数字万用表如何测量电压、电流、电阻、电容、二极管、三极管？

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数字万用表如何测量电压、电流、电阻、电容、二极管、三极管？ [复制链接]

一、数字万用表的组成

数字万用表的组成框图如下图所示。从图中可以看出，数字万用表由档位选择开关、功能转换电路、数字电压表组成。

数字电压表只能测直流电压，由A/D转换电路、数据处理电路和显示器构成。它通过A/D转换将输入的直流电压转换成数字信号，再经数据处理电路处理后送到显示器，将输入的直流电压的大小以数字的形式显示出来。

功能转换电路主要由R/U、~U/U、I/U等转换电路组成。R/U转换电路的功能是将电阻的大小转换成相应大小的直流电压，~U/U转换电路能将大小不同的交流电压转换成相应的直流电压，I/U转换电路的功能是将大小不同的电流转换成大小不同的直流电压。

档位选择开关的作用是根据待测的量选择相应的功能转换电路。例如在测电流时，档位线则开关将被测电流送至I/U转换电路。

二、数字万用表的工作原理

以测电流为例来说明数字万用表的工作原理：在测电流时，电流由表笔、插孔进入数字万用表，在内部经档位选择开关（开关置于电流档）后，电流送到I/U转换电路，转换电路将电流转换成直流电压再送到数字电压表，最终在显示屏显示数字。被测电流越大，转换电路转换成的直流电压越高，显示屏显示的数字越大，指示出的电流数值越大。

由上可知，不管数字万用表在测电流、电阻还是测交流电压时，在内部都要转换成直流电压。

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三、数字万用表的测量原理

数字万用表的各种量的测量区别主要在于功能转换电路。

1、直流电压的测量原理

直流电压的测量原理示意图如下图所示。

被测电压通过表笔送入万用表，如果被测电压低，则直接送到电压表IC的IN+（正极输入）端和IN—（负极输入）端。被测电压经IC进行A/D转换和数据处理后在显示器上显示出被测电压的大小。

如果被测电压很高，则将档位选择开关置S于位置“2”，被测电压经电阻R1降压后再通过档位选择开关送到数字电压表的IC输入端。

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2、直流电流的测量原理

直流电流的测量原理示意图如下图所示。

被测电流通过表笔送入万用表，电流在流经电阻R1、R2时，在R1、R2上有直流电压，如果被测电流小，可将档位选择开关置于位置“1”，取R1、R2上的电压送到IC的IN+端和IN-端，被测电流越大，R1、R2上的直流电压越高，送到IC输入端的电压就越高，显示器显示的数字就越大（因为档位选择的是电流档，故显示的数值读作电流值）。

如果被测电流很大，可将档位选择开关S置于位置“2”，只取R2上的电压送到数字电压表的IC输入端，这样可以避免被测电流大时电压过高而超出电压表显示范围。

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3、交流电压的测量原理

交流电压的测量原理示意图如下图所示。

被测交流电压通过表笔送入万用表，交流电压正半周经VD1对电容C1充电得到上正下负的电压，负半周则由CD2、R1旁路，C1上的电压经档位选择开关直接送到IC的IN+端和IN-端，被测电压经IC处理后在显示器上显示出大小。

如果被测交流电压很高，则C1上被充得的电压很高，这时可将档位选择开关S置于位置“2”，C1上的电压经R2降压，再通过档位选择开关送到数字电压表的IC输入端。

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4、电阻阻值的测量原理

电阻阻值的测量原理示意图如下图所示。

在测电阻时，万用表内部的电源VDD经R1、R2为被测电阻Rx提供电压，Rx上的电压送到IC的IN+端和IN-端，Rx阻值越大，Rx两端的电压越高，送到IC输入端的电压越高，最终在显示器上显示的数值越大。

如果被测电阻Rx阻值很小，它两端的电压就会很低，IC无法正常处理，这时可将档位选择开关S置于位置“2”，这样电源只经R2降压为Rx提供电压，Rx的电压不会很低，IC可以正常的处理并显示出来。

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5、二极管的测量原理

二极管的测量原理示意图如下图所示。

万用表内部+2.8V的电源经VD1、R为被测二极管VD2提供电压，如果二极管是正接（即二极管的正、负极分别接万用表的红表笔和黑表笔），二极管会正向导通，如果二极管反接则不会导通。对于硅管，它的正向导通电压为0.45~0.7V，对于锗管，它的正向导通电压为0.15~0.3V。

在测量二极管时，如果二极管正接，送到IC的IN+端和IN-端的电压不大于0.7V，显示屏将该电压显示出来，如果二极管反接，二极管截止，送到IC输入端的电压为2V，显示屏显示溢出符号“1”。

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6、三极管放大倍数的测量原理

三极管放大倍数的测量原理示意图如下图所示。（以测量NPN型三极管为例）

在数字万用表上标有“B（b）”、“C（C）”、“E（e）”插孔，在测三极管时，将3个极插入相应的插孔中，万用表内部的电源VDD经R1为三极管提供基极电流，三极管导通，有集电极电流流过R2，在R2上得到电压，由于R1阻值固定，所以基极电流固定，而三极管的放大倍数越大，IE电流也就越大，R2上的电压就越高，送到IC输入端的电压就越高，最终在显示器上显示的数值就越大。

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7、电容容量的测量原理

电容容量的测量原理示意图如下图所示。

在测量电容时，万用表内部的IC提供一个正弦波交流信号电压，交流信号电压经档位选择开关S的“1”端，R1、R2送到被测电容Cx，根据容抗计算公式，在交流信号f不变的情况下，电容容量越大，其容抗越小，它两端的交流电压越低，该交流信号电压经运算放大器1放大后输出，再经VD1整流后在C1上充得上正下负的直流电压，此直流电压经运算放大器2倒相后再送到IC的IN+端和IN-端。

如果Cx容量大，它两端的交流信号电压就低，在电容C1上充得的直流电压也低，该电压经倒放大后送到IC输入端的电压就高，显示器显示的容量就大。

如果被测电容Cx容量很大，它两端的交流信号电压就会很低，经放大、整流和倒相放大后送到IC输入端的电压会很高，显示的数字会超出显示器显示范围，这时可将档位选择开关S置于位置“2”，这样仅经R2为Cx提供的交流电压仍较高，经放大、整流和倒相放大后送到IC输入端的电压不会很高，IC可以正常处理并显示出来。