1.1 指针式万用表简介

要点

指针式万用表是采用磁电式测量机构（又称表头）的电测仪表，它结构简单，使用方便。初学电子技术的读者朋友，必须了解指针式万用表的主要性能指标与类型，熟悉其结构。

1.1.1 指针式万用表的主要性能指标

1.准确度

准确度是表示万用表测量结果的准确程度，即万用表的指示值与标准值之间的基本误差值。准确度越高，测量误差越小。准确度一般由万用表生产厂家直接标示在表盘上，如图11所示。

万用表的准确度根据国际标准规定有0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0共7个等级，通常使用的万用表主要是1.0、1.5、2.5、5.0这4个等级。准确度数值越小，等级越高。其中2.5级的万用表应用最普遍。2.5级的准确度表示基本误差为±2.5%，其他依次类推。万用表的精度等级与基本误差如表1-1所示。

表1-1 万用表精度等级与基本误差

2.直流电压灵敏度

直流电压灵敏度是指使用万用表的直流电压挡测量直流电压时，该挡的等效内阻与满量程电压之比。例如，500型万用表在250V电压挡时的内阻为2.5MΩ，其电压的灵敏度为2.5×106Ω/250V，即1000Ω/V。万用表的直流电压灵敏度的单位是Ω/V或kΩ/V，一般直接标注在万用表的表盘上，如图1-1（a）所示。万用表的电压灵敏度越高，表明万用表的内阻越大，对被测电路的影响越小，其测量结果就越准确。因此，电压灵敏度高的万用表适于测量有一定要求的电子电路，而电压灵敏度低的万用表适于测量要求不高的电路。例如，检修电视机时，要求万用表的灵敏度等于或大于20kΩ/V；而检修收音机时，采用灵敏度为10kΩ/V的万用表就可以了。

3.频率特性

频率特性是指万用表测量交流电时，有一定的频率范围，如果超出规定的频率范围，就不能保证其测量的准确度。万用表的工作频率较低，其频率范围窄。一般便携式万用表的工作频率范围为45～2000Hz，袖珍式万用表的工作频率为45～1000Hz。频率特性一般直接标注在万用表的表盘上，如图1-1（a）所示。

4.测量功能

普通万用表大多只能测量电压、电流和电阻，因此也称为V—A—Ω三用表。近年来问世的新型万用表（如MF47、MF70、MF79、MF104、MF116），增加了许多新颖、实用的测试功能，如测量电容、电感、晶体管参数、音频功率、直流高压和交流高压、检查线路通/断（蜂鸣器挡）。有的万用表还设计了信号发生器，给家电维修人员提供了方便。下面给出万用表的测试功能及测量范围。其中，电阻挡为有效量程，括弧内的数值是少数万用表所能达到的指标。

（1）基本功能。

直流电压（DC，V）：0～500V（0～2.5kV、0～25kV）。

交流电压（AC，V）：0～500V（0～2.5kV）。

交流电流（AC，A）：0～500mA（0～5A）。

交流电流（AC，A）：（0～5A）。

电阻（Ω）：0～20MΩ（0～200MΩ）。

音频电平（dB）：-20～+56dB。

多数万用表没有交流电流挡。一般万用表都有音频电平（单位是分贝，dB）刻度。

（2）扩展功能。

电容（C）：1000pF～0.31μF（0～1000μF）。

电感（L）：0～1H（20～1000H）。

晶体管（hFE）：0～200（0～300，0～500）。

音频功率（P）：0.1～12W，扬声器阻抗为8Ω。

蜂鸣器（BZ）：当被测线路电阻小于1～10Ω时，蜂鸣器发声。

交流大电流测量功能（ACA）：6A/15A/60A/150A/300A（如7010型万用表）。

总之，测量种类和挡数越多，使用越方便，万用表的结构也越复杂。

知识点拔

指针式万用表的主要性能指标是电子爱好者选择万用表的依据。选用指针式万用表主要从其准确度、直流电压灵敏度、测量功能等方面考虑，其中基本测量功能是一般万用表必备的量程，如直流电流挡、电压挡、交流电压挡、电阻挡。必要时，应考虑是否需要交流电流测试功能等。扩展测量功能会给日常维修带来许多方便，如电容挡、晶体管静态系数测量挡、通—断测试挡、二极管测量挡等。如果是普通测量要求，则准确度等级可以选低一些；如果用来检修电子线路，则要求仪表性能好些，准确度等级指数要略高一些。

1.1.2 指针式万用表的类型

目前国产指针式万用表的种类和型号很多，其分类方法也不统一，一般按其功能和外形分类。

1.按照功能分类

按万用表的功能不同，一般将其分为简易型万用表和多功能万用表。

（1）简易型万用表。简易型万用表的价格低廉，性能指标较差，主要用来测量电压、电流和电阻。

（2）多功能万用表。多功能万用表的测量功能较强，售价较高。所增加的功能主要有测量电容、电感、晶体管的参数等，有的万用表还能进行高压测试，检查发光二极管（LED）的发光情况。如图1-2（d）所示，DY1—A型多功能万用表的左边有5个功能按键，从上到下分别是电容（C）、电感（L）、电阻与晶体管放大系数（R、hFE）、交流电流与电压（）、直流电流与电压（），下方还有25A的交、直流插孔，以及PNP型和NPN型晶体管插孔。

2.按照外形分类

按万用表的外形不同，一般将万用表分为便携式万用表、袖珍式万用表和薄型万用表。

（1）便携式万用表。目前市场上售卖的万用表很多属于便携式仪表，典型产品有500、MF47型等。其优点是携带比较方便、仪表的刻度盘较大、读数准确，不足之处是体积较大。

（2）袖珍式万用表。袖珍式万用表的体积小巧，可放在手掌上，因此携带更加方便。典型产品有MF30型。

（3）薄型万用表。近年来薄型万用表已成为一种流行款式，它可装入上衣口袋随身携带，如国产MF99、MF129、MF133等。其中MF133型万用表的外形尺寸为100mm×64mm×35mm，重量只有l00g。

部分指针式万用表的外形如图1-2所示。

知识点拔

电子爱好者在选择万用表时，还要考虑万用表的外形。选择大刻度盘的万用表，有助于减小读数误差。有些万用表的刻度盘上带反射镜，能减小视差。新型万用表的表笔和插孔都增加了防触电保护措施，插孔改成隐埋式，表面无金属裸露部分。

从使用角度看，所有的开关、旋钮均应转动灵活、接触良好，操作力求简便。大多数万用表只用一只转换开关，操作比较方便。也有些万用表将功能开关与量程开关分别设置，或把两者组合设置，通过适当的配合来选择测量项目及量程。有些万用表增加了正、负极性转换开关，在测量负电压时可避免出现指针反打现象。

1.1.3 指针式万用表的结构

指针式万用表主要由表头、测量电路、转换开关等组成。

1.表头

表头是指针式万用表的重要组成部分，它实际上是一块高灵敏度磁电式直流微安表。表头的好坏在很大程度上决定了万用电表性能的优劣。表头一般由指针、表盘、磁路系统及偏转系统组成，它的满刻度偏转电流一般只有几微安至几百微安，满刻度偏转电流越小，表头灵敏度就越高。MF47型万用表使用的是内阻为3.6kΩ、满度电流为50μA的直流表头，而500型万用表使用的是内阻为2.8kΩ、满度电流为40μA的直流表头。

由于万用表的测量项目较多，为了便于指针读数，因而在表头的表盘上印有多条刻度线，并附有各种符号、字母加以说明。正确理解表盘上各种符号、字母的意义及各条刻度线的读法，是正确使用万用表的关键之一。MF47型万用表的表盘上共有8条刻度线，如图1-3所示。从上往下依次是电阻刻度线、交流10V电压专用刻度线、交/直流电压和直流电流共用刻度线、电容刻度线、负载电压（稳压）刻度线、晶体管β值刻度线、电感刻度线和音频电平刻度线。表盘上还装有反光镜，用以消除测量视差。

2.测量电路

测量电路的作用是将不同性质和大小的被测电量转换为表头所能接受的直流电流。为了实现不同测量项目和测量量程（或倍率），在万用表的内部设置了一套测量电路。一般来说，万用表的测量电路是由多量程直流电流表、多量程直流电压表、多量程整流式交流电压表和多量程欧姆表等测量电路组合而成的。在某些万用表中，还附加有电容、电感、晶体管直流放大倍数和温度测量等测量电路。

测量电路中的元件绝大部分是各种类型和各种数值的电阻元件，如绕线电阻、碳膜电阻、电位器等。此外，在测量交流电压的电路中还有整流元件。具体电路参看1.2节中有关指针式万用表的测量电路介绍。

3.转换开关

指针式万用表的转换开关，又称量程选择开关。万用表中各种测量种类及量程的选择是靠转换开关来实现的。转换开关里面有固定接触点和活动接触点，当固定接触点和活动接触点闭合时可以接通电路，MF47型万用表的转换开关如图1-4所示。而500型万用表使用两只转换开关，其中一只用来选择测量项目，另一只用来选择量程，配合使用才能选择测量项目和量程，其结构如图1-5所示。

通常将活动接触点称为“刀”，固定接触点称为“掷”。万用表中所用的转换开关往往都是特别的，通常有多刀和几十个掷，各刀之间是相互同步联动的，旋转刀的位置可以使某些活动接触点与固定接触点闭合，从而接通所需要的测量电路。

知识要诀

指针电表的结构，表头、电路、开关刀，

电表性能优与劣，取决表头微安表，

测量电路作用大，电量转换设计巧，

选择项目转开关，量程挡位看需要。

1.1.4 MF47型万用表

MF47型万用表具有体积小、质量轻、便于携带、设计制造精密、灵敏度高、操作简单、准确度高、价格低等优点，并且内部有保护电路。

MF47型指针式万用表主要由面板、表头、转换开关、测量电路等组成。

1.MF47型万用表的技术性能指标

MF47型万用表的技术性能指标如表1-2所示。

表1-2 MF47型万用表的技术性能指标

2.MF47型万用表的外部结构

MF47型万用表的外部结构如图1-6所示，由表头指针、表盘、机械调零旋钮、转换开关、零欧姆调节旋钮、表笔插孔和晶体管插孔等组成。表盘上的刻度线如图1-3所示，表内转换开关如图1-4所示。

3.测量电路

为了适应各种不同测量项目和测量量程（或倍率），MF47型万用表内部设置了一套比较完善的测量电路，如图1-7所示。当转换开关处于不同挡位时，可构成不同的测量电路。这些电路包括直流电流测量电路、直流电压测量电路、交流电压测量电路、晶体管测量电路等。具体电路参看1.2节中有关指针式万用表的测量电路介绍。

知识点拔

MF47型万用表的刻度线有的均匀，有的不均匀。电子爱好者在电压、电流等均匀刻度线上读数时，如果指针停留在两条刻度线之间的某一位置，应将两刻度线之间的距离等分后再估读一个数据，一般要精确到十分位。

1.1.5 500型万用表

500型万用表外观结构坚固，标度盘宽阔，读数清晰，具有24个测量量程，能测量交直流电压、直流电流、电阻及音频电平，适于无线电、电信及电工事业单位做一般测量。500型万用表主要由面板、表头、测量电路和转换开关四部分组成。

1.500型万用表的技术性能指标

500型万用表的技术性能指标如表1-3、表1-4和表1-5所示。

表1-3 500型万用表的电压挡技术指标

表1-4 500型万用表的电流挡技术指标

表1-5 500型万用表的电阻挡技术指标

2.500型万用表的外部结构

500型万用表的外部结构如图1-8所示，由表头指针、表盘、机械调零旋钮、两个转换开关、零欧姆调节旋钮、表笔插孔等组成。表盘上有5条刻度线及反射镜，如图1-9所示，表内转换开关如图1-5所示。

3.测量电路

500型万用表内部设置了一套比较完善的测量电路，如图1-10所示。对于不同厂家、不同年代生产的500型万用表，在电路结构上会略有差异。当两个转换开关处于不同的挡位时，可构成不同的测量电路，包括直流电流测量电路、直流电压测量电路、交流电压测量电路、晶体管测量电路等。具体电路参看1.2节中有关指针式万用表的测量电路介绍。

知识链接

欧姆中心值是指当电阻挡的指针偏转至刻度线的几何中心位置时所指示的电阻值，它正好等于该量程电阻挡的总内阻值。由于电阻挡刻度线的不均匀性，使电阻挡有效测量范围仅局限于基本误差较小的刻度线中央部分。它一般对应于（1/10～10）倍的欧姆中心值，因此测量电阻时应合理选择量程，使指针尽量靠近中心处（满刻度的1/3～2/3），确保所测阻值准确。