第二章 电工操作、仪表与工具
第一节 万用表的使用
一、万用表的种类
万用表主要分为指针型（机械型）、数字、台式万用表三大类。
指针型万用表又可分为单旋钮型万用表和双旋钮型万用表两类，常见的指针型万用表有MF47、MF500等，如图2-1所示。在实际使用中建议使用单旋钮多量程万用表。
图2-1 常见的指针型万用表
数字万用表又分为多量程万用表和自动量程识别万用表，多量程万用表常见的有DT9205、DT9208型万用表等，如图2-2所示。需要测量时，旋转到相应功能的适当量程即可测量。
图2-2 多量程万用表
自动量程万用表常见型号有 QI857、R86E 等型号，在测量时只要将功能旋钮旋转到相应的功能位置即可测量，其量程大小可自动选择，如图2-3所示。
图2-3 自动量程万用表
数字万用表中还有一种高精度多功能台式万用表，主要用于高精度电子电路的测量，常见有福禄克及安捷伦台式万用表，台式万用表如图2-4所示。
图2-4 台式万用表
二、数字万用表
数字式万用表（见图2-5）是利用模拟/数字转换原理，将被测量模拟电量参数转换成数字电量参数，并以数字形式显示的仪表。它比指针式万用表具有精度高、速度快、输入阻抗高、对电路的影响小、读数方便准确等优点。数字式万用表的使用可扫二维码学习。
图2-5 DT9208型数字式万用表
数字式万用表的使用
（1）数字式万用表的使用 首先打开电源，将黑表笔插入“COM”插孔，红表笔插入“V·Ω”插孔。
① 电阻测量。将转换开关调节到Ω挡，将表笔测量端接于电阻两端，即可显示相应示值。如显示最大值“1”（溢出符号），必须向高电阻值挡位调整，直到显示为有效值为止。
为了保证测量准确性，在路测量电阻时，最好断开电阻的一端，以免在测量电阻时在电路中形成回路，影响测量结果。
注意：不允许在通电的情况下进行在线测量，测量前必须先切断电源，并将大容量电容放电。
② “DCV”——直流电压测量。表笔测试端必须与测试端可靠接触（并联测量）。原则上由高电压挡位逐渐往低电压挡位调节测量，直到该挡位示值的1/3～2/3为止，此时的示值才是一个比较准确的值。
注意：严禁以小电压挡位测量大电压。不允许在通电状态下调整转换开关。
③ “ACV”——交流电压测量。表笔测试端必须与测试端可靠接触（并联测量）。原则上由高电压挡位逐渐往低电压挡位调节测量，直到该挡位示值的1/3～2/3为止，此时的示值才是一个比较准确的值。
注意：严禁以小电压挡位测量大电压。不允许在通电状态下调整转换开关。
④ 二极管测量。将转换开关调至二极管挡位，黑表笔接二极管负极，红表笔接二极管正极，即可测量出正向压降值。
⑤ 晶体管电流放大系数hFE的测量。将转换开关调至hFE挡，根据被测晶体管选择“PNP”或“NPN”位置，将晶体管正确地插入测试插座即可测量到晶体管的hFE值。
⑥ 开路检测。将转换开关调至有蜂鸣器符号的挡位，表笔测试端可靠的接触测试点，若两者在（20±10）Ω，蜂鸣器就会响起来，表示该线路是通的，不响则该线路不通。
注意：不允许在被测量电路通电的情况下进行检测。
⑦ “DCA”——直流电流测量。小于200mA时红表笔插入mA插孔，大于200mA时红表笔插入A插孔，表笔测试端必须与测试端可靠接触（串联测量）。原则上由高电流挡位逐渐往低电流挡位调节测量，直到该挡位示值的1/3～2/3为止，此时的示值才是一个比较准确的值。
注意：严禁以小电流挡位测量大电流。不允许在通电状态下调整转换开关。
⑧ “ACA”——交流电流测量。低于200mA时红表笔插入mA插孔，高于200mA时红表笔插入A插孔，表笔测试端必须与测试端可靠接触（串联测量）。原则上由高电流挡位逐渐往低电流挡位调节测量，直到该挡位示值的1/3～2/3为止，此时的示值才是一个比较准确的值。
注意：严禁以小电流挡位测量大电流。不允许在通电状态下调整转换开关。
（2）数字式万用表常见故障与检修
① 仪表没有显示。首先检查电池电压是否正常（一般用的是9V电池，新的也要测量）。其次检查熔丝是否正常，若不正常则予以更换；检查稳压块是否正常，若不正常则予以更换；限流电阻是否开路，若开路则予以更换。再查：检电电路板上的线路是否有腐蚀或短路、断路现象（特别是主电源电路线），若有则应清洗电路板，并及时做好干燥和焊接工作。如果一切正常，测量显示集成块的电源输入的两脚，测试电压是否正常，若正常则该集成块损坏，必须更换该集成块；若不正常则检查其他有没有短路点，若有则要及时处理好；若没有或处理好后还不正常，说明该集成块已经内部短路，则必须更换。
② 电阻挡无法测量。首先从外观上检查电路板，在电阻挡回路中有没有连接电阻烧坏，若有则必须立即更换；若没有则要对每一个连接元件进行测量，有坏的及时更换；若外围都正常，则说明测量集成块损坏，必须更换。
③ 电压挡在测量高压时示值不准，或测量稍长时间示值不准甚至不稳定。此类故障大多是由于某一个或几个元件工作功率不足引起的。若在停止测量的几秒内，检查时会发现这些元件发烫，这是由于功率不足而产生了热效应所造成的，同时形成了元件的变值（集成块也是如此），则必须更换该元件（或集成块）。
④ 电流挡无法测量。此故障多数是由于操作不当引起的，检查限流电阻和分压电阻是否烧坏，若烧坏则应予以更换；检查到放大器的连线是否损坏，若损坏则应重新连接好；若不正常，则更换放大器。
⑤ 示值不稳，有跳字现象。检查整体电路板是否受潮或有漏电现象，若有则必须清洗电路板并做好干燥处理；输入回路中有没有接触不良或虚焊现象（包括测试笔），若有则必须重新焊接；检查有没有电阻变质或刚测试后有没有元件发生超正常的烫手现象（这种现象是由于其功率降低引起的），若有则应更换该元件。
⑥ 示值不准。这种现象主要是由测量通路中的电阻值或电容失效引起的，则更换该电容或电阻；检查该通路中的电阻阻值（包括热反应中的阻值），若阻值变值或热反应变值，则予以更换该电阻；检查A/D转换器的基准电压回路中的电阻、电容是否损坏，若损坏则予以更换。
三、指针型万用表
指针型万用表多使用MF47型万用表，其外形如图2-6所示。指针型万用表由表头、测量选择开关、欧姆调零旋钮、表笔插孔、三极管插孔等部分构成。
图2-6 MF47型万用表的外形
指针型万用表的使用
（1）转换开关的使用
① 测量电阻时转换开关拨至R×1～R×10k挡位。
② 测交流电压时转换开关拨至10～1000V挡位。
③ 测直流电压时转换开关拨至0.25～1000V挡位。若测高电压，则将表笔插入2500V插孔即可。
④ 测直流电流时转换开关拨至0.25～247mA挡位。若测量大的电流，应把正（红）表笔插入“+5A”孔内，此时负（黑）表笔还应插在原来的位置。
⑤ 测三极管放大倍数时转换开关先拨至ADJ挡调零，使指针指向右边零位，再将转换开关拨至hFE挡，将三极管插入NPN或PNP插孔，读第五条线的数值，即为三极管放大倍数值。
⑥ 测负载电流I和负载电压V，使用电阻挡的任何一个挡位均可。
⑦ 测音频电频dB时应使用交流电压挡。
（2）指针型 万用表的使用（可扫上方二维码学习）
① 使用万用表之前，应先注意指针是否指在“∞（无穷大）”的位置。如果指针不正对此位置，应用螺丝刀（螺钉旋具）调整机械调零钮，使指针正好处在无穷大的位置。
注意：此调零钮只能调半圈，否则有可能会损坏，以致无法调整。
② 在测量前，应首先明确测试的物理量，并将转换开关拨至相应的挡位上，同时还要考虑好表笔的接法；然后进行测试，以免因误操作而造成万用表的损坏。
③ 将红表笔插入“+”孔内，黑表笔插入“-”或“*”孔内。如需测大电流、高电压，可以将红表笔分别插入2500V或5A插孔。
④ 测电阻之前，都应先将红黑表笔对接，调整“调零电位器Ω”，使指针正好指在零位，而后进行测量，否则测得的阻值误差太大。
注意：每换一次挡，都要先进行一次调零，再将表笔接在被测物的两端测量电阻值。
电阻值的读法：将开关所指的数值与表盘上的读数相乘，就是被测电阻的阻值。例如，用R×100挡测量一只电阻，指针指在“10”的位置，那么这只电阻的阻值是10×100=1000Ω=1kΩ；如果指针指在“1”的位置，其电阻值为100Ω；若指针指在“100”的位置，则电阻值为10kΩ，以此类推。
⑤ 测电压时，应将万用表调到电压挡并将两表笔并联在电路中进行测量。测量交流电压时，表笔可以不分正负极；测量直流电压时，红表笔接电源的正极，黑表笔接电源的负极（如果接反，表笔会向相反的方向摆动）。如果测量前不能估测出被测电路电压的大小，应用较大的量程去试测，如果指针摆动很小，再将转换开关拨到较小量程的位置；如果指针迅速摆到零位，应该马上把表笔从电路中移开，加大量程后再去测量。
注意：测量电压时，应一边观察指针的摆动情况，一边用表笔试着进行测量，以防电压太高把指针打弯或把万用表烧毁。
⑥ 测直流电流时，将表笔串联在电路中进行测量（将电路断开）。红表笔接电路的正极，黑表笔接电路中的负极。测量时应该先用高挡位，如果指针摆动很小，再换低挡位。如需测量大电流，应该用扩展挡。
注意：万用表的电流挡是最容易被烧毁的，在测量时千万注意。
⑦ 测三极管放大倍数（hFE）时先把转换开关转到ADJ挡（没有ADJ挡位时，其他型号可用R×1k挡）调零，再把转换开关转到hFE挡进行测量。将三极管的b、c、e三个极分别插入万用表上的b、c、e三个插孔内，PNP型三极管插入PNP位置，读第四条刻度线上的数值；NPN型三极管插入NPN位置，读第五条刻度线的数值（均按实数读）。
⑧ 测穿透电流时按照三极管放大倍数（hFE）的测量方法将三极管插入对应的插孔内，但三极管的b极不插入，这时指针将有一个很小的摆动，根据指针摆动的大小来估测穿透电流的大小。指针摆动幅度越大，说明穿透电流越大，否则就小。
由于万用表CUF、LUH刻度线及dB刻度线应用得很少，在此不再赘述，可参见使用说明。
（3）指针型万用表使用注意事项
① 不能在红黑表笔对接时或测量时旋转转换开关，以免旋转到hFE挡位时指针迅速摆动，将指针打弯，并且有可能烧坏万用表。
② 在测量电压、电流时，应先选用大量程的挡位测量一下，再选择合适的量程去测量。
③ 不能在通电的状态下测量电阻，否则会烧坏万用表。测量电阻时，应断开电阻的一端进行测试（准确度高），测完后再焊好。
④ 每次使用完万用表，都应该将转换开关调到交流最高挡位，以防止由于第二次使用不注意或外行人乱动烧坏万用表。
⑤ 在每次测量之前，应先看转换开关的挡位。严禁不看挡位就进行测量，这样有可能损坏万用表，这是一个从初学时就应养成的良好
习惯。
⑥ 万用表不能受到剧烈震动，否则会使万用表的灵敏度下降。
⑦ 使用万用表时应远离磁场，以免影响表的性能。
⑧ 万用表长期不用时，应该把表内的电池取出，以免腐蚀表内的元器件。
（4）指针型万用表常见故障的检修 以MF47型万用表为例，介绍指针型万用表常见故障的检修。
① 磁电式表头故障。
a.摆动表头，指针摆幅很大且没有阻尼作用。此故障原因为可动线圈断路、游丝脱焊。
b.指示不稳定。此故障原因为表头接线端松动或动圈引出线、游丝、分流电阻等脱焊或接触不良。
c.零点变化大，通电检查误差大。此故障原因可能是轴承与轴承配合不妥当，轴尖磨损比较严重，致使摩擦误差增加；游丝严重变形，游丝太脏而粘圈；游丝弹性疲劳；磁间隙中有异物等。
② 直流电流挡故障。
a.测量时，指针没有偏转。此故障原因多为：表头回路断路，使电流等于零；表头分流电阻短路，从而使绝大部分电流流不过表头；接线端脱焊，从而使表头中没有电流流过。
b.部分量程不通或误差大。此故障原因是分流电阻断路、短路或变值。常见为R×10Ω挡。
c.测量误差大。此故障原因是分流电阻变值（阻值变化大，导致正误差超差；阻值变小，导致负误差）。
d.指示没有规律，量程难以控制。此故障原因多为转换开关位置窜动（调整位置，安装正确后即可解决）。
③ 直流电压挡故障。
a.指针不偏转，示值始终为零。此故障原因为分压附加电阻断线或表笔断线。
b.误差大。此故障原因是附加电阻的阻值增加引起示值的正误差，阻值减小引起示值的负误差。
c.正误差超差并随着电压量程变大而严重。此故障原因为表内电压电路元件受潮而漏电，电路元件或其他元件漏电，印制电路板受污、受潮、击穿、电击炭化等引起漏电。修理时，刮去烧焦的纤维板，清除粉尘，用酒精清洗电路后烘干处理。严重时，应用小刀割铜箔与铜箔之间的电路板，从而使绝缘良好。
d.不通电时指针有偏转，小量程时更为明显。此故障原因是受潮和污染严重，使电压测量电路与内置电池形成漏电回路。处理方法
同上。
④ 交流电压、电流挡故障。
a.在交流挡时指针不偏转、示值为零或很小。此故障原因多为整流元件短路或断路，或引脚脱焊。检查整流元件，如有损坏应更换，有虚焊时应重焊。
b.在交流挡时示值减少一半。此故障是由整流电路故障引起的，即全波整流电路局部失效而变成半波整流电路，使输出电压降低。更换整流元件，故障即可排除。
c.在交流电压挡时指示值超差。此故障是串联电阻阻值变化超过元件允许误差而引起的。当串联电阻阻值降低、绝缘电阻降低、转换开关漏电时，将导致指示值偏高。相反，当串联电阻阻值变大时，将使指示值偏低而超差。应采用更换元件、烘干和修复转换开关的办法排除故障。
d.在交流电流挡时指示值超差。此故障原因为分流电阻阻值变化或电流互感器发生匝间短路。更换元器件或调整修复元器件排除故障。
e.在交流挡时指针抖动。此故障原因为表头的轴尖配合太松，修理时指针安装不紧，转动部分质量改变等，由于其固有频率刚好与外加交流电频率相同，从而引起共振。尤其是当电路中的旁路电容变质失效而没有滤波作用时更为明显。排除故障的办法是修复表头或更换旁路电容。
⑤ 电阻挡故障。
a.电阻常见故障是各挡位电阻损坏（原因多为使用不当，用电阻挡误测电压造成）。使用前，用手捏两表笔，如指针摆动则说明对应挡电阻烧坏，应予以更换。
b. R×1挡两表笔短接之后，调节调零电位器不能使指针偏转到零位。此故障多是由于万用表内置电池电压不足或电极触簧受电池漏液腐蚀生锈，从而造成接触不良导致的。此类故障在仪表长期不更换电池情况下出现最多。如果电池电压正常，接触良好，调节调零电位器后指针偏转不稳定，没有办法调到欧姆零位，则多是调零电位器损坏。
c.在R×1挡可以调零，其他量程挡调不到零，或只是R×10k、R×100k挡调不到零。此故障的原因是分流电阻阻值变小，或者高阻量程的内置电池电压不足。更换电阻元件或叠层电池，故障就可排除。
d.在R×1、R×10、R×100挡测量误差大。在R×100挡调零不顺利，即使调到零，但经几次测量后零位调节又变为不正常。出现这种故障是由于转换开关触点上有黑色污垢，使接触电阻增加且不稳定，使各挡开关触点露出银白色，保证其接触良好，可排除故障。
e.表笔短路，表头指示不稳定。此故障原因多是由于线路中有假焊点、电池接触不良或表笔引线内部断线导致的。修复时应从最容易排除的故障做起，即先保证电池接触良好，表笔正常；如果表头指示仍然不稳定，就需要寻找线路中的假焊点加以修复。
f.在某一量程挡测量电阻时严重失准，而其余各挡正常。此故障往往是由于转换开关所指的表箱内对应电阻已经烧毁或断线所致的。
g.指针不偏转，电阻示值总是无穷大。此故障原因大多是由于表笔断线，转换开关接触不良，电池电极与引出簧片之间接触不良，电池日久失效已没有电压，调零电位器断路所致的。找到具体故障原因之后作针对性的修复，或更换内置电池，故障即可排除。
（5）指针型万用表的选用 万用表的型号很多，而不同型号之间功能也存在差异。因此在选购万用表时，通常要注意以下几个方面。
① 若用于检修无线电等弱电子设备，在选用万用表时一定要注意以下三个方面。
a.万用表的灵敏度不能低于20kΩ/V，否则在测试直流电压时，万用表对电路的影响太大，而且测试数据也不准。
b.对于装修电工，应选外形稍小的万用表，如50型U201等即可满足要求。如需要选择好一点的表，可选择NMF47或MF50型万用表。
c.频率特性选择（俗称是否抗峰值）方法是：用直流电压挡测高频电路（如彩色电视机的行输出电路电压）看是否显示标称值，如是则说明频率特性高，如指示值偏高则说明频率特性差（不抗峰值），则此表不能用于高频电路的检测（最好不要选择此种类）。此项对于装修电工来说，选择时不是太重要，因为装修电工测试的多为50Hz交流电。
② 检修电力设备（如电动机、空调、冰箱等）时，选用的万用表一定要有交流电流测试挡。
③ 检查表头的阻尼平衡。首先进行机械调零，将表在水平、垂直方向来回晃动，指针不应该有明显的摆动；将表水平旋转和竖直放置时，指针偏转不应该超过一小格；将表旋转360°时，指针应该始终在零附近均匀摆动。如果达到了上述要求，就说明表头在平衡和阻尼方面达到了标准。