淺談模擬式多用電表

張克利

（阜陽市第三中學，安徽 阜陽 236006）

1 模擬式多用表概述

多用表有許多型號，不管哪種，表盤上都印有一些符號和數字，弄清這些符號和數字的含義，才能正確使用。一般常見的符號有以下幾種：1）表示該表應水平放置使用。2）⊥表示該表應垂直放置使用。3）表示整流系儀表，測量交流電壓時使用內部整流器。4）表示交直流兩用。5）表示多用表與表殼之間能經受50Hz、3千伏交流電壓歷時一分鐘的絕緣強度試驗。6）表示三級防外磁場能力。7）表示以標度尺長度的百分數表示準確度等級。8）表示以指示值的百分數表示的準確度等級。表示直流電壓靈敏度。表示測量直流電壓時，電表的輸入電阻為毎伏20 千歐。10）4 kΩ/V 或4000 Ω/V 表示交流電壓靈敏度。測量交流電壓時，電表輸入阻抗為毎伏4 千歐。11）0dB=1mW600Ω 表示分貝（dB）標度尺是以600 歐負荷阻抗上得到1mW 功率為零分貝作為參考電平的。12）45～1000Hz表示該表在交流正弦頻率為45～1000Hz 范圍內使用，超出此范圍時誤差將增大。13）A-V-Ω 是指安培、伏特、歐姆。就是說這只表是安培表、伏特表、歐姆表的復用表。14）MF：F 指復用式，M 指儀表。MF 放在一起是指萬用表，MF—15 中的15 表示型號。

除弄清以上各符號及數字的意義外，還應懂得多用表的幾個基本術語，這對測量準確度很重要。多用表的準確度也叫做精度或誤差，表示測量結果的準確程度。也即多用表指示值（測得的數值）與被測標準值之間的基本誤差值。多用表的準確度等級是用基本誤差百分數的數值表示的。換句話，基本誤差百分數值就是儀表的等級。數值越小，等級越高。例如，1 等級精度多用表的基本誤差是±1.0%；2.5 級精度多用表的基本誤差是±2.5%。

磁電式多用表表頭的基本參數包括表頭內阻、靈敏度和線性。表頭內阻是指表頭線圈的直流電阻及上下兩盤游絲直流電阻之和。表頭靈敏度是指指針轉到滿標度（滿量程）時的電流值。此電流數值越小，說明表頭靈敏度越高。表頭的線性是指表針偏轉幅度與通過表頭電流值之間的正比例關系。以上是表頭參數。而多用表的靈敏度一般是指整個多用表的電壓靈敏度。一般以毎伏多少歐姆表示。如500 型多用表直流電壓靈敏度為，這個數值是怎么來的呢？假設有一只靈敏度為I、內阻為R 的表頭。由歐姆定律U=IR 可知，它本身就是一只量程為U 的電壓表。我們給它串聯一只電阻以擴大它的量程到U1，此時U1=I（R+R串）。例如，一只100μA 的表頭，其內阻為1.52 kΩ，可用它測量的電壓量程為U=IR=100×10-6×1.52×103=0.152V，如果給它串聯一只8.48 kΩ 的電阻，量程就擴大到U1=I（R+R串）=100×10-6×（1.52+8.48）×103=1V。此時該電壓表的內阻為10kΩ，其物理意義為：這只電壓表測量1V 直流電壓需要10kΩ 內阻，即10kΩ/V，這個數值稱為100μA 表頭的直流電壓靈敏度。實際上因為I=U/R,所以它就是表頭靈敏度的倒數。即有了電壓靈敏度的概念，就可以方便地將電壓表各檔內阻計算出來。例如用50μA 表頭裝成直流電壓表，其10 伏檔內阻直流電壓靈敏度=，而直流100 伏檔內阻R100V=100V×直流電壓靈敏度==2000kΩ.直流電壓靈敏度越高的多用表，測量直流電壓時從電路中分去的電流就越少，對被測電路影響越小，也即測量結果越準確。

交流電壓靈敏度與直流電壓靈敏度的概念相似。由于測量交流電壓時需要由表內整流器整流，故多一個整流效率因素。一般計算交流電壓靈敏度，只要將直流電壓靈敏度乘以一個常數K（整流電路的工作總效率）即可。計算交流電壓各檔內阻時，也只需將該檔的電壓乘以交流電壓靈敏度即可。可見高檔內阻也是比低檔內阻高的。

2 多用表的基本構成與基本原理

多用電表由表頭、選擇開關和測量線路三部分構成，表頭是一塊高靈敏度磁電式電流表，如圖1（a）所示，其滿偏電流約為幾十到幾百微安，選擇開關和測量線路相配合【如圖1（b）（c）（d）（e）】,可測量交流和直流電流、交流和直流電壓及直流電阻等等。若接入更復雜的測量電路【如圖1（f）】，還可測量音頻電平、三極管的放大倍數等等。每進行一種測量時只使用其中的一部分電路，其他部分不起作用。

圖1

多用表的上半部分是表盤，下半部分是選擇開關，周圍有標有測量功能的區域及量程（如圖2）。將多用表的選擇開關旋轉到電流檔或電壓檔，多用表內的電流表或電壓表電路就被接通，將選擇開關旋轉到電阻檔，多用表內的歐姆表電路就被接通。另外還可以測量二極管的單向導電性及三極管的放大倍數等等。

測電阻是依據閉合電路的歐姆定律原理設計的。而測電壓和電流是依據串、并聯電路的特點及部分電路的歐姆定律原理設計的。歐姆表內部電路如圖3 所示，其中R為調零電阻，紅黑表筆短接進行歐姆表調零時，表 頭指針満偏，此時閉合回路的總電阻即為歐姆表的內阻。根據全電路的歐姆定律有；當紅黑表筆間接有未知電阻Rx 時，有I＝，故每一個未知電阻都對應一個電流值I，我們在刻度盤上直接標出與I 對應的Rx 值，

圖2

所測電阻值就可以從表盤刻度直接讀出；

當待測電阻Rx0=Rg+R+r 時，I＝指針指向刻度盤中央，此時的待測電阻稱為中值電阻（即R中=Rx0=Rg+R+r），所以

R內=Rg+R+r=Rx0=R中，即歐姆表內阻等于中值電阻，這是一個普遍規律。

圖3

3 多用表的正確使用方法

如圖2，多用表表頭下部有一個定位螺絲，這是機械調零螺絲。按照表頭上“⊥”或“”符號，垂直或水平放好多用表。此時看表針是否指在電壓弧形標度尺的零點。如果沒有，應該用小螺絲刀輕輕轉動表盤中間部分的調零螺絲，使表針指零。多用表的下方有紅黑兩表筆，紅表筆為正表筆，黑表筆為負表筆，測直流電壓時將紅表筆接觸高電位點，黑表筆接觸低電位點。如果接反，表針會向反方向沖擊，時間久了指針會打彎，或損壞多用表表頭內的線圈。

測量電阻時，測量之前先將兩表筆的金屬指針接觸在一起，此時指針應指在電阻標度尺的零點。如果不指零點，可調節表頭下面的“Ω”旋鈕使表針指零。如果仍指不到零，說明多用表內的電池電動勢已不足，需要換新電池。圖4測量電阻的方法是錯誤的。兩手同時接觸電阻會使人體電阻與被測電阻并聯，造成測量值不準。測量電路的電阻時，應該用電烙鐵燙開電阻的一端，使這端懸空，再測量電阻的數值。另外，每變換一次電阻檔位都應使表筆短接一次，調整歐姆表校零旋鈕，使指針指向零歐姆，進行調零。為了提高測量的準確度，選擇量程時應盡量使表針指在標度尺中間位置及其附近（可參考指針偏轉在R中～5R中的范圍）。測量電路中的電阻之前必需將電源斷掉，將大電容器放電，以免損壞多用表。

圖4

測量電壓的方法是將多用表通過表筆并聯到電路中去。測量直流電壓時，應將紅表筆接觸高電位點，黑表筆接觸低電位點。如果接反，表針會向反方向沖擊，時間久了指針會打彎，損傷多用表。如果事先不知道電路中某兩點電壓的高低，則應先用一只表筆接觸其中的一點，再用另一只表筆短暫試觸第二點，然后快速離開，看表針轉動的方向。如果表針反向運動，則需將表筆對換一下，再正式進行測量。測量電壓時選擇量程很重要，量程選小了，指針強烈沖擊，損傷多用表。量程選擇太大，固然安全，但多用表的內阻增高，指針偏轉很小，不便于讀數，也會增大測量誤差。如果不知被測兩點電壓的數值范圍，應選用最大量程檔先試測一下，若指針偏轉角度太小，則應換接較小量程。

測量交流電壓時，一般應注意以下幾點：（1）被測電壓應該是正弦波，這是多用表的要求。所測電壓波形與正弦波相差越大，測量誤差也越大。（2）被測電壓的頻率應符合多用表的要求。一般在45～1000Hz 范圍內測量時準確度可以保證，超出此范圍，測量誤差增大。（3）多用表測得的交流電壓數值是有效值。（4）被測電壓中含有交直流成分時，若只測交流成分，就應在表筆探針上加一個耐壓400V 以上的0.1μF左右的電容（如圖5）。

圖5

測量電流是將多用表通過表筆串入被測電路。在事先不知被測電流大小時，也應選擇最大量程，測出大概范圍之后，再用適當的量程正式測量。

多用表的分貝標度尺是用來測量音頻電平的。一般多用表的分貝刻度大部分是以在600Ω 電阻上得到0.775V，即獲得1 毫瓦功率時定為零電平（或稱零分貝）。表1 是交流檔對應的分貝數值。如果用其他檔測量電路中某點的電平，還應加上該檔的一個附加值。例如用檔測得音頻電平10dB（分貝尺），再加上14dB，實際值為24dB。如果用檔測得某點電平為12dB，再加上28dB，實際值應為40dB。

表1

最后談一下多用表的使用注意事項：

第一，每次測量之前必須核對轉換開關是否符合欲測的內容，切勿用電流、電阻檔測量電壓，以免燒壞多用表。

第二，測量完畢時，要把表筆從測試孔中拔出，選擇開關應置于交流電壓最高檔或OFF 檔。若長期不用電表，還應把電池取出。

第三，測量高電壓或大電流時，不能帶電旋轉轉換開關，以防止觸點產生電弧，損傷觸點，加大接觸電阻。

［1］趙青生.大學物理實驗[M].安徽大學出版社,2004,9.

［2］武建謀,宋見林.全品高考復習方案·物理[M].西苑出版社,2007,6.

［3］隋經義,寧云鶴.日常家用電器設備使用與維修[M].廣東科技出版社,1991,3,第3 次印刷.

［4］袖珍萬用電表使用說明書[Z].上海第四電表廠,中國機械進出口公司上海市分公司經營出口.