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多用表

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数字式多用表
上海第四仪表厂 60年代多用表

多用表（英语：multimeter）俗称万用表、三用电表，是一种多用途电子测量仪器，主要用于物理、电气、电子等测量领域，一般包含电流表（安培计）、电压表（伏特计）、电阻表（欧姆计）等功能。此仪表也称为多用计、万用计、多用电表、万用电表。

指针多用表在英文中又称 VOM（Volt-Ohm-Milliammeter，伏特-欧姆-毫安计），但此名称通常并不用于数字多用表。

概要

多用表有用于基本故障诊断的便携式装置，也有放置在工厂或实验室工作台的桌上型装置。

有的电表解析度可以达到七、八位有效数字；这样的设备，则常出现在实验室，用作电压或电阻的基准，或用来调校多功能标准器的性能。

基本测量功能

电流、电压和电阻的测量，一般被视为多用表的基本功能。早期多用表制造厂商 AVO 的品牌，就是该设备能够测量的这三种度量单位的名称的缩写：安培（Ampere）、伏特（Volt）、欧姆（Ohm）。

一般万用表都具有基本测量功能有:

  • 直流电压（DCV）
  • 直流电流（DCmA, DCA）
  • 交流电压（ACV）
  • 电阻（Ω, kΩ, MΩ）

较高级的万用表除上述功能外，可能还有:

  • 交流电流（ACmA, ACA）
  • 电容（pF, nF, μF, mF, F）
  • 电感（μH, mH, H）

种类

多用表有指针和数字两种。指针多用表，使用磁场偏转指针的表盘，此表头与经典的检流计相同；数字万用表的显示则采用LCD、真空荧光显示器（VFD）、LED、OLED等，此外，早期也有用数字管的。

指针万用表在新品与二手市场上均不难找到。但因为调零和从仪表面板上准确的读数都容易产生偏差，与刻度难以细分的限制，在精确度与解析度上都比不上数字电表。且数字电表电压档具有高输入阻抗，又可立即读出数字，指针电表除非直接指在有标示数值的大刻度上，否则须观察所指小刻度并计数与邻近大测度的关系，才能读出确实数值。但在某些情况下，如表头的反应速度、易于迅速得知概略数值、或对跳动数值的反应等方面，仍具某些优势，且内部电路简单，易于学习测量电路原理，因此，部分某些场合或情况仍有使用。此外，一些数字电表具有反应较数字变化快的条状显示，仿效指针的效果，以利迅速掌握数值的变化。

为了提高指针多用表电压档的输入阻抗，减少对待测电路的影响，有的高档指针多用表会使用真空管来放大输入的信号，这种设计的多用表也被称为真空管伏特计（VTVM，Vacuum Tube Volt Meters）或真空管多用表（VTMM，Vacuum Tube Multimeters）。如使用FET来放大输入的信号，则是 FETVM。

数字多用表以数字化电表为主，并被专称为数字多用表（DMM，Digital MultiMeter）。在这种设备中，被测量信号被转换成数字电压并被数字的前置放大器放大，然后由数字显示屏直接显示该值；这样就避免了在读数时视差带来的偏差。

同样，更好的电路系统和电子技术，也提高了测量精度。一般指针仪表的基本精度(直流电压档)在2%到5%之间，常见的基本精度在3~4%。便携式数字多用表常见的可携型基本精度在0.5%~1%，高级机型则可以达到±0.025%，而工作台设备更高达百万分之一的精度。

其他与进阶功能

指针电表可透过不同的刻度，必要时配合其他辅助设备，可达到其他功能。数字电表则可利用各式控制电路到小型嵌入式计算机等集成电路以提供更多的功能。

常见的增强测量功能的度量与单位，以及附加功能包括：

  • 电容（法拉）
  • 电感（亨利）
  • 电导（西门子）
  • 温度（摄氏度）
  • 频率（赫兹）
  • dB 测量 (通常为 dBm，0dBm 是 600Ω 上的功率为 1mW 时的电压値)
  • NPN 或 PNP 电晶体的电流放大率 (hFE，或β)
  • 限制电流的半导体结电压降测量，可测量二极体，也可用来确定晶体管的类型
  • 导通检测，并在电路为短路(电阻低于某数值)时发声报告
  • 负载比，Duty cycle（百分率）
  • 测量量的图形化显示，比如柱状图；可以使是否通过（go/no-go）测量更容易
  • 低频示波器
  • 自动电路测试，包括自动的定时、延时信号等
  • 简单的数据探测功能，比如记录指定时期的最大、最小读数，或按照固定间隔获取一定量的样本读数
  • 取样并保持，可以锁定最后一次的读数，供在设备从测试电路上拿开之后读取
  • 自动转换测试量程，测量时仪表自动选择合适的测量量程，保护仪表不被损坏
  • LI (Load Current)、LV (Load Voltage): 指针万用表在电阻档测量时，可由其他刻度同时读出 LI、LV。LV 的用途例如可测量二极体顺向电压。

数字多用表通常有电路或者软件可以保证准确的测量任何频率的交流电压。这类多用表使用均方根方法合并输入信号，这样即使输入信号不是一个理想的正弦波，也能正确的读取到真正的电压值。

有些数字多用表可以通过红外线、RS-232、IEEE-488设备总线、或USB等与个人电脑／个人计算机相连。通过这些方式，计算机可以在测量时记录读数，或者从设备把一组结果上传到计算机中。

现代设备和系统变得越来复杂，多用表在技师工具箱中也逐渐不再是通用的唯一工具；更复杂和专业化的设备正在取代它。例如，原来在测量天线时，工作人员可能是使用欧姆计测量它的电阻；而现代技术人员则可能使用手持分析仪测试几个参数，以此来确定天线电缆的完整性。

结构组成

多用表由表头、测量电路及选择开关等三个主要部分组成。

表头

表头（指针式）

指针式多用表的表头是一只高灵敏度的磁电式灵敏检流计，多用表的主要性能指标基本上取决于表头的性能。表头的灵敏度是指表头指针满刻度偏转时流过表头的直流电流值，这个值越小，表头的灵敏度愈高。测电压时的内阻越大，其性能就越好。

表头上的表盘印有多种符号，刻度线和数值。符号A－V－Ω表示这只电表是可以测量电流、电压和电阻的多用表。表盘上印有多条刻度线，其中侧端标有“Ω”的是电阻刻度线，通常其右端为零，左端为∞，且刻度值分布是不均匀的。符号“⎓”或“DC”表示直流，“～”或“AC”表示交流，“≂”表示交流和直流共用的刻度线。刻度线下的几行数字是与选择开关的不同档位相对应的刻度值。

表头上还设有机械零位调整旋钮，用以校正指针在左端零位。

表头（数字式）

数字多用表的表头一般由一颗A/D（类比/数位）转换芯片+外围元件+液晶显示器组成，多用表的精度受表头的影响，多用表由于A/D芯片转换出来的数字，一般也称为3 1/2位数字多用表,4 1/2位数字多用表等等。最常用的芯片是ICL7106(3位半LCD手动量程经典芯片，后续版本为7106A,7106B,7206,7240等等）,ICL7129（4位半LCD手动量程经典芯片）,ICL7107（3位半LED手动量程经典芯片）。带有自动量程、真有效值显示等功能数字多用表则普遍使用二进制输出的 A/D 芯片搭配嵌入式计算机，此时计算机内的信号处理算法对精度也会有影响。

选择开关

多用表的选择开关是一个多档位的旋转开关，一般是一个圆形拨盘，用来选择测量项目和量程。一般的多用表测量项目包括：“mA”；直流电流、“V（－）"：直流电压、“V（～）”：交流电压、“Ω”：电阻。每个测量项目又划分为几个不同的量程以供选择。

表笔和表笔插孔

表笔分为红、黑二只。使用时应将红色表笔插入标有“+”、“V”、“A”号的插孔，黑色表笔插入标有“－”或“COM”号的插孔。

测量线路

测量线路是用来把各种被测量转换到适合表头测量的微小直流电流的电路，它由电阻、半导体元件及电池组成 它能将各种不同的被测量（如电流、电压、电阻等）、不同的量程，经过一系列的处理（如整流、分流、分压等）统一变成一定量限的微小直流电流送入表头进行测量。

外部链接

主要制造商或品牌

使用多用表

附注

  1. ^ 因商标所用字体的关系，也常被误读成 YU FUNG
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