1.3 数字式万用表的识别

数字式万用表是一种多功能的数字显示仪表。它可用来测量直流电压/电流、交流电压/电流、电阻和电容等。

1.3.1 数字式万用表各功能部件

数字式万用表由LCD显示屏、功能按键、选择开关、表笔插孔及内部的测量电路组成。常用的数字式万用表的功能部件分别（如图1-13、图1-14、图1-15、图1-16所示）。

数字式万用表的LCD显示屏用来显示测量的结果。

选择开关又称功能和量程选择开关。它的作用是控制万用表的开关、量程的开关和转换测量功能，数字式万用表的选择开关通常采用一个电刷旋钮与印制在电路板上的铜箔线路相结合的方法，如图1-17所示。

使用时，电刷中间的触点与印制在电路板上的铜箔线路构成的电刷轨道接触，旋转选择开关即可改变电刷中间的触点连接的电路，从而完成量程切换等功能。

功能按键是用来控制万用表的开关、保持测量数据、切换测量功能、开启背光等功能，有些数字式万用表的功能按键与选择开关设计为一体，数字式万用表还有下面的一些功能按键。

HOLD键，保持显示按键：按HOLD键使仪表保持显示当前显示值，再按HOLD键时退出保持显示功能。当按HOLD键超过2s时背光被点亮，若要关闭背光需再按HOLD键超过2s，否则背光会长期点亮。

REL键，相对值显示按键：按REL键使仪表将当前显示值作为参考值并将显示器置“0”，在此之后的测量结果中，将自动减去参考值，直到再按REL键时退出相对值显示功能，除频率/占空比测量外均有相对值测量功能。使用此功能将会由自动量程切至手动量程（电容测量除外）。

Hz/Duty键，频率/占空比显示按键：在频率量程测量频率时，按Hz/Duty键可以来回选择显示频率或占空比；在电压电流测量时，按Hz/Duty键可选择进入频率/占空比测量显示，对电压电流信号的要求及频率测量范围如表1-7所示，再按Hz/Duty键则返回电压电流测量显示。使用此功能将会由自动量程切至手动量程。

RANGE键，自动/手动量程切换按键：开机时预设为自动量程。按一下RANGE键即切换为手动量程。在手动量程状态下按一下即往上跳一挡，如果在最高挡位则跳至最低挡位，按超过2s即切回自动量程。频率/占空比及电容测量因测量方式需要固定为自动量程。

SELECT（蓝色键）为选择测量按键：当两个或两个以上测量功能复合在同一功能量程时，按SELECT键可以选择需要的测量功能。

POWER为电源开关键：一般是自锁开关，用于打开或关闭仪表的工作电源。按下POWER键打开电源，再按一次POWER键时关闭电源。

接线端口又称为输入端插孔：黑表笔总是插在“COM”插孔。测量电压、频率/占空比、电阻、二极管、电路通断或电容时，红表笔插“V/Ω”插孔。

测量200mA以下交直流电流时，红表笔插“mA”插孔，测量200mA以上交直流电流时，红表笔插在“10A”插孔。

有些数字式万用表还有β插座接口，这个接口用来测量三极管的β值（放大倍数），当量程开关转到“hFE”挡位时，这个插口可以插入三极管并进行放大倍数的测量，通常左边半边是PNP极性的，右半边则是NPN极性的。插孔中每半边都有两个“E”插孔，它们是分别相通的，主要便于各种封装在不交叉引脚的情况下直接插入。因为通常引脚排列有ECB、CBE等，将这两种情况合并就成了“E-C-B-E”此种排列形式。

数字式万用表中选择开关选择的量程主要有下面几种：交、直流电压挡的量程为200mV、2V、20V、200V、1000V，共5挡。交、直流电流挡的量程为200μA、2mA、20mA、200mA、10A，共5挡。电阻挡的量程为200Ω、2kΩ、20kΩ、200kΩ、2MΩ、20MΩ、，共7挡，其中挡用于判断电路的通、断。

数字式万用表内部的测量电路主要功能就是将输入的模拟信号经过转换及量程切换后，提供相应的电路，在LCD屏幕上将测量的结果显示出来，这部分电路的功能框图如图1-18所示。

1.3.2 数字式万用表的读数识别

数字式万用表通过液晶显示屏直接以数字形式显示测量结果，并且还能自动显示被测数值的单位和符号（如Ω、kΩ、MΩ、mV、V、mA、A、μF等），如图1-19所示。

在不同的量程和测量挡位测量时，显示屏会显示不同的字符表示不同的测量值，常见的字符及其含义如表1-8所示。

数字式万用表的表笔插孔通常有4个。标有COM字样的为公共插孔，通常插入黑表笔。标有V/Ω字样的插孔应插入红表笔，用于测量电阻值和交直流电压值。测量交直流电流有两个插孔，分别为mA和20A或者10A，供不同量程挡选用，使用时也插入红表笔。

使用数字式万用表前，应先估计一下被测量值的范围。尽可能选用接近满度的量程。这样可提高测量精度。如测100Ω电阻时最好采用200Ω挡，而不用2000Ω挡。若测量时仅在最高位显示数字“1”或者“0.L”，其他位均消失，表示被测数值超出所在挡测量范围（称为溢出），说明量程选得太小，可换高一挡量程试一试。

当误用交流电压挡去测量直流电压，或者误用直流电压挡去测量交流电压时，显示屏将显示“000”，或低位上的数字出现跳动。

数字式万用表在刚测量时，显示屏的数值会有跳变现象，这是正常的（类似指针式表的表针在摆动），应当待显示数值稳定后（1～2s），才能读数。

如果在显示的数值左边出现“-”符号，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。

当显示“”、“”“BATT”或“LOW BAT”等符号或者字符时，如图1-20所示，表示电池电压低于工作电压，需更换电池后再使用。

1.3.3 数字式万用表主要参数

1. 显示位数

显示位数通常为位～位。其中常用的有位、位、位、位等。

数字式万用表显示位数的定义有两条含义：整数部分代表能显示0～9中所有数字的位数；分数部分的分母代表满量程时最高位能显示的数字，分子代表最高位可显示的最大数字。根据定义，位（也称做三位半）数字式万用表应有3+1=4个数据位，其中低三位可以显示0～9，最高位只能显示两个数字（0和1），而且这两个数字中最大的数字是“1”，所以它的最大显示值应为± 1999。以此类推， 位数字式万用表的最高位只能显示0、1、2共三个数字，最大数字是2，故最大显示值为± 2999。

2. 分辨力

数字式万用表在最低电压量程上末位1个字所代表的电压/电流值，称做仪表的分辨力，它反映仪表灵敏度的高低。分辨力随显示位数的增加而提高。、位、位数字式万用表的最高分辨力分别为1mV、1μV、10nV。

数字式万用表的分辨力指标通常也可用分辨率来表示。分辨率是指所能显示的最小数字（零除外）与最大数字的百分比。例如， 位数字式万用表的分辨率为1/1999≈0.05%。用同样的方法可计算出，位和位数字式万用表的分辨率依次为0.005%和0.0005%。

由于分辨力与数字电压表中A/D的位数有关，位数越多，分辨力越高，故有时称具有多少位的分辨力。分辨力越高，可以测量的最小电压越小，电压表越灵敏，故又把分辨力称做灵敏度。

分辨力与准确度属于两个不同的概念。前者表示对微小电压的“识别”能力；后者反映测量的“准确性”，即测量结果与真值的一致程度。两者无必然的联系，因此不能混为一谈。

常见万用表的分辨力如表1-9所示。

不同的挡位分辨力是不同的，常用的UT60系列万用表不同挡位的分辨力如表1-10所示。

3. 测量速率

测量速率是每秒钟对被测电压的测量次数或测量一次所需的时间，它主要取决于DVM中所采用的A/D转换器的转换速率。

4. 输入阻抗

数字电压表的输入级通常为场效应管，在小量程上，其输入阻抗可高达104 MΩ以上，在大量程时（如100V、1000V等），由于使用了分压器，输入阻抗一般为10MΩ。