如何正確選用您的萬用表

 *，萬用表是電子測試領域zui基本的工具，也是一種使用廣泛的儀器，由于其價格低廉、操作簡單、功能齊全、使用廣泛等特點，專業電子工程師使用上往往忽略以下問題：1.由于萬用表的精度、分辨率不夠，憑估測判斷，往往導致“人為”的誤差：2.由于各種萬用表測試方法不同，在不同信號和非正弦波標準信號測試中萬用表往往導致“誤差”：3.操作上的安全性、可靠性和保護性：由于萬用表本身的保護性差，測試中需要測試人員不能絲毫馬虎，否則導致萬用表不必要的損壞……，因此，根據本人多年的經驗，勸告使用者，請根據需要選擇您的萬用表！

　　那么如何選擇萬用表呢？
　　一、根據需要，選擇萬用表的顯示位數,精度和分辨率。
根據國家標準GB776－76的規定，電工儀表的精度等級分為七級，它們與引用誤差的關系列于表1中。
　　　表1

1.      顯示位數及顯示特點
    數字萬用表的顯示位數通常為 3 1/2 位～8 1/2位。判定數字儀表的顯示位數有兩條原則：其一是，能顯示從0－9中所有數字的位數是整位數；其二是，分數位的數值是以zui大顯示值中zui高位數字為分子，用滿量程時計數值為2000，這表明該儀表有3個整數位，而分數位的分子是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”）數字萬用表的zui高位只能顯示0～2的數字，故zui大顯示值為±2999。在同樣情況下，它要比3 1/2 位的數字萬用表的量限高50％，尤其在測量380V 的交流電壓是很有價值。
    例如，在用數字萬用表測量電網電壓時，普通3 1/2位數字萬用表的zui高位只能是0或1，若要測量220V 或 380V 電網電壓，只能用三位顯示，該檔的分辨率僅為 1V 。相比之下，用 33/4 位的數字萬用表來測量電網電壓，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位的數字萬用表分辨力相同。
    普及型數字萬用表一般屬于3 1/2 位顯示的手持式萬用表，4 1/2 ，51/2位（6位以下）數字萬用表分為手持式、臺式兩種。6 1/2 位以上大多屬于臺式數字萬用表。
   數字萬用表采用先進的數顯技術，顯示清晰直觀、讀書準確。它既能保證了讀數的客觀性，又符合人們的讀數習慣，能夠縮短讀數或記錄時間。這些優點是傳統的模擬式（即指針式）萬用表所不具備的。

2.      準確度（精度）
   數字萬用表的準確度是測量結果中系統誤差與隨機誤差的綜合。它表示測量值與真值的一致程度，也反映測量誤差的大小。一般講準確度愈高，測量誤差就愈小，反之亦然。
    準確度有三種表達方式，分別如下：
    準確度＝±（a ％ RDG + b％ FS ） （ 2.2.1 ）
    準確度＝±（a ％ RDG +n個字） （ 2.2.2 ）
    準確度＝±（a ％ RDG + b％ FS + n個字） （ 2.2.3 ）
    式（ 2.2.1 ）中， RDG 為讀數值（即顯示值）， FS 表示滿度值，括弧中前一項代表A/D 轉換器和功能轉換器（例如分壓器、分流器、真有效值轉換器）的綜合誤差，后一項是由于數字化處理而帶來的誤差。式（ 2.2.2）中， n 是量化誤差反映在末位數字上的變化量，若把 n 個字的誤差折合成滿量程的百分數，即變成式（ 2.2.1 ）。式（ 2.2.3）比較特殊，有些廠家用此種表達方式，后兩項中有一項表示其它環境或功能引入的誤差。
    數字萬用表的準確度遠優于模擬指針萬用表。以測量直流電壓的基本量程的準確度指標為例， 3位半可達到± 0.5 ％， 4 位半可達到 0.03％等。萬用表的準確度是一個很重要的指標，它反映萬用表的質量和工藝能力，準確度差的萬用表很難表達出真實的值，容易引起測量上的誤判。

3.      分辨力（分辨率）
   數字萬用表在zui低電壓量程上末位1個字所對應的電壓值，稱作分辨力，它反映出儀表靈敏度的高低。數字數字儀表的分辨力隨顯示位數的增加而提高。不同位數的數字萬用表所能達到的zui高分辨力指標不同，例如：3 1/2位的萬用表100μV 。
   數字萬用表的分辨力指標亦可用分辨率來顯示。分辨率是指儀表能顯示的zui小數字（零除外）與zui大數字的百分比。例如，一般31/2位數字萬用表可顯示的zui小數字為1，zui大數字可為1999 ，故分辨率等于 1/1999≈0.05％。
   需要指出，分辨率與準確度屬于兩個不同的概念。前者表征儀表的“靈敏性”，即對微小電壓的“識別”能力；后者反映測量的“準確性”，即測量結果與真值的一致程度。二者無必然的，因此不能混為一談，更不得將分辨力（或分辨率）誤以為是類似于準確度則取決于儀表內部A/D轉換器、功能轉換器得綜合誤差以及量化誤差。從測量角度看，分辨力是“虛”指標（與測量誤差無關），準確度才是“實”指標（它決定測量誤差得大小）。因此，任意增加顯示位數來提高儀表分辨力得方案是不可取得。

二、根據需要，選擇萬用表的測量方法和交流頻響
　　一般來講，萬用表的測量方法主要對交流信號測量而言，大家都知道交流信號很多種類和各種復雜情況，并且伴隨交流信號頻率的改變，出現各種頻率響應，影響萬用表的測量。萬用表對交流信號的測量，一般有二種方法：平均值和真有效值測量。平均值測量一般是對純正弦波而言，它采用估算平均的方法測量AC信號，而對非正弦波信號將會出現較大的誤差，同時，如果正弦波信號出現諧波干擾時，其測量誤差也會有很大改變，而真有效值測量，是用波形的瞬時峰值再乘以0.707來計算電流與電壓，保證在失真和噪聲系統中的讀數。這樣如果您需要檢測普通的數字數據信號，用平均值萬用表測量就不會到達真實的測量效果。同時交流信號的頻響也至關需要，有的可高達100KHz。
三、根據需要，選擇萬用表的功能和測量范圍
　　不同的萬用表，其生產廠家將會設計不同的功能測量范圍。一般來講，普通的萬用表都能測試交直流電壓、電流、電阻、通斷等，但是有的萬用表為了降低成本不設置電流功能。在此基礎上，有的萬用表考慮使用方便，增加了些其它功能。譬如：二極管、“萬用表電池測試”、三極管hef、電容、頻率、溫度等。現在由于電子技術的發展，有些有名的廠家，像“Agilent、Fluke”等，在傳統參數和元件的基礎上，增加了更先進的功能，譬如：占空比測試，dBm值測試，zui大、zui小值記錄保持功能等。總之萬用表的功能將隨著測試的需要，有經驗的廠家將會創造更多更*的功能。但是我們在追求萬用表功能的基礎上，也不能忽視其測量范圍，同樣測試電流，有的萬用表可到20A，而有的卻只有40mA或更小。
四、根據需要，選擇您的萬用表
　　和大多數儀器一樣，萬用表自身也有測量穩定性，其測量結果的準確性與其使用時間、環境溫濕度等相關。如果萬用表的穩定性差，在使用一段時間后，萬用表有時就會“自相矛盾”——測量結果不一致。因此有些廠家非常注意此方面的問題：如像“Agilent、Fluke”等公司在zui近新產品銷售中允諾終身可溯源校準和保修。
　　大多數維護工程師使用萬用表，zui擔心萬用表的保護性差，不經意中表筆線插錯或測試檔錯誤，導致萬用表不必要的損害，影響工作。因此萬用表的安全性非常重要，有些好的萬用表自我保護性很好，像有些萬用表插錯表筆線時，會自動產生蜂鳴報警……這樣萬用表的選購，不要盲目貪圖便宜，要實用、好用才行。
五、根據需要，選用多功能的萬用表
　　像三節所述，由于電子科技的發展，很多萬用表增加了許多功能。
　　1.溫度測量
　　在電子維修時，有此功能的萬用表方便您檢驗電子元件的發熱程度，如焊接拔取元件時，測量溫度防止損傷元器件。
　　2.同時測量AC和DC分量
　　在電子測試中，我們所碰到的信號并非是很純真的交流或直流信號，我們需要觀測波形的總真有效值（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。
　　3.dBm和毫伏值測量
　　所謂dBm值測量，即低電平測量----dB值測量。dB一般用此公式表達：dB=20LogV測/V參。如果改變V參考電壓，通過測試比較，我們可以測量相對應值：譬如用來分析電壓發大器的電壓增益。 
　　4.尖峰保持
　　利用萬用表真有效值測量，我們在此功能可以測量寬度大于0.25毫秒非規則交流信號的瞬時峰值電壓，并且自動保持，有利于尋找元件和設備破壞的原因。
　　5.△相對值測定
　　利用此功能，我們可以進行相對值測定，即我們測試電壓或電流與參考電壓或電流的差值，電容相對模式可以清除讀數中的雜散電容。

六、根據需要，選用新的安全標準