任务二 数字式万用表的结构与使用
知识重点
★ 万用表的分类与特点
★ 数字式万用表的读数方法
★ 数字式万用表的使用方法
★ 使用数字式万用表的注意事项
技能要点
★ 数字式万用表的识别方法
★ 数字式万用表测量值的读数方法
★ 数字式万用表的使用技术
任务提出
★ 了解万用表的分类方法
★ 识记数字式万用表测量值的读取方法
★ 掌握数字式万用表的使用方法
知识链接
1.2.1 数字式万用表工作原理
1. 数字式万用表结构
数字式万用表是一种数字化的新型测量仪表，输入阻抗高、测量对象和量程宽、读数显示准确直观。数字式万用表可以测量交、直流电压、电流、电阻等，较好的还能测量电容、电感、晶体管参数、频率、温度等。图1-21所示为DT―890B型数字式万用表实物图。面板上部为LCD液晶显示屏；面板中部有测量选择开关、电源开关、晶体管测量插孔、电容器测量插孔、表笔插孔等。
图1-21 DT―890B型数字式万用表实物图
2. DT―890B型万用表工作原理
整个数字式万用表由三部分电路构成，其组成方框图如图1-22所示。
图1-22 D T―890B型数字式万用表组成方框图
① 由双积分A/D转换器和三位半LCD显示屏组成的200 mV直流数字电压表基本测量显示部件（相当于指针式万用表的表头）；
② 由分压器、电流/电压变换器、交流/直流变换器、电阻/电压变换器、电容/电压变换器、晶体管测量电路等组成的量程扩展电路，以构成多量程的数字万用表；
③ 由波段开关构成的测量选择电路。
1.2.2 数字式万用表的特点与性能
1. 数字式万用表的特点
（1）显示更明了
指针式万用表需要操作者借助表盘与指针读取数据，而数字式万用表却是用数字直接显示测量结果。特别是采用大屏幕（字高18 mm）及超大屏幕（字高25 mm）液晶显示器（Liquid Crystal Diode缩写LCD），使读数更加明了直观。
尤其是为了彻底解决数字式万用表不便测量变化量的难题而开发的“数字/模拟条状图形”（简称模拟条图或条棒），双显示屏和为了能同时显示3 组或3 组以上数据（如最大值MAX、最小值MIN、平均值AVG等）而开发的多显示屏，更是使人一目了然，液晶显示的数据和图像如图1-23所示。
图1-23 数字式万用表液晶显示的数据和图像
（2）读数更准确
指针式万用表的表盘刻度中有些是非线性的，导致读取数据不方便且不准确。而数字式万用表直接显示，无人为的读数误差，加之内部电子电路能保证其测量精度，所以，数字式万用表测量准确度远远大于指针式万用表。
（3）性能更良好
指针式万用表受到传统工艺的局限，不可能有根本性的突破。而数字式万用表是现代高新技术的结晶，所以比较前者而言性能更佳。例如，数字式万用表具有更高的输入阻抗，负载效应影响小，即测量时从被测电路上吸取的电流极小，可以保证被测电路原有工作状态不变，减少了测量误差。又如，数字式万用表普遍采用由CMOS单片大规模集成电路的A/D模数转换器与少量的元器件构成，极易实现微功耗。同时能达到很高的分辨率，表现出很高的灵敏度。数字式万用表的最大显示值为199999 999，最高分辨率为0.0000005%。
（4）功能更强大
数字式万用表的测试功能之多之强远远超过指针式万用表。数字式万用表不仅具有测量二极管正向压降（UF）、晶体管共发射极电流放大系数hFE、电容量（C）、电导（G）、温度（T）、频率（f）的功能，而且还有查验线路通断的蜂鸣器挡（BZ）、低功率测电阻挡（LO Ω）和其他功能。其他功能有读数保护（HOLD）、逻辑测试（LOGIC）、真有效值（TRMS）测量、相对值（REL△）测量、自动关断电源（ALJTO OFF POWER）、脉冲宽度PD（Pulse Duration）、AC/DC自动转换。尤其是新型智能数字式万用表在功能上更胜一筹。液品条图显示（LCD BARGRAPH）、多重显示、最小值/最大值存储（Min/Max Mode'）、峰值保护（PK HOLD）、自动校准（AIJTO CAE），以及设定测量范围上下限（UPV）、存储（MER），等等。
2. 数字式万用表的性能
① 工作温度：0～40 ℃，保证准确度的测试温度23～5 ℃。
② 相对湿度：<75%。
③ 工作频率：40～400 Hz。
④ 显示方式：LCD显示。
⑤ 最大显示：1999（
位）自动极性显示。
⑥ 过量程显示：“1”。
⑦ 读数速度：每秒钟约2～3次。
1.2.3 数字式万用表的使用
1. 测量选择开关
DT―890B型数字式万用表挡位示意图如图1-24所示，DT―890 B型数字式万用表可以测量直流电压、交流电压、直流电流、交流电流、电阻、电容、晶体管放大倍数、二极管正向压降和通断等，具有8大类32个量程，使用时，转动旋钮至适当挡位即可。
图1-24 DT―890B型数字式万用表挡位示意图
2. 插孔
DT―890B型数字式万用表面板下部有4个插孔，分别是公共端插孔“COM”、测量电压电阻插孔“VΩ”、测量毫安级电流插孔“mA”、测量安培级电流插孔“A”，其插孔示意图如图1-25所示。使用时，将黑表笔插入“COM”插孔，红表笔插入相应插孔。
图1-25 DT―890B型数字式万用表插孔示意图
3. 电池的安装
DT―890B型数字式万用表采用层叠电池作电源，安装或更换电池需打开后盖。撬起后盖上的支架，卸下3颗固定螺钉，即可打开后盖，其位置示意图如图1-26所示。
图1-26 DT―890B型数字式万用表后盖固定螺钉位置示意图
4. 内部线路板结构
DT―890B型数字式万用表所有元器件均安装在电路板上。电路板上方白色圆形物是压电蜂鸣器；板右下方有一保险丝，其作用是电流挡（20A挡除外）过载保护；左下方是电池仓，装有一枚9 V层叠电池。其内部结构示意图如图1-27所示，
图1-27 DT―890B型数字式万用表内部结构示意图
5. 测量交流电压
DT―890B型数字式万用表在测量交流电压时，红表笔插入“VΩ”插孔（黑表笔插入“COM”插孔），选择开关置所需的“交流V”挡，测量范围0.1 mV～700 V，其对应挡位和表笔位置示意图如图1-28所示。
图1-28 测量交流电压对应挡位和表笔位置示意图
6. 测量直流电压
DT―890B型数字式万用表在测量直流电压时表笔设置同上，选择开关置所需的“直流V”挡，测量范围0.1 mV～1000 V，其对应挡位和表笔位置示意图如图1-29所示。
图1-29 测量直流电压对应挡位和表笔位置示意图
7. 测量交流小电流
DT―890B型数字式万用表在测量“mA”级交流电流时，红表笔插入“mA”插孔，黑表笔置COM，选择开关置所需的“～A”挡，其对应挡位和表笔位置示意图如图1-30所示。
图1-30 测量交流小电流对应挡位和表笔位置示意图
8. 测量交流大电流
DT―890B型数字式万用表在测量“A”级交流电流时，红表笔插入“A”插孔，黑表笔置COM，选择开关置“交流20 A”挡，该表可测量1 µA～20 A的交流电流，其对应挡位和表笔位置示意图如图1-31所示。
图1-31 测量交流大电流对应挡位和表笔位置示意图
9. 测量直流小电流
DT―890B型数字式万用表在测量“mA”级直流电流时，红表笔插入“mA”插孔，黑表笔置COM，选择开关置所需的“直流A”挡，其对应挡位和表笔位置示意图如图1-32所示。
图1-32 测量直流小电流对应挡位和表笔位置示意图
10. 测量直流大电流
DT―890B型数字式万用表在测量“A”级直流电流时，红表笔插入“A”插孔，黑表笔置COM，选择开关置“直流20A”挡，该表可测量1 µA～20 A的直流电流，其对应挡位和表笔位置示意图如图1-33所示。
图1-33 测量直流大电流对应挡位和表笔位置示意图
11. 测量电阻
DT―890B型数字式万用表在测量电阻时，红表笔插入“VΩ”插孔，黑表笔置“COM”，选择开关置适当的“Ω”挡，可测量0.1 Ω～200 MΩ的电阻器，其对应挡位和表笔位置示意图如图1-34所示。
图1-34 测量电阻时对应挡位和表笔位置示意图
12. 测量二极管
DT―890B型数字式万用表在测量二极管时，红表笔插入“VΩ”插孔，黑表笔置“COM”，选择开关置“二极管”挡，可测量二极管的正向压降。此挡位还可进行通断测试，蜂鸣器响时，表笔接触的两点间导通或阻值低于90 Ω，其对应挡位示意图如图1-35所示。
图1-35 测量二极管时对应挡位示意图
13. 测量晶体管的直流放大倍数
DT―890B型数字式万用表在测量三极管β值时，不用表笔，选择开关置“hFE”挡。插孔左半边供测量PNP型晶体管用，右半边供测量NPN型晶体管用，所测直流放大倍数的范围为0～1000，其对应挡位和插孔位置示意图如图1-36所示。
图1-36 测量三极管时对应挡位和插孔位置示意图
14. 测量电容器容量
DT―890B型数字式万用表在测量电容时，不用表笔，选择开关置适当的“F”挡，将被测电容器插入“Cx”插孔即可，不必考虑电容器的极性，也不必事先给电容器放电。可测量1 pF～20 µF的电容器，其对应挡位和插孔位置示意图如图1-37所示。
图1-37 测量电容时对应挡位和插孔位置示意图
1.2.4 使用数字式万用表的注意事项
数字式万用表在使用过程中的注意事项与任务一的指针式万用表使用时的注意事项相同，在此不重复讲解。
任务实施
1. 测量工具与材料准备
准备数字式万用表一台，通有AC 220 V的电源插座一个，输出电压可调的DC电源一台（或自制电源），大功率电阻负载若干，NPN型和PNP型晶体三极管若干。
2. 操作方法与步骤
① 用数字式万用表测量各大功率电阻负载的阻值大小；
② 测量AC插座内的电压是否满足市电电压要求；
③ 将可调DC电源分别调整到5 V、10 V、15 V，将不同负载电阻器接入电路，分别测量对应的电流；更换电阻器重复测量五次；
④ 测试NPN型和PNP型晶体三极管的放大倍数。
3. 将上述测量结果填入表1-2所列表格中
表1-2 A C、DC与β值测量记录表
4. 注意事项
① 数字万用表在测量电阻前不需调零，但要检查电池是否需要更换，电池如果欠压，所测结果将不能正确反映真实值。
② 每个电阻器在测量前检查是否有损伤，这些损伤是否会影响到电阻器的阻值。
③ 万用表使用完毕后，要将万用表的挡位转换开关旋转到“AC 1000 V”挡上，防止下次使用时损坏万用表。
课外作业
（1）完成5次以上的AC电压测量，并能正确读取数值和记录数据。
（2）完成5次以上的AC电流测量，并能正确读取数值和记录数据。
（3）完成5次以上的直流电压测量，并能正确读取数值和记录数据。
（4）完成5次以上的直流电流测量，并能正确读取数值和记录数据。
（5）完成5次以上的电阻器阻值测量，并能正确读取数值和记录数据。
（6）完成5次以上三极管β值测量，并能正确读取数值和记录数据。
思考练习
（1）认识、熟悉电阻器的分类与读数方法。
（2）预习项目二的任务一：电阻器的检测与应用。