如何正確選用您的萬(wàn)用表

 *，萬(wàn)用表是電子測(cè)試領(lǐng)域zui基本的工具，也是一種使用廣泛的儀器，由于其價(jià)格低廉、操作簡(jiǎn)單、功能齊全、使用廣泛等特點(diǎn)，專業(yè)電子工程師使用上往往忽略以下問(wèn)題：1.由于萬(wàn)用表的精度、分辨率不夠，憑估測(cè)判斷，往往導(dǎo)致“人為”的誤差：2.由于各種萬(wàn)用表測(cè)試方法不同，在不同信號(hào)和非正弦波標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)測(cè)試中萬(wàn)用表往往導(dǎo)致“誤差”：3.操作上的安全性、可靠性和保護(hù)性：由于萬(wàn)用表本身的保護(hù)性差，測(cè)試中需要測(cè)試人員不能絲毫馬虎，否則導(dǎo)致萬(wàn)用表不必要的損壞……，因此，根據(jù)本人多年的經(jīng)驗(yàn)，勸告使用者，請(qǐng)根據(jù)需要選擇您的萬(wàn)用表！

　　那么如何選擇萬(wàn)用表呢？
　　一、根據(jù)需要，選擇萬(wàn)用表的顯示位數(shù),精度和分辨率。
根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB776－76的規(guī)定，電工儀表的精度等級(jí)分為七級(jí)，它們與引用誤差的關(guān)系列于表1中。
　　　表1

1.      顯示位數(shù)及顯示特點(diǎn)
    數(shù)字萬(wàn)用表的顯示位數(shù)通常為 3 1/2 位～8 1/2位。判定數(shù)字儀表的顯示位數(shù)有兩條原則：其一是，能顯示從0－9中所有數(shù)字的位數(shù)是整位數(shù)；其二是，分?jǐn)?shù)位的數(shù)值是以zui大顯示值中zui高位數(shù)字為分子，用滿量程時(shí)計(jì)數(shù)值為2000，這表明該儀表有3個(gè)整數(shù)位，而分?jǐn)?shù)位的分子是1，分母是2 ，故稱之為3 1/2 位，讀作“三位半”，其zui高位只能顯示 0 或1（0通常不顯示）。3 2/3 位（讀作“三又三分之二位”）數(shù)字萬(wàn)用表的zui高位只能顯示0～2的數(shù)字，故zui大顯示值為±2999。在同樣情況下，它要比3 1/2 位的數(shù)字萬(wàn)用表的量限高50％，尤其在測(cè)量380V 的交流電壓是很有價(jià)值。
    例如，在用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量電網(wǎng)電壓時(shí)，普通3 1/2位數(shù)字萬(wàn)用表的zui高位只能是0或1，若要測(cè)量220V 或 380V 電網(wǎng)電壓，只能用三位顯示，該檔的分辨率僅為 1V 。相比之下，用 33/4 位的數(shù)字萬(wàn)用表來(lái)測(cè)量電網(wǎng)電壓，zui高位可以顯示 0～3 ，這樣可以四位顯示，分辨率為 0.1V ，這與 4 1/2位的數(shù)字萬(wàn)用表分辨力相同。
    普及型數(shù)字萬(wàn)用表一般屬于3 1/2 位顯示的手持式萬(wàn)用表，4 1/2 ，51/2位（6位以下）數(shù)字萬(wàn)用表分為手持式、臺(tái)式兩種。6 1/2 位以上大多屬于臺(tái)式數(shù)字萬(wàn)用表。
   數(shù)字萬(wàn)用表采用先進(jìn)的數(shù)顯技術(shù)，顯示清晰直觀、讀書準(zhǔn)確。它既能保證了讀數(shù)的客觀性，又符合人們的讀數(shù)習(xí)慣，能夠縮短讀數(shù)或記錄時(shí)間。這些優(yōu)點(diǎn)是傳統(tǒng)的模擬式（即指針式）萬(wàn)用表所不具備的。

2.      準(zhǔn)確度（精度）
   數(shù)字萬(wàn)用表的準(zhǔn)確度是測(cè)量結(jié)果中系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差的綜合。它表示測(cè)量值與真值的一致程度，也反映測(cè)量誤差的大小。一般講準(zhǔn)確度愈高，測(cè)量誤差就愈小，反之亦然。
    準(zhǔn)確度有三種表達(dá)方式，分別如下：
    準(zhǔn)確度＝±（a ％ RDG + b％ FS ） （ 2.2.1 ）
    準(zhǔn)確度＝±（a ％ RDG +n個(gè)字） （ 2.2.2 ）
    準(zhǔn)確度＝±（a ％ RDG + b％ FS + n個(gè)字） （ 2.2.3 ）
    式（ 2.2.1 ）中， RDG 為讀數(shù)值（即顯示值）， FS 表示滿度值，括弧中前一項(xiàng)代表A/D 轉(zhuǎn)換器和功能轉(zhuǎn)換器（例如分壓器、分流器、真有效值轉(zhuǎn)換器）的綜合誤差，后一項(xiàng)是由于數(shù)字化處理而帶來(lái)的誤差。式（ 2.2.2）中， n 是量化誤差反映在末位數(shù)字上的變化量，若把 n 個(gè)字的誤差折合成滿量程的百分?jǐn)?shù)，即變成式（ 2.2.1 ）。式（ 2.2.3）比較特殊，有些廠家用此種表達(dá)方式，后兩項(xiàng)中有一項(xiàng)表示其它環(huán)境或功能引入的誤差。
    數(shù)字萬(wàn)用表的準(zhǔn)確度遠(yuǎn)優(yōu)于模擬指針萬(wàn)用表。以測(cè)量直流電壓的基本量程的準(zhǔn)確度指標(biāo)為例， 3位半可達(dá)到± 0.5 ％， 4 位半可達(dá)到 0.03％等。萬(wàn)用表的準(zhǔn)確度是一個(gè)很重要的指標(biāo)，它反映萬(wàn)用表的質(zhì)量和工藝能力，準(zhǔn)確度差的萬(wàn)用表很難表達(dá)出真實(shí)的值，容易引起測(cè)量上的誤判。

3.      分辨力（分辨率）
   數(shù)字萬(wàn)用表在zui低電壓量程上末位1個(gè)字所對(duì)應(yīng)的電壓值，稱作分辨力，它反映出儀表靈敏度的高低。數(shù)字?jǐn)?shù)字儀表的分辨力隨顯示位數(shù)的增加而提高。不同位數(shù)的數(shù)字萬(wàn)用表所能達(dá)到的zui高分辨力指標(biāo)不同，例如：3 1/2位的萬(wàn)用表100μV 。
   數(shù)字萬(wàn)用表的分辨力指標(biāo)亦可用分辨率來(lái)顯示。分辨率是指儀表能顯示的zui小數(shù)字（零除外）與zui大數(shù)字的百分比。例如，一般31/2位數(shù)字萬(wàn)用表可顯示的zui小數(shù)字為1，zui大數(shù)字可為1999 ，故分辨率等于 1/1999≈0.05％。
   需要指出，分辨率與準(zhǔn)確度屬于兩個(gè)不同的概念。前者表征儀表的“靈敏性”，即對(duì)微小電壓的“識(shí)別”能力；后者反映測(cè)量的“準(zhǔn)確性”，即測(cè)量結(jié)果與真值的一致程度。二者無(wú)必然的，因此不能混為一談，更不得將分辨力（或分辨率）誤以為是類似于準(zhǔn)確度則取決于儀表內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換器、功能轉(zhuǎn)換器得綜合誤差以及量化誤差。從測(cè)量角度看，分辨力是“虛”指標(biāo)（與測(cè)量誤差無(wú)關(guān)），準(zhǔn)確度才是“實(shí)”指標(biāo)（它決定測(cè)量誤差得大小）。因此，任意增加顯示位數(shù)來(lái)提高儀表分辨力得方案是不可取得。

二、根據(jù)需要，選擇萬(wàn)用表的測(cè)量方法和交流頻響
　　一般來(lái)講，萬(wàn)用表的測(cè)量方法主要對(duì)交流信號(hào)測(cè)量而言，大家都知道交流信號(hào)很多種類和各種復(fù)雜情況，并且伴隨交流信號(hào)頻率的改變，出現(xiàn)各種頻率響應(yīng)，影響萬(wàn)用表的測(cè)量。萬(wàn)用表對(duì)交流信號(hào)的測(cè)量，一般有二種方法：平均值和真有效值測(cè)量。平均值測(cè)量一般是對(duì)純正弦波而言，它采用估算平均的方法測(cè)量AC信號(hào)，而對(duì)非正弦波信號(hào)將會(huì)出現(xiàn)較大的誤差，同時(shí)，如果正弦波信號(hào)出現(xiàn)諧波干擾時(shí)，其測(cè)量誤差也會(huì)有很大改變，而真有效值測(cè)量，是用波形的瞬時(shí)峰值再乘以0.707來(lái)計(jì)算電流與電壓，保證在失真和噪聲系統(tǒng)中的讀數(shù)。這樣如果您需要檢測(cè)普通的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)，用平均值萬(wàn)用表測(cè)量就不會(huì)到達(dá)真實(shí)的測(cè)量效果。同時(shí)交流信號(hào)的頻響也至關(guān)需要，有的可高達(dá)100KHz。
三、根據(jù)需要，選擇萬(wàn)用表的功能和測(cè)量范圍
　　不同的萬(wàn)用表，其生產(chǎn)廠家將會(huì)設(shè)計(jì)不同的功能測(cè)量范圍。一般來(lái)講，普通的萬(wàn)用表都能測(cè)試交直流電壓、電流、電阻、通斷等，但是有的萬(wàn)用表為了降低成本不設(shè)置電流功能。在此基礎(chǔ)上，有的萬(wàn)用表考慮使用方便，增加了些其它功能。譬如：二極管、“萬(wàn)用表電池測(cè)試”、三極管hef、電容、頻率、溫度等。現(xiàn)在由于電子技術(shù)的發(fā)展，有些有名的廠家，像“Agilent、Fluke”等，在傳統(tǒng)參數(shù)和元件的基礎(chǔ)上，增加了更先進(jìn)的功能，譬如：占空比測(cè)試，dBm值測(cè)試，zui大、zui小值記錄保持功能等。總之萬(wàn)用表的功能將隨著測(cè)試的需要，有經(jīng)驗(yàn)的廠家將會(huì)創(chuàng)造更多更*的功能。但是我們?cè)谧非笕f(wàn)用表功能的基礎(chǔ)上，也不能忽視其測(cè)量范圍，同樣測(cè)試電流，有的萬(wàn)用表可到20A，而有的卻只有40mA或更小。
四、根據(jù)需要，選擇您的萬(wàn)用表
　　和大多數(shù)儀器一樣，萬(wàn)用表自身也有測(cè)量穩(wěn)定性，其測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性與其使用時(shí)間、環(huán)境溫濕度等相關(guān)。如果萬(wàn)用表的穩(wěn)定性差，在使用一段時(shí)間后，萬(wàn)用表有時(shí)就會(huì)“自相矛盾”——測(cè)量結(jié)果不一致。因此有些廠家非常注意此方面的問(wèn)題：如像“Agilent、Fluke”等公司在zui近新產(chǎn)品銷售中允諾終身可溯源校準(zhǔn)和保修。
　　大多數(shù)維護(hù)工程師使用萬(wàn)用表，zui擔(dān)心萬(wàn)用表的保護(hù)性差，不經(jīng)意中表筆線插錯(cuò)或測(cè)試檔錯(cuò)誤，導(dǎo)致萬(wàn)用表不必要的損害，影響工作。因此萬(wàn)用表的安全性非常重要，有些好的萬(wàn)用表自我保護(hù)性很好，像有些萬(wàn)用表插錯(cuò)表筆線時(shí)，會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生蜂鳴報(bào)警……這樣萬(wàn)用表的選購(gòu)，不要盲目貪圖便宜，要實(shí)用、好用才行。
五、根據(jù)需要，選用多功能的萬(wàn)用表
　　像三節(jié)所述，由于電子科技的發(fā)展，很多萬(wàn)用表增加了許多功能。
　　1.溫度測(cè)量
　　在電子維修時(shí)，有此功能的萬(wàn)用表方便您檢驗(yàn)電子元件的發(fā)熱程度，如焊接拔取元件時(shí)，測(cè)量溫度防止損傷元器件。
　　2.同時(shí)測(cè)量AC和DC分量
　　在電子測(cè)試中，我們所碰到的信號(hào)并非是很純真的交流或直流信號(hào)，我們需要觀測(cè)波形的總真有效值（包括AC和DC部分），以便分析電路的功耗量，找出部分零件燒壞的原因——DC失調(diào)。
　　3.dBm和毫伏值測(cè)量
　　所謂dBm值測(cè)量，即低電平測(cè)量----dB值測(cè)量。dB一般用此公式表達(dá)：dB=20LogV測(cè)/V參。如果改變V參考電壓，通過(guò)測(cè)試比較，我們可以測(cè)量相對(duì)應(yīng)值：譬如用來(lái)分析電壓發(fā)大器的電壓增益。 
　　4.尖峰保持
　　利用萬(wàn)用表真有效值測(cè)量，我們?cè)诖斯δ芸梢詼y(cè)量寬度大于0.25毫秒非規(guī)則交流信號(hào)的瞬時(shí)峰值電壓，并且自動(dòng)保持，有利于尋找元件和設(shè)備破壞的原因。
　　5.△相對(duì)值測(cè)定
　　利用此功能，我們可以進(jìn)行相對(duì)值測(cè)定，即我們測(cè)試電壓或電流與參考電壓或電流的差值，電容相對(duì)模式可以清除讀數(shù)中的雜散電容。

六、根據(jù)需要，選用新的安全標(biāo)準(zhǔn)