《电子装接工》 | 第二章 常用电工工具和测量仪表的使用 第二节 常用电工仪器仪表的使用

一、指针式万用表各挡位的使用

1.万用表电阻挡的使用及注意事项

首先根据被测电阻器的阻值，旋转功能转换旋钮选择合适的电阻挡位。MF47型万用表电阻挡设有R×1，R×10，R×100，R×1k，R×10k五个量程，如图2.13所示。

万用表的电阻挡刻度线是表盘中位置最上方的那条圆弧刻度线，可以看出，标志线间距不是均匀的，刻度值越低标志线间距越宽。所以在选择量程时，应使被测电阻的指示值尽可能位于0刻度到整个量程的2/3这一段范围内，这样可以提高测量的精确度。

为确保测量电阻值的准确性，测量之前和每一次换挡测量时都应“调零”：将万用表的红、黑两表笔短接，调节面板上的调零电位器旋钮，使指针指在0欧位置上。

测量时，左手持握元器件，并注意手不能同时接触2个以上的引线，以防人体电阻影响测量结果。右手持握红、黑表笔成拿筷姿势，如图2.14所示。

读数时，万用表应水平放置，两眼应位于电表指针的正上方。若表盘内有一弧形反射镜，当看到指针与其镜中的影像重合时方可读数。若表针位于两条刻度线之间，除了将刻度线所代表的阻值读出外，还应再估计一下刻度间的数值。以上读数方法也适用于电压和电流的测量。将指针在Ω刻度线上的读数与电阻挡所处量程的倍率相乘，即为所测量的电阻值（又称实测值）。

注意事项如下：

①严禁在带电电路中测量电阻，以免损坏万用表。

②需要检测电路中电阻器的阻值时，可将电阻器从电路中焊开，这样电路的其他部分的电阻值不会影响到此次测量。

③测量电容器的电阻值应先将电容器两电极短路一下，放掉积存电荷。

④每次更换电阻挡时应重新调整欧姆零点。当指针不到零点时，说明表内电池容量不足，应换上新电池。

⑤测高阻值电阻时，不允许两手分别捏住两支表笔的金属端，以免引入人体电阻（约为几百千欧），使读数减小。对于几欧姆的小电阻，应注意使表笔与电阻引出线接触良好，必要时可将电阻两引线上的氧化物刮掉再进行检测。

⑥万用表的电阻R×10k挡使用的电池电压较高，多采用9伏或5伏叠层电池，不宜检测低耐压的元件。

⑦在电阻挡测量时要用到万用表内部的电池，注意电池极性不能装错，正确情况下黑表笔连接电池的正极，红表笔连接电池的负极，这一点很重要，特别是在判别晶体二极管、三极管管脚极性时。

⑧在不使用电阻挡时，应将功能转换旋钮拨离电阻挡，以避免表笔相碰造成无谓的耗电，以及误测高压损坏万用表。

2.万用表电压挡的使用及注意事项

万用表电压挡可测量交流电压（ACV）和直流电压（DCV）。首先应根据被测信号是交流电压还是直流电压选择相应功能挡位。用符号“V”和“～”标志出的挡位是交流电压挡，另一个符号“V”标志出的挡位是直流电压挡。两种挡位使用方法基本相同。而后估计被测电压大小并选择合适的电压量程。

将表笔接触被测电路或元件两端。如果测量直流电压，一定要用红表笔接触高电位，黑表笔接触低电位。

测量电压时，要看第二条刻度线。电压刻度线下方右端标有若干个满度值，一般量程与满度值的10的n次方倍率相对应，n=0，±1，±2，±3，……例如0.25伏、2.5伏、250伏量程的满度值都为250。将指针指示的数值乘以该挡位所对应的10的n次方倍率即为测量电压值，图2.15为读各挡值的示例。

注意事项如下：

①测量电压时应将表笔并联在被测电路两端。测直流电压时要注意正、负极性。如果不清楚被测电压的极性，亦应先拨到高压挡进行测试，以防止表头过载或指针反向偏转而导致指针打弯。

②若误用直流电压挡（DCV）去测交流电压，指针将不动或稍微抖动。而误用交流电压挡（ACV）去测直流电压，读数可能高一倍，也可能为零，视万用表接法而定。

③电压挡测量值愈接近于满度值，误差愈小。因此选择电压量程时应使指针偏转1/3～1/2以上，以减小误差。

④严禁在测较高电压（如220伏）时拨动功能转换旋钮，以免产生电弧，烧坏开关触点。

⑤测量电压时，精力要集中，表笔并接被测点要准确、稳定，避免表笔接触其他电路影响测量结果和损坏万用表，特别是测较高电压时要注意。在测量电位时，可将一表笔固定接在参考点上。

⑥测量有高内阻的电源的电压时，应尽量选择较大的电压量程，因为量程越大，万用表的内阻也越高，测量结果受到的影响就越小。

⑦不能直接用万用表测量方波、矩形波、锯齿波等非正弦电压。当被测正弦电压失真超过5%，万用表测量误差会明显增大。

⑧万用表的频率特性较差，一般只适合于测量1千赫以下的低频率电压。

⑨测量带电感电路的电压时，必须在切断电源前脱开万用表，防止由于自感现象产生高压损坏万用表。

3.万用表电流挡的使用及注意事项

一般指针式万用表只能测量直流电流（DCV）。

首先根据被测电流大小选择合适的电流量程。测量时将表笔串联入被测电路中。注意极性，应让电流从红表笔流入，从黑表笔流出，否则指针会反偏。

电流测量值也在第二条表盘刻度线上读出，识读的方法与测量电压时的识读方法相同。使用规则如下：

①测电流时应将万用表串联在被测电路中，并注意正负极性，若极性接反，表针会打反，容易碰弯。

②若电源内阻和负载电阻都很小，应尽量选择较大的电流量程，以减小万用表内阻对被测电路工作状态的影响。

③在测量进行时不能变换挡位或量程。

万用表属于常规仪器，使用人员较多，次数又频繁，稍有疏忽，轻则损坏表内元件，重则烧坏表头，造成不应有的损失。因此，在使用时应注意以下几点：

①使用前应先熟悉万用表的使用方法，明确具体测量项目和操作方法。然后将功能转换旋钮拨到相应的测量种类和量程上。确保红表笔插在标有“+”号的插孔上，黑表笔插在标有“-”号的插孔上。

②假如预先无法估计被测量的大小，应先拨到最大量程挡，再逐渐减小量程到合适位置。每一次拿起表笔准备测量时，务必再核对一下量程开关是否拨对位置，并养成一种习惯。

③万用表应水平放置，避免引起倾斜误差。当指针不在机械零点时，须用螺丝刀调节表头下方的调整螺钉使指针回零，以消除零点误差。

④万用表要轻拿轻放，强烈的机械振动冲击容易损坏表头。万用表应在无振动、干燥、无强磁场及环境温度适宜的条件下使用和存放。

⑤测量完毕，将量程选择开关拨到交流电压最高挡或标有“OFF”的位置，以防止下次开始测量时不慎烧表。万用表长期不用时应将电池取出，以避免电池存放过久变质，渗出电解液腐蚀电路。发现电池或电池槽正、负极片氧化或弹性降低，应及时清除或整理，以减小接触电阻。MF47型万用表操作方法见表2.1。

二、数字式万用表

数字式万用表具有精确度高、显示直观清晰、测试功能齐全、便于携带、价格适中等特点，外形如图2.16所示。

现在就具体说说使用方法。

1.电压的测量

（1）直流电压的测量（如电池、随身听电源等）

首先将黑表笔插进“COM”孔，红表笔插进“VΩ”孔。把旋钮选到比估计值大的量程（注意：表盘上的数值均为最大量程，“V—”表示直流电压挡，“V～”表示交流电压挡，“A”是电流挡），接着把表笔接电源或电池两端，保持接触稳定。数值可以直接从显示屏上读取，若显示为“1”，则表明量程太小，那么就要加大量程后再测量。如果在数值左边出现“-”，则表明表笔极性与实际电源极性相反，此时红表笔接的是负极。

（2）交流电压的测量

表笔插孔与直流电压的测量一样，不过应该将旋钮打到交流挡“V～”处所需的量程即可。交流电压无正负之分，测量方法跟前面相同。无论测交流还是直流电压，都要注意人身安全，不要随便用手触摸表笔的金属部分。

2.电流的测量

（1）直流电流的测量

先将黑表笔插入“COM”孔。若测量大于200毫安的电流，则要将红表笔插入“10A”插孔，并将旋钮打到直流“10A”挡；若测量小于200毫安的电流，则将红表笔插入“200mA”插孔，将旋钮打到直流200毫安以内的合适量程。调整好后，就可以测量了。将万用表串进电路中，保持稳定，即可读数。若显示为“1”，那么就要加大量程；如果在数值左边出现“-”，则表明电流从黑表笔流进万用表。

（2）交流电流的测量

测量方法与直流电流的测量基本相同，不过挡位应该打到交流挡位，电流测量完毕后应将红笔插回“VΩ”孔。

（3）电阻的测量

将表笔插进“COM”和“VΩ”孔中，把旋钮打旋到“Ω”中所需的量程，用表笔接在电阻两端金属部位，测量中可以用手接触电阻，但不要把手同时接触电阻两端，这样会影响测量精确度，因为人体虽电阻很大但仍是有限大的导体。读数时，要保持表笔和电阻有良好的接触。注意单位：在“200”挡时单位是“欧”，在“2k”到“200k”挡时单位为“千欧”，“2M”以上的单位是“兆欧”。

（4）二极管的测量

数字万用表可以测量发光二极管，整流二极管等。测量时，表笔位置与电压测量一样，将旋钮旋到二极管挡，用红表笔接二极管的正极，黑表笔接负极，这时会显示二极管的正向压降。锗二极管的压降是0.15～0.3伏，硅二极管约为0.5～0.7伏，发光二极管约为1.8～2.3伏。调换表笔，显示屏显示“1”则为正常，因为二极管的反向电阻很大，否则此管已被击穿。

三、兆欧表

1.兆欧表的外形

兆欧表也叫绝缘电阻表，又称为摇表，它是测量绝缘电阻最常用的仪表。一般用来检测供电线路、电机绕组、电缆、电气设备等的绝缘电阻，以便检验其绝缘程度的好坏。兆欧表的外形如图2.17所示。

它在测量绝缘电阻时本身就有高电压电源，这就是它与一般测电阻仪表的不同之处。兆欧表用于测量绝缘电阻既方便又可靠。但是如果使用不当，它将给测量带来不必要的误差，我们必须正确使用兆欧表进行绝缘电阻测量。

兆欧表的接线柱共有三个：一个“L”即线端，一个“E”即为地端，再一个“G”即屏蔽端（也叫保护环）。一般被测绝缘电阻都接在“L”“E”端之间，但当被测绝缘体表面漏电严重时，必须将被测物的屏蔽环或不须测量的部分与“G”端相连接。这样漏电流就经由屏蔽端“G”直接流回发电机的负端形成回路，而不再流过兆欧表的测量机构（动圈）。这样就从根本上消除了表面漏电流的影响，特别应该注意的是测量电缆线芯和外表之间的绝缘电阻时，一定要接好屏蔽端钮“G”，因为当空气湿度大或电缆绝缘表面不干净时，其表面的漏电流将很大。为防止被测物因漏电而对其内部绝缘测量所造成影响，一般在电缆外表加一个金属屏蔽环，与兆欧表的“G”端相连。

2.兆欧表的选择

在测量电气设备的绝缘电阻之前，先要根据被测设备的性质、磁极动圈铁芯和电压等级，选择适当的兆欧表。

一般测量额定电压在500伏以下的设备时，选用500～1000伏的兆欧表，测量额定电压在500伏以上的设备时，选用1000～2500伏的兆欧表。例如，测量高压设备的绝缘电阻，不能用额定电压500伏以下的兆欧表，因为这时测量结果不能反映工作电压下的绝缘电阻；同样不能用电压太高的兆欧表测量低压电气设备的绝缘电阻，否则会损坏设备的绝缘。

此外，兆欧表的测量范围也应与被测绝缘电阻的范围相吻合。一般应注意不要使测量范围过多地超出所需测量的绝缘电阻值，以免使读数产生较大误差。一般测量低压电气设备绝缘电阻时，可选用0～200兆欧量程的表，测量高压电气设备或电缆时可选用0～2000兆欧量程的表。注意其刻度不是从零开始，而是从1MΩ起始的，且兆欧表一般不宜用来测量低压电气设备的绝缘电阻。

3.兆欧表使用前的准备

兆欧表在工作时，自身产生高电压，而测量对象又是电气设备，所以必须正确使用，否则就会造成人身或设备事故。使用前，首先要做好以下各种准备：

①测量前必须将被测设备电源切断，并对地短路放电，决不允许设备带电进行测量，以保证人身和设备的安全。

②对可能感应出高压电的设备，必须消除这种可能性后，才能进行测量。

③被测物表面要清洁，减少接触电阻，确保测量结果的正确性。

④测量前要检查兆欧表是否处于正常工作状态，主要检查其“0”和“∞”两点。即摇动手柄，使电机达到额定转速，兆欧表在短路时应指在“0”位置，开路时应指在“∞”位置。兆欧表使用前应先进行开路和短路试验，检查兆欧表的好坏，检查示意图如图2.18所示。

⑤兆欧表使用时应放在平稳、牢固的地方，且远离大电流导体和外磁场。

4.兆欧表的接线

做好上述准备工作后就可以进行测量了，在测量时，还要注意兆欧表的正确接线，否则将引起不必要的误差甚至错误。

当用兆欧表摇测电器设备的绝缘电阻时，一定要注意“L”和“E”端不能接反，正确的接法是：“L”线端钮接被测设备导体，“E”地端钮接地的设备外壳，“G”屏蔽端接被测设备的绝缘部分。

如果将“L”和“E”接反了，流过绝缘体内及表面的漏电流经外壳汇集到地，由地经“L”流进测量线圈，使“G”失去屏蔽作用而给测量带来很大误差。另外，因为“E”端内部引线同外壳的绝缘程度比“L”端与外壳的绝缘程度要低，当兆欧表放在地上采用正确接线方式时，“E”端对仪表外壳和外壳对地的绝缘电阻，相当于短路，不会造成误差，而当“L”与“E”接反时，“E”对地的绝缘电阻同被测绝缘电阻并联，而使测量结果偏小，给测量带来较大误差。

由此可见，要想准确地测量出电气设备等的绝缘电阻，必须对兆欧表进行正确的使用，否则，就失去了测量的准确性和可靠性。

5.兆欧表测量绝缘电阻

①测量电机的绝缘电阻时，将电机绕组接于电路“L”端，机壳接于接地“E”端，如图2.19所示。

②测量电机的绕组间的绝缘性能时，将电路“L”端和接地端“E”端分别接在电机的两绕组间，如图2.20所示。

③测量电缆对电缆外壳的绝缘电阻，除将电缆芯接电路“L”端和电缆外壳接接地端“E”端外，还需要将电缆壳与芯之间的内层绝缘部分接保护环“G”端，以消除表面漏电产生的误差，如图2.21所示。

6.使用兆欧表的注意事项

①在进行测量前要先切断电源，被测设备一定要进行放电（约需2～3分钟），以保障设自身安全。

②接线柱与被测设备间连接的导线不能用双股绝缘线或绞线，应用单股线分开单独连接，不能因绞线绝缘不良而引起误差，同时应保持设备表面清洁干燥。

③测量时，表面应放置平稳，手柄摇动要由慢渐快。

④一般采用均匀摇动1分钟后的指针位置作为读数。一般为120转每分。测量中如发现指示为0，则应停止转动手柄，以防表内线圈过热而烧坏。

⑤在兆欧表转动尚未停下或被测设备未放电时，不可用手进行拆线，以免引起触电。

（作者：王英 蔡耀明）