使用万用表时经常遇到的问题_万用表论文

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在中学的物理和大学的电子技术实验中,万用表是必不可少的仪表之一。其中指针式万用表具有结构简单、可靠、使用方便、读数直观等特点,在科研、生产、维修等方面使用广泛,也是中学阶段最先接触到的以及今后实验中常用的仪器仪表之一。该表虽简单,但在实验中,我们仍发现有些学生在使用时遇到一些问题。现就这些问题加以讨论分析。

一、测量二极管正向电阻的挡位选择

我们知道用万用表测量二极管时,就是利用二极管的单向导电性。即正向接法时,二极管导通,有电流流过表头,表针偏转指示一定大小的阻值;反向接法时,二极管截止,表头基本不动,表针指示电阻无穷大。但在实际测量时往往出现这样的情况,一只二极管测量其正向电阻时,用R×100Ω挡,测量值是850Ω,而用R×1kΩ挡测量时则为8.5kΩ。两次测量值相差很大,这就使很多学生产生了疑惑,甚至认为是万用表有毛病了。其实不然,也不是二极管性能不好,相反,这正是二极管特性所致。如图1的二极管特性曲线,其电流方程是,可知电流与电压为一指数关系,是非线性的。当万用表在R×100Ω挡和R×1kΩ挡时,内电源均为1.5V,对MF-47型万用表R×100Ω挡(满量程)最大电流是0.6mA,R×1kΩ时,最大电流为0.06mA,而用这两挡测试正向硅材料二极管时,管压降相差不多,约为,用R×100Ω挡正向测量时,流过二极管的电流较大,工作在特性曲线的A点。而用R×1kΩ挡测量时,工作在B点,流过二极管的电流较小,所以测得其阻值是不同的,但都正确。注意一般不用R×10Ω和R×1Ω挡测试二极管,因这时万用表电流极大,也不用R×10kΩ测试,此时内电压很高,都可能将管子烧坏。

附图

图1 二级管特性曲线

二、测量电阻时应注意的问题

使用指针万用表测电阻时,经常会发现误差较大,尤其待测电阻值很大时更为突出,这是因为指针式万用表的直流电压挡内阻不大。MF-47型万用表直流电压挡灵敏度为20kΩ/V,用此万用表去测元件上的直流电压时,相当于在待测元件两端并联了一个电阻,表本身就要起到分流作用,流过待测元件两端电流就要减小。万用表的调零旋钮也应注意使用。万用表测电阻时,因不同挡位的中值电阻不同,也就是二极管的电压和电流不是正比关系,所以当不同的电流通过管子时,管子两端的电压和电流的比值也不同,因此测量时每换一次挡位,都要重新调零。

三、测量放大器三极管静态工作点遇到的问题

在实验中,许多实验电路都需首先测量较大电路的静态工作点。用MF-47型万用表测量电路如图,似乎晶体管的be结反偏,不能起放大作用。但仔细分析一下可知,这是由于所用万用表的内阻不够高引起的测量误差过大造成的。MF-47型万用表的直流电压挡内阻每伏20kΩ,当用10V挡时,其内阻为200kΩ,这样在测量时,相当于红、黑表笔之间有200kΩ的电阻并联在被测量两点之间,引起分流使测得电压偏低。尤其在测基极b对地电位时,由于从基极看进去的输入电阻较大,分流更显著,故测得基极电压明显偏低,与发射极电压大小差不多,往往得出be反偏的结论。

为了避免这种明显的误差,我们在测量时一般都不直接用万用表测量b点对地电压值,而是采用间接方法。比较接近实际值。

附图

图2 三级管放大电路

四、测量电容器时为何不同欧姆挡表针摆动角度不同

用万用表检测电容器时,我们是利用电容器的充放电特性对其好坏和容量大小进行判断。测量时一般用R×1kΩ挡,将电容器两极短路放电后接至表笔两端,这时电源开始给电容器充电。一开始充电电流较大,所以表针很快向右偏转。随着充电时间的增加,电容器两端电压逐渐上升,充电电流逐渐减小,表针慢慢向左偏转。经过4τ后,电容器电压基本达到电源电压,此时充电电流约为零,即电阻无穷大。若表针回不到电流零位,则说明电容器漏电。漏电阻值可由欧姆表读出,漏电电阻小于1kΩ的电容器不能使用。根据充电开始瞬间表针向右偏转角度的大小或表针回零的速率,可大致判断电容器的容量大小。如果电容器容量很大,R×1kΩ挡测试时充电时间很长,表针移动很慢。充电时间常数τ=RC,其中C为被测电容,R为两表笔间等效内电阻。因欧姆挡小量程时内阻小,τ就小,所以用小量程测试时表针的回零就可以加快。

测试电解电容时要注意极性,即黑表笔接电解电容正极,红表笔接负极。电表指示欧姆值较小,这是因为电解电容负极所加电压不能比正极所加电压高,否则漏电电流大。测量小电容时,电表指针偏转太小时,可改用R×10kΩ挡。

实验与理论是相辅相成的。在实验教学中,注意引导学生思考,培养学生理论与实践相结合,让学生在实验中发现问题、解决问题,逐步增强分析和解决实际问题的能力,提高动手技能,真正发挥出实验教学的作用。

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