校本讲义万用表使用元器件测量部分资料.docx
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校本讲义万用表使用元器件测量部分资料
课题四基础技能与实训
一、MF50型万用表
MF50型万用表是多量程万用表，可供测量直流电流、直流电压、交流电压、电阻等，并可以测量三极管的hfe，还可以扩展测量电阻器、电容器、二极管、三极管等元器件的某些参数和质量。
1、MF50型万用表面板结构
2、MF50型万用表符号和字母代表意义
3、MF50型万用表的使用方法
（1）使用前的检测
万用表在使用前应检查万用表的指针是否在表盘的零刻度上，如果没有，那么要调节表盘下方中央的机械调零旋钮，使指针指在零刻度上。
为万用表安装一节1.5V的5号电池，和一节9V的积层电池。
将红黑两根表笔分别插入相应的插孔中，红表笔插入“+”插座内，黑表笔插入“-”插座内。
（2）测量交流电压
根据所需要测量的交流电压的大小，选择一个合适的交流电压测量档位，将量程开关旋至该档位上，然后红黑表笔分别接触交流电压的两端，根据表盘指针的位置进行读数。
（3）测量直流电压
根据所需要测量的直流电压的大小，选择一个合适的直流电压测量档位，将量程开关旋至该档位上，然后红黑表笔分别接触直流电压的两端，根据表盘指针的位置进行读数。
测量电压时的注意事项：
测量电压时，应将万用表并联在测量位置两端。
测量交流电压时不用区分电压的正负极，而测量直流电压时，红表笔要接电压高的一端，黑表笔要接电压低的一端，这正是所谓的“红正黑负”。
如果不知道所测量的电压的大小，则量程开关应旋至交流电压或直流电压的最大档位，并用红黑表笔点触测量，判断出所测量电压没有超过万用表测量范围，才允许将表笔接触所测量电压，读取大致电压值后在选取合适的档位进行测量。
（4）测量直流电流
根据所需要测量的直流电流的大小，选择一个合适的直流电流测量档位，将量程开关旋至该档位上，然后红黑表笔分别接触直流电流的两端，根据表盘指针的位置进行读数。
测量直流电流时的注意事项：
测量直流电流时，应将万用表串联在测量电路中。
测量直流电流时，红表笔接电流流入的一端，黑表笔接电流流出的一端。
如果不知道所测量的直流电流的大小，则量程开关应旋至直流电流的最大档位，并用红黑表笔点触测量，判断出所测量电流没有超过万用表测量范围，才允许将表笔接触所测量电流，读取大致电流值后在选取合适的档位进行测量。
在测量小于100uA或小于2.5A的直流电流时，应将红表笔插入“+100uA”或“+2.5A”的插孔中。
（5）测量电阻
测量电阻的步骤是：
根据电阻器外壳上的标注，读取电阻器的阻值。
根据电阻器的标称阻值，选取一个合适的档位。
选择档位的标准：
由于万用表表盘上，Ω档的刻度不是均匀的，表盘左面的刻度间距比较密集，右面的刻度间距比较稀疏，只有靠近中央的部分，刻度是比较均匀的，所以，选取档位后进行测量读数时，应尽量使指针摆在靠近中央的位置上，这样读取的阻值才比较准确。
进行欧姆调零。
欧姆调零的方法：
将量程开关旋至合适档位后，把红黑表笔短接，调整欧姆调零旋钮，使万用表的指针指在欧姆档的零刻度上。
根据指针位置，读取电阻器的阻值。
测量值=指针位置的读数×欧姆档的刻度
测量电阻时的注意事项：
更换测量档位时，必须重新进行欧姆调零，这就是所谓的“换档调零”。
测量电阻时，不允许双手同时接触两只表笔或电阻器的两只引脚。
测量在线电阻时，必须将所需要测量的电阻器从电路中断开。
测量电路电阻时，必须切断电源，并等电路中的储能元件充分放电后才能测量。
4、万用表使用注意事项
（1）测量前应选择合适档位，如遇被测量值不详时，应先选用测量档位的最大量程，估计被测量值大小，再选择合适量程进行测量。
（2）测量中，尤其是测量较大电流或电压时，不得带电更换万用表量程，以防损坏万用表。
（3）欧姆档刻度中心部分精度最高，适宜在中心值±
范围内选档测量；电流、电压刻度在满度位置附近精度最高，选档时，指针适宜在满度值
附近为佳。
（4）使用欧姆档测量有极性的元器件时，应注意黑表笔接万用表内部电池的正极，红表笔接内部电池的负极。
（5）测量电阻时，注意不能并联人体电阻。
（6）利用单手操作，保证人体安全。
（7）测量读数时，根据选择的量程档位选对刻度尺读数，并时眼睛的视线与表盘垂直。
（8）测量完毕，应将量程开关放置在交流电压最大档，并将万用表放置在凉爽干燥环境下，避免振动。
长期不使用的万用表应拆下电池保存，以免电池漏液，腐蚀仪表。
（9）欧姆档的×1档电流耗损最大，短路时约为90mA，×10k电压最高，约为10.5V，使用时应谨慎。
（10）测量电流、电压时，养成点触习惯。
二、电阻器的识读与检测
物体对流过自身电流的阻碍作用称为电阻。
电阻器是指具有一定阻值、一定几何形状、一定技术性能的，在电路中起电阻作用的元件。
1、电阻器的作用
电阻器的主要用途是稳定和调节电路中的电压和电流，其次还有限制电流电流、降低电压、分配电压等功能。
2、电阻器的分类
按电阻器的特点及电路功能，可分为固定电阻器、可变电阻器、敏感电阻器。
按材料，可分为线绕电阻器、实芯电阻器、薄膜型电阻器、金属玻璃釉电阻器等。
3、电阻器的命名——了解内容
命名方法，见《电子技能与实训》P70、P72。
4、电阻器的符号及外形
电阻器的外形及图形符号，见《电子技能与实训》P71。
5、电阻器的主要参数
（1）标称阻值与允许偏差
在电阻器表面所标出的阻值叫做电阻器的标称阻值。
单位有Ω、kΩ、MΩ、GΩ、TΩ，进率为103。
常用标称阻值有E6、E12、E24、E48、E96、E192六个系列（见《电子技能与实训》P72，表2-2-3）。
允许偏差是指在大批量生产中，电阻器的实际阻值没有达到标称阻值，而产生的误差。
阻值误差=（电阻实际值－标称阻值）/标称阻值×100%（见《电子技能与实训》P74表2-2-4，了解电阻器阻值允许偏差与字母的对照）。
标称阻值与允许偏差的标注方法：
直接标注法
将电阻器的标称阻值和允许偏差只用数字和字母标注在电阻器表面上的方法。
例如：
2.4kΩ±5%
文字符号法
电阻器的阻值用文字符号表示的方法。
其中的字母是阻值的单位字母，它表示两种含义，一是表示电阻器的阻值单位，二是表示有效数字的小数点位置。
例如：
2k4J=2.4kΩ±5%
数码法
用三位数码来表示电阻器阻值的方法。
其中第一、二个数字表示有效数字的十位和个位，第三个数字表示倍乘。
例如：
242J=24×102=2400Ω±5%=2.4kΩ±5%
色环法
用不同的颜色的色环或色点表示电阻器阻值的方法。
色环法的内容包括颜色与有效数字、倍乘、允许偏差的对应关系；四环、五环电阻的识读方法；最后一环的判定方法，三部分内容（见《电子技能与实训》P74、P75）。
最后一环的判定方法：
a、四环电阻器中，以金、银、无色三种颜色最为最后一环；b、五环电阻器中，两端色环其中一端色环代表误差，另一端色环不代表误差，则以代表误差的色环为最后一环；c、五环电阻器中，两端色环都代表误差，一端色环与其他四环间距不同，则该环为最后一环。
（2）额定功率
在规定的大气压力和特定的环境温度下，电阻器长期连续工作并能满足规定的性能要求时，所允许耗散的最大功率。
电阻器额定功率符号，见《电子技能与实训》P75，图2-2-6。
6、电阻器的测量
（1）电阻器阻值的测量方法
根据电阻器外壳上的标注，读取电阻器的阻值。
根据电阻器的标称阻值，选取一个合适的档位。
选择档位的标准：
由于万用表表盘上，Ω档的刻度不是均匀的，表盘左面的刻度间距比较密集，右面的刻度间距比较稀疏，只有靠近中央的部分，刻度是比较均匀的，所以，选取档位后进行测量读数时，应尽量使指针摆在靠近中央的位置上，这样读取的阻值才比较准确。
进行欧姆调零。
欧姆调零的方法：
将量程开关旋至合适档位后，把红黑表笔短接，调整欧姆调零旋钮，使万用表的指针指在欧姆档的零刻度上。
根据指针位置，读取电阻器的阻值。
测量值=指针位置的读数×欧姆档的刻度
测量电阻时的注意事项：
A．更换测量档位时，必须重新进行欧姆调零，这就是所谓的“换档调零”。
B．测量电阻时，不允许双手同时接触两只表笔或电阻器的两只引脚。
C．测量在线电阻时，必须将所需要测量的电阻器从电路中断开。
（2）电阻器的质量判定
可用：
电阻器阻值的测量值与标称阻值相符（相同或在误差允许范围内）。
击穿：
电阻器阻值的测量值为“0”。
熔断：
电阻器阻值的测量值为“∞”。
质量下降：
电阻器阻值的测量值超出标称阻值的误差允许范围。
7、电阻器标称阻值读取训练
练习题，见《电子技能与实训》P78，题4和《基本操作技能》P80，题4。
8、电阻器测量与质量判定训练
准备不同阻值的多个电阻器，让学生练习电阻器的测量方法训练，并根据测量结果，判定电阻器的质量，填写下表。
电阻器
色环
标称值
允许偏差
测量值
档位
质量判定
R1
R2
……
Rn
三、电位器的识读与检测
电位器是通过旋转轴或滑动臂来调节阻值的可变电阻器。
1、电位器的作用
调节电路中的电压、电流或阻抗。
2、电位器的分类
按阻体材料，分为线绕电位器、合成电位器、薄膜电位器。
按调节方式，分为旋转电位器、直滑式电位器。
按结构，分为单联、双联、多联。
3、电位器的命名——了解内容
命名方法，见《电子技能与实训》P70、P72。
4、电位器的符号及外形
电位器的外形及图形符号，见《电子技能与实训》P71。
5、电位器的主要参数
（1）标称阻值和允许偏差
（2）额定功率
（3）阻值变化率
电位器转轴的旋转角度或滑块的滑动位移与阻值变化关系的规律。
直线式：
其阻值与转轴的旋转角度或滑块的滑动位移呈线性变化，适用于分压、调压场合。
指数式：
其阻值与转轴的旋转角度或滑块的滑动位移呈指数变化，常用于音量调节电路。
对数式：
其阻值与转轴的旋转角度或滑块的滑动位移呈对数变化，常用于音调调节电路。
6、电位器的测量
（1）引脚的识别方法
电位器一般有三个引脚，即一个动片，两个定片，也可分别称为一个可动端，两个固定端。
识别动片和定片
大多数电位器的动片在两个定片之间，以此特征很容易区分定片和动片。
也有个别电位器的动片在一边，可以用旋转电位器测量阻值是否变化的方法来确定动片。
识别接地的固定片和热端固定片
接地定片在电路中是接印制板地线的，分辨这一引脚的方法是，将转柄面对自己，逆时针旋转到头，与动片之间的阻值为零的定片便是接地引脚，另一个定片在电路中往往接信号传输线热端，故称热端引脚。
识别外壳引脚
使用万用表测量各引脚与外壳的阻值，为零的引脚为外壳引脚。
（2）电位器阻值的测量步骤
读取电位器的标称阻值。
选取合适档位。
选取标准，与测量电阻选取档位的标准相同。
欧姆调零。
万用表红黑表笔接电位器两定片（固定端），测量电位器最大阻值。
万用表红黑表笔分别接电位器的动片（可动端）和一个定片，旋转旋钮或移动滑块，观察阻值是否在“0”与最大值之间连续均匀的变化，用此方法测量动片与另一个定片。
（3）电位器的质量判定
如图所示，1、3为电位器的两个定片（固定端），2为电位的动片（可动端）。
可用：
R13与标称值相符（相同或在允许偏差范围内），R12和R23在“0”与最大值之间连续均匀的变化。
击穿：
R13为“0”，或R12、R23为“0”。
熔断：
R13为“∞”，或R12、R23为“∞”。
质量不良：
R13与标称值相符（相同或在允许偏差范围内），R12或R23在“0”与最大值之间不是连续均匀的变化，有突变现象。
另外，还要测量电位器引脚与外壳之间的阻值，正常应为“∞”，否则说明电位器有漏电或碰壳现象。
7、电位器测量训练
准备不同阻值的多个电位器，让学生练习电位器的测量方法训练，并根据测量结果，判定电位器的质量，填写下表。
电位器
标称阻值
允许偏差
测量值
档位
质量判定
W1
……
Wn
四、电容器的识读与检测
电容器是由两个金属电极中间夹一层绝缘体（又称电介质）所构成。
电容器是一种储能和释放电能的元件。
1、电容器的作用
电容器具有阻止直流通过，而允许交流通过的特点，即“隔直通交”，在电路中常用于隔直流、耦合、旁路、滤波、反馈、定时及调谐等。
2、电容器的分类
按结构，可分为固定电容器、可变电容器和微调电容器。
按电介质，可分为固体有机介质、固体无机介质、气体介质、电解质电容器。
3、电容器的命名——了解内容
命名方法，见见《电子技能与实训》P79、P80。
4、电容器的符号及外形
符号及外形，见《电子技能与实训》P81、P82。
5、电容器的主要参数
（1）标称容量和允许偏差
电容器的标称容量系列同电阻器采用的系列相同，即E6、E12、E24系列。
单位有F、mF、uF、nF、pF，进率为103。
电容器的容量偏差，常用英文大写字母表示，如下表：
英文
字母
D
F
G
J
K
M
N
允许
偏差
±0.5%
±1%
±2%
±5%
±10%
±20%
±30%
电容器容量的标注方法有下列几种：
直标法
将标称容量和偏差直接标在电容器外壳上的方法。
例如：
4.7uF±5%。
数字字母法
是用表示容量的有效数字和表示单位的字母组合的表示方法。
其中的字母是容量单位字母，表示容量单位和有效数字的小数点位置，一般容量为pF和uF的电容器常用此表示方法。
例如：
1p5=1.5pF4u7=4.7uF
数字表示法
是只标数字不标单位的直接表示方法，仅用于pF和uF两种单位的电容器使用。
例如：
3、470、6800、0.01、0.47分别表示3pF、470pF、6800pF、0.01uF、0.47uF。
数码法
用三位数字表示电容器容量大小的方法，其单位为pF。
其中第一、二个数字表示有效数字的十位和个位，第三个数字表示倍乘。
例如：
103=10×103=10000pF=0.01uF
色标法
标志的颜色符号与电阻器采用的相同，单位为pF。
（2）额定直流工作电压（耐压）
电容器的耐压表示电容器接入电路后，能长期连续可靠的的工作，不被击穿时所能承受的最大直流电压。
如果电容器工作在交流电路中，其最大电压不能超过额定的直流工作电压。
（3）漏电电阻和漏电电流
一般来说，电容器容量越小，漏电电阻越大，漏电电流越小；电容器容量越大，漏电电阻越小，漏电电流越大。
6、电容器的测量
（1）小容量的固定电容器的检测
检测容量为6800pF～1uF的电容器
万用表档位选择R×10k，红黑表笔分别接电容器两只引脚，在表笔接通瞬间可以看到表针有很小的摆动，更换表笔位置，摆动幅度应略大一些。
检测容量小于6800pF的电容器
由于容量太小，用万用表检测看不到表针的摆动，解决方法可以借助一个外加直流电压，把万用表调到相应的直流电压档，黑表笔接直流电源的负极，红表笔串接电容后接直流电源的正极，根据表针摆动判断电容器的质量。
（2）电解电容器的测量
根据电容器容量选择万用表档位，小于10uF用R×10k档，10uF～100uF之间用R×1k档，大于100uF用R×100档。
将电容器两只引脚短接放电后，黑红表笔分别接电容器的正负引脚，表针先向右迅速偏转一定角度，然后慢慢回到“∞”位置附近，再将红黑表笔对调，表针动作应相同,但是一般不能回到刚才的位置。
（3）电容器的质量判定
根据电容器选择合适的万用表档位，测量时观察表针的变化情况。
可用：
表针迅速向右偏转一定角度，然后慢慢回到。
击穿：
表针向右偏转到“0”位置。
熔断：
表针在“∞”位置不动。
漏电：
表针迅速向右偏转一定角度，然后慢慢指到表盘的某一位置（不是“∞”位置或附近）。
此时表针所在位置的读数×万用表档位=漏电电阻
7、电容器容量读取训练
练习题，见《电子技能与实训》P84，题3。
8、电容器的测量训练
准备不同容量的多个电容器，让学生练习电容器的测量方法训练，并根据测量结果，判定电容器的质量，填写下表。
电容器
介质
标称容量
允许偏差
档位
质量
C1
……
Cn
五、电感器的识读与检测
凡是能产生自感、互感作用的元器件均称为电感器。
电感器是储存磁能的元器件。
电感器一般分为电感线圈和变压器两大类。
1、电感器的作用
电感线圈的用途很广，在交流电路中有阻碍交流通过的能力，常在电路中用于阻流、变压、耦合及负载等，与电容配合可用于调谐、滤波、选频、分频、退耦等作用。
变压器是利用线圈之间的互感作用制成的，可以进行交流的电压变换、电流变换、阻抗变换、功率传递等。
2、电感器的分类
一般来说，电感器分为电感线圈和变压器两大类。
电感线圈的种类很多，按电感的形式分为固定电感线圈、可变电感线圈、微调电感线圈；按芯的材料分为空气芯、磁心、铁心三种；按线绕结构分为单层、多层、蜂房式；按功能可分为电视偏转线圈、振荡线圈、扼流线圈等。
变压器的种类也很多，按芯的材料分为空气芯、磁心、可调磁心、铁心等；按工作频率可分为低频、中频、高频；按结构可分为芯式、壳式、环形、金属箔等；按用途可分为电源、调压、脉冲、耦合、线间变压器等。
3、电感器的命名——了解内容
命名方法，见《基本技能操作》P90、P93。
4、电感器的符号及外形
符号及外形，见《电子技能与实训》P86、P87。
5、电感器的主要参数
（1）电感线圈的主要参数
电感量
也称为自感系数或自感，是表示线圈产生自感应能力的一个物理量。
单位有H、mH、uH等，进率为103。
电感器的电感量的标注方法与前面介绍的基本相同。
品质因数
也叫优质因数或Q值，是表示线圈质量的一个物理量。
它是指电感线圈储能与耗能之比，即电感线圈所呈现的感抗与等效损耗电阻之比，公式为：
固有电容
线圈的匝与匝之间、线圈与屏蔽罩之间、线圈与磁心、底板之间存在的寄生电容，也称分布电容。
额定电流
指规定的满载电流值。
（2）变压器主要参数
变压比（匝数比）
变压器一次电压与二次电压的比值，也是一次线圈匝数与二次线圈匝数的比值。
额定功率
是指在规定的频率和电压下，变压器长期工作而不超过规定温度的最大输出功率，单位是VA。
效率
变压器输出功率与输入功率的比值。
温升
变压器才通电工作后，其温度上升至稳定值时，变压器温度高出周围环境温度的数值。
绝缘电阻
变压器各绕组之间及与铁心之间，施加电压与产生的漏电电流之比，称为绝缘电阻。
6、电感器的测量
（1）电感线圈的测量
万用表档位选择R×1档，红黑表笔分别接电感器两只引脚，读取电感线圈的阻值（一般为几欧姆至几十欧姆）。
（2）电感线圈的质量判定
可用：
测量出的阻值符合要求。
击穿：
测量出的阻值为“0”。
熔断：
测量出的阻值为“∞”。
内部短路：
阻值很小，但不为“0”，用万用表判别很困难，一般的判别方法为“通电检测，温升过快”。
（3）变压器的测量
初级线圈的电阻
次级线圈的电阻
初级线圈与次级线圈之间的电阻
初级线圈与屏蔽（外壳）之间的电阻
次级线圈与屏蔽（外壳）之间的电阻
（4）变压器的质量判定
可用：
R初和R次为正常值，R初次、R初屏、R次屏为“∞”。
击穿：
R初或R次为“0”。
熔断：
R初或R次为“∞”。
漏电：
R初次、R初屏、R次屏不为“∞”。
内部短路：
R初或R次减小，用万用表很难判定，判定方法为“通电检测，温升过快”。
六、半导体二极管的识读与检测
半导体二极管又称晶体二极管，简称二极管。
其结构是在一个PN结的两端加上引线，然后把它封装在管壳内。
二极管具有单向导电性。
（在这里可以讲解半导体的导电特性、PN结的形成等知识）
1、二极管的作用
二极管在电路中经常作为整流、检波、开关、稳压、保护等使用。
2、二极管的分类
按材料，分为硅管、锗管。
按结构和制作工艺，分为点接触型、面接触型、平面型。
按用途，分为整流、检波、开关、稳压等。
3、二极管的命名——了解内容
命名方法，见《电子技能与实训》P90。
4、二极管的符号及外形
见《电子技能与实训》P92，或《基本操作技能》P103。
5、二极管的主要参数
（1）最大正向整流电流IFM
正常工作条件下，二极管长期允许通过的最大正向电流。
（2）最大反向工作电压URM
指二极管正常工作时所能承受的最大反向电压。
其值是反向击穿电压UBR的一半。
（3）反向电流IR
二极管接规定的反向电压时，通过二极管的反向电流。
（4）最高工作频率
指二极管能保持良好工作的最高频率。
6、二极管的测量
（1）普通二极管的测量及质量判定
正负极的判定
万用表选择R×100或R×1k档，红黑表笔分别接二极管两只引脚，根据表针的变化，若偏转很大，则黑表笔所接引脚为正极，若偏转很小或没有偏转，则红表笔所接引脚为正极。
学生如果不了解，就要讲解万用表内部电路的基本结构与上述结论的联系。
正、反向电阻的测量
万用表选择R×100或R×1k档，黑表笔接二极管正极，红表笔接二极管负极，此时表盘读数乘以档位的得数为正向电阻；黑表笔接二极管负极，红表笔接二极管正极，此时表盘读数乘以档位的得数为反向电阻。
材料的判定
方法一：
万用表选择R×1k档，黑表笔接二极管正极，红表笔接二极管负极，若测得的电阻在3kΩ～8kΩ，则为硅管，若为1kΩ左右，为锗管。
方法二：
万用表选择R×100档，黑表笔接二极管正极，红表笔接二极管负极，观察万用表表盘上LV档的刻度读数，若大于或等于0.5，则为硅管，若小于0.5，则为锗管。
注：
LV档是使用万用表R×100档时，所测量元器件两端的电压值。
LI档是使用万用表R×100档时，所测量元器件两端的电流值。
质量判定
可用：
R正为一定数值，R反接近于“∞”。
击穿：
R反为“0”。
熔断：
R正为“∞”。
漏电：
R反电阻值减小。
（2）稳压二极管的测量
若万用表使用R×1k档测量稳压二极管时，测量方法同普通二极管。
由于表内电池电压（1.5V）不足以使稳压二极管进入反向击穿区，所以其正、反向阻值应和普通二极管一样。
若万用表使用R×10k档，可以测量稳压二极管稳压值，公式为：
其中：
n——万用表所用档位的倍率数；
R0——万用表中心电阻值；
E0——万用表所用档位的电池电压；
Rx——实测反向电阻值；
利用上述公式，可以大致测量出稳压二极管的稳压值。
如果测量得到的阻值非常大，接近于“∞”，则说明不能使用万用表测量稳压二极管的稳压值。
7、二极管的测量训练
准备不同的多个二极管，让学生练习二极管的测量方法训练，并根据测量结果，判定二极管的质量，填写下表。
二极管
正向电阻
反向电阻
材料
档位
质量
D1
……
Dn
七、半导体三极管
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