看似“不起眼的”的工具“万用表”

rainysky

           看似“不起眼的”的工具“万用表”
    电气工程中一个普遍的困难是，我们每天与之打交道的电子是抓不到、摸不着也感觉不到的东西。实际上有一个量，就是电压是你肯定可以感觉得到的！我们是基于这些量对物体的影响来推断其存在的。你看不到电流在灯泡中流动，但你看到了流经灯泡的电流产生的热和光。因此，在电子电气工程中，能够对各种电气属性进行测量的工具具有不可估量的价值。
   万用表，这可是你在电气工程中摸爬滚打时用得最多的工具。如今最常见的类型是DMM（数字万用表）。
   使用万用表的第一条经验法则就是，要清楚自己在找什么（这条法则通常也适用于你所使用的其他工具）。例如，如果你想读取一个AC信号，那么千万不要把万用表设置在DC档。这看似简单，但我相信设置不好工具是很多工程师常犯的错误。从这条法则出发，你还可以推演出一些解决其他误读问题的法则。因此我有了第二条法则和一个例子。
   第二条法则：不要相信隐含的自动设置。例子：我们曾经想测一个电机的电压，该电压是一个PWM信号，峰值是140V。我们试图用Fluke87万用表来读取电机上的平均电压，但读数不合理（注意法则一的应用）。我们发现，当该万用表处于自动范围模式的时候，万用表的“脑袋”被PWM输入给搞糊涂了。在手动设置其到正确的位置之后，我们得到了精确、稳定的结果。
    采用万用表测得最多的两个信号是电压和电流。
    在设置万用表读取电压时，请注意应将探针与要测试的信号并联。
    在读取电流时，万用表必须串联在电路中。记住电流是一种流动的量。
    几乎所有的万用表测量电压时和测量电流时使用的是不同的面板插孔。因为在测量电流时，信号要被引入到内部的一个并联电阻，然后测出上面的电压，并按比例表示成电流。
    在万用表中通常有一个熔丝以防止并联电阻过载。在有些万用表中，不同的电流范围采用不同的并联电阻。
    无论是在电流模式还是在电压模式，所用的万用表都会对其所接入的电路产生影响。此时你应该问的问题是：“这个影响有多大？”典型的数字万用表的电压测量回路有1-10M欧姆的输入阻抗。当你将其接到电路上时，你可以认为这是在被测电路的相应位置接了一个电阻。
   
    【戴维南定理：戴维南定理（又译为戴维宁定理）又称等效电压源定律，是由法国科学家L•C•戴维南于1883年提出的一个电学定理。由于早在1853年，亥姆霍兹也提出过本定理，所以又称亥姆霍兹-戴维南定理。其内容是：一个含有独立电压源、独立电流源及电阻的线性网络的两端，就其外部型态而言，在电性上可以用一个独立电压源V和一个松弛二端网络的串联电阻组合来等效。在单频交流系统中，此定理不仅只适用于电阻，也适用于广义的阻抗。
  注意事项
（1）戴维南定理只对外电路等效，对内电路不等效。也就是说，不可应用该定理求出等效电源电动势和内阻之后，又返回来求原电路（即有源二端网络内部电路）的电流和功率。
（2）应用戴维南定理进行分析和计算时，如果待求支路后的有源二端网络仍为复杂电路，可再次运用戴维南定理，直至成为简单电路。
（2）戴维南定理只适用于线性的有源二端网络。如果有源二端网络中含有非线性元件时，则不能应用戴维南定理求解。】

    欢迎大家积极互动交流，互相促进，学以致用，谢谢！ 【本文系自己参考相关书籍后手打上传】

yyh3232

学习了，谢谢分享

深山老怪

还好，能看懂一些，就缺少个Fluke87实践一下了，楼主借我个。

rainysky

yyh3232 发表于 2017-8-22 19:19
学习了，谢谢分享

   互相学习，共同提高，学以致用！还请不吝赐教，谢谢！

rainysky

深山老怪 发表于 2017-8-22 20:27
还好，能看懂一些，就缺少个Fluke87实践一下了，楼主借我个。

   选购数字万用表：100元以下用胜利；200到500元用优利德；500元以上用Fluke。
   大虾哪里人？有机会探讨交流一下仪表工具使用心得，相互促进一下！ 谢谢，Fluke87表来了……
   Fluke 80 系列 V 数字多用表厂家介绍及参数

能使生产力最大化的新功能能够精确测量调速马达驱动和其它电噪声设备的电压和频率（87V）
内置温度计，无需其它设备，就可以方便地读取温度值(87V)
可选磁性悬挂套件，方便设置和观察，解放双手从事其它工作
高亮度的大数字显示屏具有两级背光，使得80 V系列多用表比其它型号更容易读取测量结果

功能 83V 87V
精确测量非线性信号的真有效值交流电压和电流   •
可选的滤波器，用于精确测量马达驱动的电压和频率   •
0.05 % 的直流精度   •
6000 字, 3-3/4 位 • •
4-1/2 位的精确测量模式 (20,000 字)   •
测量高达1000 V 交流和直流信号 • •
连续测量30秒的10 A、20 A电流 • •
内置温度计，无需携带更多工具 (包括了TC探头)   •
高达200 kHz的频率测量，以及百分比表示的占空比 • •
阻抗、通断和二极管测试 • •
10,000 μF 的电容测量量程，用于器件和马达电容的测量 • •
最小/最大值－平均值记录，具有最小/最大值报警功能，可自动捕获信号变化 • •
尖峰捕获功能，可以记录快达250 μs的瞬态信号 • •
相对模式，在进行低的阻抗测量时可以消除测试导线的干扰 • •
自动和手动量程，具有最大的灵活性 • •
接触保持功能，捕获稳定读数，消除了噪声信号 • •
大的显示数字和两级白色背光，增强了可读性 • •
用于快速变化或不稳定信号显示的模拟指针 • •
输入报警功能，在使用错误的输入插头时发出声音报警 • •
改进的可选休眠模式，延长电池寿命 • •
无需破坏校准铅封，即可快速的更换电池 • •
具有可拆除皮套的"经典" 设计，皮套内可以存放测试导线和探头 • •
终生质保 • •

电气安全性
所有输入的保护级别为Category III, 1000 V 和Category IV 600 V。可以承受8,000 V 以上的脉冲，大大降低了浪涌和击穿的危险。

技术指标
直流电压 最大电压： 1000V
准确度： Fluke 83 V: ±(0.1%+1)
Fluke 87 V: ±(0.05%+1)
最大分辨率： Fluke 83 V: 100 μV
Fluke 87 V: 10 μV

交流电压 最大电压： 1000V
准确度： Fluke 83 V: ±(0.5%+2)
Fluke 87 V: ±(0.7%+2) 真有效值
交流带宽 Fluke 83 V: 5kHz
Fluke 87 V: 20kHz*
*使用低通滤波器；3db @ 1kHz
最大分辨率： 0.1 mV

直流电流  (20 A ，30 秒，最大)
最大电流： 10A
电流准确度： Fluke 83 V: ±(0.4%+2)
Fluke 87 V: ±(0.2%+2)
最大分辨率： Fluke 83 V: 0.01 mA
Fluke 87 V: 0.01 μA

交流电流  (20 A ，30 秒，最大)
最大电流： 10A
电流准确度： Fluke 83 V: ±(1.2%+2)
Fluke 87 V: ±(1.0%+2) 真有效值
最大分辨率： 0.1 μA

电阻 最大电阻： 50 MΩ
准确度： Fluke 83 V: ±(0.4%+1)
Fluke 87 V: ±(0.2%+1)
最大分辨率： 0.1Ω

电容 最大电容 9,999 μF
准确度 ±(1%+2)
最大分辨率 0.01 nF

频率 最大频率 200 kHz
准确度 ±(0.005%+1)
最大分辨率 0.01 Hz

占空比 最大占空比  
准确度 ±(0.2% /khz +0.1%)
最大分辨率  

温度测量 Fluke 83 V, 87 V/E: -200.0°C - 1090°C
-328.0°F - 1994.0°F
不包括探头

80 BK 温度探头  -40.0°C - 260°C
-40.0°F - 500°F, 2.2°C 或 2%，取较大值

电导率 最大电导率 60.00 nS
准确度 ±(1.0%+10)
最大分辨率 0.01 nS

二极管  量程 3 V
分辨率 1 mV
准确度： ± (2 % + 1)

占空比量程 准确度： ± (0.2% /kHz + 0.1 %)之内



环境特性
操作温度  -20°C 至 +55°C

存放温度  -40°C 至 +60°C

湿度（非凝结）  0% - 90% (0°C - 35°C)
0% - 70% (35°C - 55°C)

操作海拔高度  2000 m



安全特性
过压保护类别  EN 61010-1，1000 V CAT III, 600V CAT IV

认证  UL、CSA、TüV 和 VDE 认证



机械和通用技术指标
尺寸  201 x 98 x 52 mm (含防护套)

重量  355 g

包括防护套和可折出支架  624 g

显示 数字： 6000 字，每秒刷新 4次
( 87型在高分辨率模式下为 19,999 字)
模拟指针 32 段，每秒刷新 40次
频率： 19,999 字，,在> 10 Hz时每秒刷新 3次

保修  终身质保

电池寿命 碱性电池： ~400 小时，典型值，无背光

撞击  1 米跌落试验，遵循 IEC 61010-1:2001

振动  满足 MIL-PRF-28800 对Class 2 设备的要求

深山老怪

楼主啊，啥也别说了，低端表不经用，很易接触不良，高端表买不起，自从老胜利9808让我不慎测量带电电容烧掉后，看见新国产胜利表的大电容测量我就头大，再也提不起买胜利表的兴趣，求推荐个容抗法测量电容的表，100左右就成。。。。

rainysky

深山老怪 发表于 2017-8-22 21:35
楼主啊，啥也别说了，低端表不经用，很易接触不良，高端表买不起，自从老胜利9808让我不慎测量带电电容烧掉 ...

   这个“鱼与熊掌不可兼得”，看来坛友有机会得多去二手表市场逛逛才行！祝你好运，我也帮你留意一下！

acc24680

学习了  谢谢老兄 费时间打这么多字

ww5063128

介绍的很好，可不明白电阻、电容、电感、二极管、三极管中哪些是非线性原件啊？

rainysky

ww5063128 发表于 2017-8-23 16:47
介绍的很好，可不明白电阻、电容、电感、二极管、三极管中哪些是非线性原件啊？

   半导体元件都是非线性元件，但是注意除了电阻以外，电容特别是极化电容类似二极管；同样的电感线圈的金属线之间会存在一定的电容效应，但实际上很小，平时可以忽略。如果你要制作兆赫兹级的电路，这时的电容效应会变得很重要。再高深的回复还请大师看有关设计者写的相关书籍为宜！谢谢，很好的交流探讨，还请多多指教！