将万用表拨到二极管（通断判断）挡，测量一个快速二极管（或肖特基二极管），结果如何？交换表笔再测量，结果又如何？

（21）在亲历实践4）中，将万用表拨到二极管（通断判断）挡，测量一个三极管，如何能够用此办法判断该三极管的材料、NPN型与PNP型或其好坏？

（22）在亲历实践4）中，将万用表拨到不同的电阻挡，测量三极管，能否判断该三极管的材料、NPN型与PNP型或其好坏？

（23）将万用表拨到不同的电阻挡测量不同容值的电容，注意万用表读数的变化。你怎样看待这种现象？

（24）如果将万用表拨到不同的电阻挡测量电容，但在同一挡位对同一电容进行两次测量，完成第一次测量后将表笔交换后与电容引脚触碰，注意万用表读数值的变化，你将会看到与（23）题中不同的地方。你怎样看待这种不同？

（25）51单片机正常工作时，其ALE引脚的输出为晶振频率的6分频，占空比为三分之一的方波。可以用该信号的有无来判断单片机的时钟系统是否正常工作。如何用万用表来测量？请给出你的方法并说明其理由（提示：可以用函数信号发生器产生1MHz、5V、占空比为三分之一的方波并选用万用表合适的挡位测量）。

（26）如何用示波器测量添加在很大的高频交流信号（如10V）上的微弱直流信号（如几个毫伏或几十毫伏）？

（27）仅用万用表的hFE挡能否判断一个三极管的好坏？请将万用表打到hFE挡并在“c”、“e”孔中插入一个几百欧的电阻试一试，你得到什么结果？

（28）万用表的hFE挡的测量原理是什么？

（29）万用表的二极管挡与200Ω挡有什么关系？