1.2 家装电工常用仪表基础知识及使用技巧
1.2.1 万用表的使用技巧
（1）万用表的基本结构
万用表是共用一个表头，集电压表、电流表和欧姆表于一体的仪表。万用表具有用途多、量程广、使用方便等优点，是电子测量中最常用的工具。它可以用来测量电阻，交直流电压和直流电流。有的万用表还可以测量晶体管的主要参数及电容器的电容量等。
现在常见的万用表主要有数字式万用表和指针式万用表两种。
（2）数字式万用表
普通数字式万用表转换开关的挡位如下。
①V～：表示测量交流电压的挡位。
②V-：表示测量直流电压挡位。
③mA：表示测量直流电压的挡位。
④Ω（R）：表示测量电阻的挡位。
⑤hFE：表示测量三极管的挡位。
万用表的红表笔表示接外电路正极，黑表笔表示接外电路负极。数字式万用表的优点是：防外磁场能力强；数字式万用表的测量值由液晶显示屏直接以数字的形式显示，读取方便准确，有些还带有语音提示功能。
（3）指针式万用表
指针式万用表的外观和数字式万用表有一定的区别，但它们的转挡旋钮及挡位也基本相同。指针式万用表是以指针式表头为核心部件的多功能测量仪表，测量值由表头指针指示读取。在指针式万用表的表盘上一般有八条刻度尺：
①标有“Ω”标记是测量电阻时用的刻度尺；
②标有“～”标记是测量交直流电压、直流电流时用的刻度尺；
③标有“hFE”标的是测量三极管时用的刻度尺；
④标有“LI”标记是测量负载的电流、电压的刻度尺；
⑤标有“DB”标记是测量电平的刻度尺。
（4）指针式万用表的使用
以MF50型万用表为例介绍。MF50型万用表为磁电式整流系仪表，通过转换开关可用来测量交直流电压，交直流电流，电阻及音频电平，晶体管静态直流放大倍数hFE、ICEO、LI、LV，电容、电感等。图1-30为MF50型万用表面板图。
图1-30 MF50型万用表面板
①测量前的准备：使用之前应注意指针是否指在零位，如不指零位，可调整机械调零的螺钉，使指针指在零位。
②直流电流测量：根据所测电流的大小，把转换开关转到相应的电流挡上，测量时把万用表串接在被测电路中，红表笔接触电路的正端，黑表笔接触电路的负端。当使用100μA挡或是2.5A挡时，开关应转到250mA位置上，但红表笔的短杆在使用100μA挡时应插在+100μA的插座内，在使用2.5A挡时应插在+2.5A插座内。电流测量时看第二条刻度线。
③直流电压测量：把转换开关转到被测电压相应的直流电压挡上，红表笔接触电路的正端，黑表笔接触电路的负端，测出的电压在第二刻度线上读出。
④交流电压测量：与直流电压测量相似，只需把转换开关转到交流电压范围内。交流10V挡刻度看第三条刻度线，其他各挡看第二条刻度线。
⑤直流电阻测量：先将开关转到电阻挡范围内，把红、黑表笔短路，调整“Ω”调整器，使指针指在0Ω位置上（即满刻度位置），再用红、黑表笔去可靠接触被测电阻的两端，即可测出被测电阻的阻值。电阻的读数在第一条刻度线上读出，并须乘上该挡的倍率。
⑥负载电流LI和负载电压LV的测量：在测量元件的电阻时，在该被测元件中流过的电流和它两端存在的端电压简称为负载电流LI和负载电压LV。LI、LV的刻度实际上是电阻挡辅助刻度。LI、LV和R之间的关系为LI=LV/R。LI看第六条刻度线，LV看第七条刻度线。其读数与欧姆挡各挡的关系见表1-1。
表1-1 读数与欧姆挡各挡的关系
例如，用R×100电阻挡来测定某元件电阻时，如果测出的阻值为1000Ω，同时在LI、LV刻度上读出LI为0.75mA，LV为0.75V。即表示该元件在两端电压为0.75V时其内部流过的电流为0.75mA。
⑦晶体管hFE、ICEO及极性测定：万用表转换开关转到R×1k挡，调好欧姆零位，把晶体管c、e二极插入万用表的晶体管插座c、e二孔内（PNP管插在PNP插座内，NPN管插在NPN管插座内），这时测出的LI即为ICEO。如果指针走出LI的刻度线，可把开关转到R×100挡再测，但测前仍须从新调好欧姆零位，这时LI的满度值为1.45mA。
测量hFE时，应把转换开关转到R×1k挡，调好欧姆零位，再把转换开关转到hFE处，把晶体管c、b、e三极插入万用表上的c、b、e插座内，这时在hFE刻度上即可读出hFE的大小。但应注意PNP管看第四条刻度线，NPN管看第五条刻度线（hFE及ICEO为参考值，hFE仅供小功率管测定）。
⑧电感电容的测量：把万用表与一交流电源串联后，红、黑表笔二端即可测量电感或电容。万用表转换开关的位置及所串联的电源电压可从表1-2中查得。
表1-2 万用表开关的位置及所串联的电源电压关系
⑨音频电平（dB值）测量：在一定的负荷阻抗上，测量出音频电压称为“电平”，用于测量放大级的增益和线路输送的损耗，测量单位用“dB”来表示。“dB”对电压与功率的关系是：
dB=10lgP2/P1=20lgU2/U1 （1-1）
刻度的dB数值以10V为标准（-10～+22dB），读数大于22dB时可换用50～1000V挡，并加上表1-3中所列的校正值。测量时将转换开关旋转至交流电压挡即可测量，电路上如有直流电压时需串一只大于0.1μF的隔直电容器。
表1-3 读数校正值
使用万用表测量时，不应任意旋转转换开关。若不知被测量的大小范围，则应先放在最大量程挡，然后减小量程到合适为止。测量直流电压、电流时，应注意极性，否则反接后，表针反走易损坏。如果不知极性，宜放在大量程挡判断极性。万用表不宜测量较高频率的信号。测量完毕后，应将转换开关放至交流挡位置，使测量笔与万用表和电路脱离，以防止误置测量挡而损坏万用表。
（5）数字式万用表的使用
以DT-830型数字式万用表为例介绍。DT-830是一种三位半数字式万用表，可用来测量直流和交流电压、电流、电阻和二极管、电容、晶体管的hFE参数及电路通断检查。DT-830型数字式万用表面板图如图1-31所示。
图1-31 DT-830型数字式万用表面板
①DT-830型数字式万用表的使用方法 由于DT-830型数字式万用表应用了大规模集成电路，使操作变得更简便，读数更精确，而且还具备了较完善的过压、过流等保护功能。DT-830型数字式万用表的面板上布置如下。
a.电源开关。测量完毕应立即关闭电源。若长期不用，则应取出电池，以免漏电。
b.LCD显示屏。最大显示1999或-1999，有自动调零及极性自动显示功能。
c.量程转换开关。开关周围用不同颜色和分界线标出各种不同测量种类和量限。
d.输入插口。共有10A、mA、COM、V.Ω四个孔，黑表笔始终插在COM孔内；红表笔则根据具体测量对象插入不同的孔内。在使用各电阻挡、二极管挡、通断挡时，红表笔接“V.Ω”插孔（带正电），黑表笔接“COM”插孔。这与指针式万用表在各电阻挡时的表笔带电极性恰好相反，使用时应特别注意。
面板下方还有“10MAX”或“MAX200mA”和“MAX750V～1000V”的标记，前者表示在对应的插孔间所测量的电流值不能超过10A或200mA；后者表示测交流电压不能超过750V，测直流电压不能超过1000V。
a.测直流电压。将电源开关拨至“ON”（下同），转换开关拨至“DCV”范围内的合适量程（应选到比估计值大的量程挡），如果预先无法估计被测电压的大小，则应先拨至最高量程挡测量一次，再视情况逐渐把量程减小到合适位置（下同）。将红表笔插入“V.Ω”孔内，黑表笔插入“COM”孔内，再把DT-830型数字式万用表与被测电路并联，即可进行测量。但量程不同，测量精度也不同。例如，测量一节1.5V的干电池，分别用“2V”、“20V”、“200V”、“1000V”挡测量，其测量值分别为1.552V、1.55V、1.6V、2V。所以不能用高量程挡去测量低电压。数值可以直接从显示屏上读取，若显示为“1.”，则表明量程太小，那么就要加大量程后再测量。如果在数值左边出现“-”，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。
b.测交流电压。黑表笔插入“V.Ω”孔内，开关拨至“ACV”范围内的合适位置，表笔插孔与直流电压的测量一样，要求被测电压频率为45～500Hz（实测约为20～1kHz范围）。交流电压无正负之分，测量方法与测量直流电压相同。无论测交流还是直流电压，都要注意人身安全，不要随便用手触摸表笔的金属部分。
c.测直流电流。量程开关拨至“DCA”范围内的合适挡。红表笔接“mA”孔（<200mA）或“10A”孔（>200mA）。黑表笔接“COM”孔。若测量大于200mA的电流，则要将红表笔插入“10A”插孔，并将转换开关打到直流“10A”挡；若测量小于200mA的电流，则将红表笔插入“200mA”插孔，将旋钮打到直流200mA以内的合适量程。调整好后，就可以测量了。将万用表串进电路中，保持稳定，即可读数。若显示为“1.”，那么就要加大量程；如果在数值左边出现“-”，则表明电流从黑表笔流进万用表。
d.测交流电流。转换开关拨至“ACA”范围内的合适挡，表笔接法同测量直流电流。
e.测量电阻。转换开关拨至“Ω”范围内的合适挡。红表笔改接“V.Ω”孔。200Ω挡的最大开路电压约为1.5V，其余电阻挡约0.75V。电阻挡的最大允许输入电压为250V（DC或AC），这个250V指的是操作人员误用电阻挡测量电压时仪表的安全值，决不表示可以带电测量电阻。用表笔接在电阻两端金属部位，测量中可以用手接触电阻，但手不要同时接触电阻两端，这样会影响测量精确度。读数时，要保持表笔和电阻有良好的接触；在“200”挡时单位是“Ω”，在“2k”至“200k”挡时单位为“kΩ”，“2M”以上的单位是“MΩ”。
f.测量二极管。用数字式万用表可以测量发光二极管，整流二极管。测量时，转换开关拨至标有二极管符号的位置。红表笔插入“V.Ω”孔，接二极管正极；黑表笔插入“COM”孔，接二极管负极。此时为正向测量，若二极管正常，测锗管时显示值为0.150～0.300V，测硅管时显示值为0.550～0.700V。进行反向测量时，二极管的接法与上相反，若二极管正常，将显示出“1”；若二极管已损坏，将显示“000”。
g.测三极管的hFE值。根据被测三极管的类型（PNP或NPN）的不同，把转换开关转至“PNP”或“NPN”处，再把被测管的三个脚插入相应的e、b、c孔内，此时，显示屏将显示出hFE值的大小。
h.判断三极管电极。表笔插位同二极管。先假定A脚为基极，用黑表笔与该脚相接，红表笔与其他两脚分别接触其他两脚；若两次读数均为0.7V左右，然后再用红表笔接A脚，黑表笔接触其他两脚，若均显示“1”，则A脚为基极，且此管为PNP管，否则需要重新测量。
集电极和发射极可以利用“hFE”挡来判断：先将转换开关打到“hFE”挡，hFE挡位旁有一排小插孔，分为PNP和NPN管的测量。前面已经判断出管型，将基极插入对应管型“b”孔，其余两脚分别插入“c”，“e”孔，此时可以读取数值，即β值；再固定基极，其余两脚对调；比较两次读数，读数较大的引脚插入位置与表面“c”，“e”相对应。
i.MOS场效应管的测量。N沟道的有国产的3D01，4D01，日产的3SK系列。G极（栅极）的确定：利用万用表的二极管挡，若某脚与其他两脚间的正反压降均大于2V，即显示“1”，此脚即为栅极G。再交换表笔测量其余两脚，压降小的那次中黑表笔接的是D极（漏极），红表笔接的是S极（源极）。
j.检查线路的通、断。转换开关拨至蜂鸣器挡，红、黑表笔分别接“V.Ω”和“COM”。若被测线路电阻低于规定值（20±10）Ω，蜂鸣器可发出声音，说明电路是通的。反之，则不通。由于操作中不需读出电阻值，仅凭听觉即可作出判断，所以利用蜂鸣器来检查线路，既迅速又方便。
②注意事项
a.测量电压时，应将数字式万用表与被测电路并联。数字式万用表具有自动转换极性的功能，测直流电压时不必考虑正、负极性。但若误用交流电压挡去测量直流电压，或误用直流电压挡去测量交流电压，将显示“000”，或在低位上出现跳数。
b.测量晶体管hFE值时，由于工作电压仅为2.8V，且未考虑Ube的影响，因此，测量值偏高，只能是一个近似值。
c.测交流电压时，应当用黑表笔（接模拟地COM）去接触被测电压的低电位端（如信号发生器的公共地端或机壳），以消除仪表对地分布电容的影响，减少测量误差。
d.数字式万用表的输入阻抗很高，当两支表笔开路时，外界干扰信号会从输入端窜入，显示出没有变化规律的数字。
e.袖珍式
位数字式万用表的频率特性较差，如按照规定，DT-830型只能测45～500Hz的交流电压或交流电流。实际测出的工作频率范围是20～1kHz，说明该项指标在设计时留有一定余量。
f.测量电流时，应把数字式万用表串联到被测电路中。如果电源内阻和负载电阻都很小，应尽量选择较大的电流量程，以降低分流电阻值，减小分流电阻上的压降，提高测量准确度。
g.严禁在测高压（220V以上）或大电流（0.5A以上）时旋转转换开关，以防止产生电弧、烧毁开关触点。
h.测量焊在线路上的元件时，应当考虑与之并联的其他电阻的影响。必要时可焊下被测元件的一端再进行测量，对于晶体三极管则需焊开两个极才能做全面检测。
i.严禁在被测线路带电的情况下测量电阻，也不允许测量电池的内阻。在检查电器设备上的电解电容器时，应切断设备上的电源，并将电解电容上的正、负极短路一下，防止电容上积存的电荷经万用表泄放，损坏仪表。
j.仪表的使用和存放应避免高温（>400℃）、寒冷（<0℃）、阳光直射、高湿度及强烈振动环境；测量完毕，应将转换开关拨到最高电压挡，并关闭电源。若长期不用，还应取出电池，以免电池漏液。
1.2.2 兆欧表的使用
兆欧表由高压手摇发电机及磁电式双动圈比率表组成，具有输出电压稳定，读数正确，噪声小，摇动轻，且装有防止测量电路泄漏电流的屏蔽装置和独立的接线柱。兆欧表是用来测量大电阻（主要是绝缘电阻）的直读式仪表。兆欧表的标尺以兆欧为单位，所以叫兆欧表。
兆欧表是电工常用的一种测量仪表，兆欧表主要用来检查电气设备、家用电器或电气线路对地及相间的绝缘电阻，以保证这些设备、电器和线路工作在正常状态，避免发生触电伤亡及设备损坏等事故。
手摇式兆欧表如图1-32所示，电源为手摇发电机，测量机构为磁电式比率表。优点是比较方便，但缺点是输出电压难以保证。
图1-32 手摇式兆欧表
电动式兆欧表如图1-33所示，电动式兆欧表利用6～12V电池直流电压，经过直流变换器，反馈、稳压后得到一个稳定的直流输出电压（100～5000V），测量机构是一个简单的电流表头。
图1-33 电动式兆欧表
数字式兆欧表根据数字仪表的原理，采用D/A转换器将所测绝缘电阻值转换为数字显示，即数字绝缘电阻表，如图1-34所示。
图1-34 数字式兆欧表
智能化兆欧表在数字化的基础上，是使用单片机研制的智能化兆欧表，测量数据采集、计时、计算、打印全部自动化，智能化兆欧表如图1-35所示。
图1-35 智能化兆欧表
（1）使用前准备
①必须切断被测设备电源，并对地短路放电，不允许在设备带电的情况下进行测量。
②对那些可能感应出高电压的设备，必须消除这种可能性后，才能进行测量。
③注意被测物表面需保持清洁，减小表面电阻，确保测量结果的正确性。
④应检查兆欧表是否处于正常状态，主要检查其“0”和“∞”两点。即摇动手柄，使发电机达到额定转速，在短路兆欧表时指针应指在“0”位置，而开路时指针应指在“∞”位置。
⑤注意平稳、牢固地放置兆欧表，且远离较大电流导体及强磁场。
（2）正确测量
在测量时，要注意兆欧表的正确接线，否则将引起不必要的误差。兆欧表的接线柱有三个：一个为“L”，即线端；一个为“E”，即地端；另一个为“G”，即屏蔽端（也叫保护环）。一般被测绝缘物体接在“L”、“E”之间，但当被测绝缘体表面严重漏电时，必须将被测物的屏蔽端或不需测量的部分与“G”端相连接。这样漏电流就经由屏蔽端“G”直接流回发电机的负端形成回路，而不再流过兆欧表的测量机构（流比计）。从根本上消除了表面漏电流的影响，特别应该注意的是测量电缆线芯和外表之间的绝缘电阻时，一定要接好屏蔽端“G”。因为当空气湿度大或电缆绝缘表面有污物时，其漏电流将很大，为防止被测物因漏电而对其内部绝缘测量所造成的影响，一般在电缆外表加一个金属屏蔽环，与兆欧表的“G”端相连。
用兆欧表测量电器设备的绝缘电阻时，一定要注意“L”和“E”端不能接反。正确的接法是：“L”端接被测设备导体，“E”端与接地的设备外壳相连，“G”端接被测设备的绝缘部分。如果接反了“L”和“E”端，流过绝缘体内及表面的漏电流经外壳汇集到地，由地经“L”流进比率表，使“G”失去屏蔽作用而给测量带来较大误差。另外，因为“E”端内部引线同外壳的绝缘程度低于“L”端与外壳的绝缘程度，将兆欧表放在地上，采用正确的接线方式时，“E”端对仪表外壳和外壳对地的绝缘电阻相当于短路，不会造成测量误差；而当“L”与“E”接反时，“E”对地的绝缘电阻就会与被测绝缘电阻并联，使测量结果偏小，造成较大的误差。
（3）兆欧表使用应该注意事项
①应按设备的电压等级选择兆欧表，对于低压电气设备，应选用500V兆欧表，若用额定电压过高的兆欧表去测量低压绝缘，可能把绝缘击穿。
②兆欧表引线应用多股软线，而且应有良好的绝缘两条线应为单根线（最好是两色），应不使连线与地面接触，以免因连线绝缘不良而引起误差；接线柱与被试品之间的两根导线不能缠绞在一起，应分开单独连接，以防止绞线绝缘不良而影响读数。
③测量设备的绝缘电阻时，必须先切断电源。对具有较大电容的设备（如电容器、变压器、电动机及电缆线路）必须先进行放电。
④兆欧表应放在水平位置，在未接线之前，使用兆欧表时，首先鉴别兆欧表的好坏，在未接被试品时，先摇动兆欧表，其指针应上升到“∞”处，然后再将两个接线端钮短路，慢慢摇动兆欧表，其指针应指到“0”处，符合上述情况说明兆欧表是正常的，否则不能使用，对于半导体型兆欧表不宜用短路校检。
⑤用兆欧表测量绝缘电阻时应由两人进行；在测量时，一手按着兆欧表外壳（以防兆欧表振动）。当表针指示为0时，应立即停止摇动，以免损坏兆欧表。
⑥被测回路的感应电压超过12V时，或当雷雨发生时禁止进行绝缘电阻测量。
⑦测量电容器，电缆、大容量变压器和电动机时，要有一定的充电时间，电容量愈大，充电时间应愈长。一般以兆欧表转动一分钟后的读数为准；应在取得稳定值读数后，先取下测量线，再停止转动手柄，测完后立即对被测设备接地放电。
⑧在摇测绝缘时，应使兆欧表保持额定转速，一般为120r/min。当测量物电容量较大时，为了避免指针摆动，可适当提高转速（如150r/min）；测量时转动手柄应由慢渐快并保持150r/min转速，待调速器发生滑动后，即为稳定的读数，一般应取1min后的稳定值，如发现指针指零时不允许连续摇动，以防线圈损坏。如果测吸收比，应将兆欧表与被试设备间的连线L或E断开一根，达到额定转速时，方可与被试设备接通，同时开始计时，读取15s及60s两个数值。
⑨被测物表面应擦拭清洁，不得有污物，以免漏电影响测量的准确度。
⑩在兆欧表未停止转动或被测设备未进行放电之前，不要用手触及被测部分和仪表的接线柱或拆除连线，以免触电。
如遇天气潮湿测电缆的绝缘电阻时，应接上屏蔽接线端子G（或叫保护环），以消除绝缘物表面泄漏电流的影响；屏蔽端子应与所测设备的金属屏护相接。与兆欧表的相线端子L串接的部件都有良好的屏蔽，以防止兆欧表的泄漏电流造成测量误差；而E端子处于“地”电位，没有考虑屏蔽。正常摇测时，表的泄漏电流不会造成误差；但是，如果E、L端子接错，则由于E没有屏蔽，流过测量对象电流中多了一个兆欧表的泄漏电流，一般测出的绝缘电阻都比实际值偏低，所以，E、L端子不能接错。
禁止在雷电或潮湿天气和在邻近有带高压电设备的情况下，用兆欧表测量设备绝缘。只有在设备不带电，而又不可能受到其他感应电而带电时，才能进行。
仪表在不使用时应放在固定的地方，环境温度不宜太热和太冷，切勿放在潮湿、污秽的地面上。并避免置于含有腐蚀性气体的环境中，并应避免剧烈长期振动，使表头轴尖、宝石受损而影响刻度指示。