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看似“不起眼的”的工具“万用表”: AZ111CH.pdf

 

看似“不起眼的”的工具“万用表”
本帖最后由 rainysky 于 2017-8-22 18:55 编辑

           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】
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
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!
acc24680 发表于 2017-8-23 16:41
学习了  谢谢老兄 费时间打这么多字

    发这个帖子看似简单,其实很深奥!论坛的很多高手都未加入,有一些小小的失望!
     转帖隔壁的高手的回帖,也许能吸引他们的目光!【以下内容如无作者许可请勿随意转帖,我也不会回答你!你懂的。】
     万用表是电工与从事电气维修着的基本工具,但要用好那只能说见仁见智了。最基本的知识要明白,首先你要测量的什么量?你的表能不能适应这样的测量?还有测量时可能产生的误差的估计,这些都是首先要做到心中有数的。还有就是在掌握了基本知识后的应用方面也很重要,比如我在6月份要挑选一些漏电小的电容时遇到难题,手里没有高内阻电压表,于是凑了个1220MΩ的分压电阻与4位半表组合,也照样干活。在实验中有不少新发现,比如1979年产的CA30型钽电解电容10微法50伏的,充满电后放置两个月,竟然还有8.5伏的电压,铝电解除了国外几个名牌外,国内的一塌糊涂。这些检测要是自己不改造万用表的话是很难实现的。
    当电容的漏电流低到微安级以下时,用测电流的方法就不好用了,因为普通爱好者不容易得到微安以下的电流表。用数字表拓展是可以测到20PA的直流电流,但此时的外界干扰很大,数字乱跳无实用价值。于是采用间接方法,利用电容器本身的漏电阻,先把电容充电,放置一段时间后,用内阻极高的电压表测出剩余电压,再用电容放电的时间常数公式求出R就行了。直到了电容的工作电压再知道了等效漏电电阻(当然这个阻值不是很稳定,电容的工作电压越接近标称电压,电阻越小。),就知道漏电电流了。用在这种方法在挑选555单稳电路用的定时电容时很好用,漏电大的根本不能用。
     我用DT9804位半万用表的DC200mV档改的,设计的是满度200V高阻表,但计算分压电阻要用到9990MΩ,这在现实中做不到,因为就算有了电阻器也没有适当的绝缘材料把它盛放,一般的材料在正常环境里本身的漏电也很可观了。于是就降低阻值,数字表输入端多余的电流再用个电位器来调节分流。分压电阻用聚四氟乙烯的套管绝缘后放在塑料药瓶里,外面用铝不干胶屏蔽。所有引线用75Ω的特氟龙电缆,全程屏蔽。万用表放在马口铁月饼盒里,COM端接地。正极表笔是特制的,用老铁壳电容的绝缘子焊上一根不锈钢管,航空插头的针芯当触针。这一切都是为了消除外界干扰而为。使用中发现温度对精度有影响,于是附加了一个AD584的10V土基准,用时可以随时校准。
     可惜我这电脑目前还没有图片压缩软件,上不了图了。我就说说吧,以常用的4位半7135AD转换器的数字表DT930为例,它的直流输入电阻是10M,最小量程是0.2V,那么在这档的满度输入电流就是:I=0.2V/10M=0.02微安。我找几个高阻电阻串联成1220兆欧的电阻作为分压电阻接在正极线上,设计成200V
满量程的电压表(这是考虑小数点),在200V时流过电阻的电流是:I=200V/1220M=0.164微安,可以看出电流超出了量程,这就要在数字表的COM与+极之间并联一个分流电阻,此电阻的阻值:R=0.2V/(0.164-0.02)=1.388...MΩ,找一个2M的微调电阻接上,给新改的这块表输入10V基准,调整那个2M的微调电阻使数字表显示10V就完成了。前面的就是理论根据,剩下的就是要找到高绝缘的线材与屏蔽等工艺问题了。
谢工 发表于 2017-8-23 20:37
背书啊,有种又回到学校的感觉。

   刚刚回帖,想必谢工还未仔细看完这其中的精髓!还真是“仁者见仁智者见智”,搞科研设计的人作风都很严谨,注重细节,来不得半点马虎!也许这就是搞设计工程师与搞维修人员的区别所在!我不是贬低自己,但是实事求是的说,这种人给我的帮助很大,经常有种醍醐灌顶,受益匪浅的感觉!谢谢 谢工指正!
谢工 发表于 2017-8-24 13:05
这年头说实话没人信

   我在学习中受到的忠告是“积累你自己的电路图,并充分了解它们”。从里到外充分地掌握几个电路,要比肤浅地知道成千上万的电路更有用处。谢工大才,我发帖所说的都是基础定理和简单原理,即使回头重新拣一下也很容易,谢谢!
个性维修 发表于 2017-8-24 13:14
我用着一块时灵时不灵的垃圾胜利,测什么都不准。

   胜利的低端表在国内做得还算不错,就是使用频繁需要经常打理才行。大师都有示波器了,数字表要不直接87V,或者在二手市场淘一个类似的频响100k以上的国外表也不错!还请大师多多指教!谢谢!
深山老怪 发表于 2017-8-25 20:01
回复有点迟,昨天早买下了,明天到货。。

   其实61E也不错,只是频响稍低了一些(维修PLC工控设备、变频器等稍有不足);另外UT61E的电阻档检测电阻值很精确,71A这方面反而相对不足。为了很好的回复坛友,我也查找了很多相关的论述和专业的评述,价位上两者相差接近一倍。还是我发帖说得那句话“关键看你在找什么,是否需要和值得”,了解和熟悉手中的万用表,做到物尽其才、物尽其用!
rainysky 发表于 2017-8-26 07:53
其实61E也不错,只是频响稍低了一些(维修PLC工控设备、变频器等稍有不足);另外UT61E的电阻档检测电 ...

嗯,61E到货试用完全能满足我的要求了,功能都比较实用,就是一下换成自动表不是很适应,电容测量不是充电法的,在路测量大部分能测量出来,其实我们搞维修的不需要很精确,重点是实用,再怕买到充电法的万用表了,我都新的有2个丢着。
langzi163 发表于 2017-8-27 21:34
我们就是给福禄克做各种高低端表的,还有其他的仪器,人家的设计当然好了,从PCB到PCBA都是不惜成本的,但 ...

   达者为师,还希望坛友在能力所能及范围内,发表一些有关数字万用表校准的实用知识,惠及广大坛友!
   家维从业者使用的万用表有好有坏,性能有高有低。现在购买数字万用表的维修人员居多,其中的维护保养方面更是亟待解决的问题!经常看到很多大师说“家维人不修万用表”,也就是说不是专业的仪表工具从业者,简单的维护及校准仪表就是个很头痛的问题(仪表故障维修后精度偏离问题严重,经常导致在实际维修中误判误事等等事情的发生);谢谢坛友的支持!
rainysky 发表于 2017-8-24 17:55
我在学习中受到的忠告是“积累你自己的电路图,并充分了解它们”。从里到外充分地掌握几个电路,要比 ...

   谢谢楼主,“积累你自己的电路图,并充分了解它们”这句话言之有理。
对自己了解的电路维修起来确实得心应手,不了解又没有原理图的真真是不好弄
本帖最后由 wangji 于 2017-9-20 23:29 编辑

     可以任何仪器接入都会影响电路,影响多大根据电路而定。之前遇到过串万用表测试电流,当被测试电流在19MA 左右,用20mA,挡位和200mA 档位,测出数值相差比较大。现在看来用间接法串入精密小阻值电阻,用毫伏档测量电阻两端电压除电阻,得出电流。万用表测试电压还是比较准的,这种方法可以减少万用表笔接触电阻及线长的影响。示波器X1,X10 测出的数值也是不同的。
     那个牌子万用表好,用的比较少不敢妄言。指针表没用过,只用过数字表。
     具体戴维南定理  31楼,38楼  我有具体应用。
     https://www.jdwx.info/forum.php? ... B6%D0%C7&page=4
     https://www.jdwx.info/forum.php? ... hlight=%C0%B6%D0%C7
    把这两个帖子完全看完,肯定学会戴维南定理,柯西荷夫定律。
    https://www.jdwx.info/thread-535086-1-1.html 间接测量方法。
RANDY 发表于 2017-9-20 22:44
可以任何仪器接入都会影响电路,影响多大根据电路而定。之前遇到过串万用表测试电流,当被测试电流在1 ...

  谢谢大师的指导交流,满满的正能量!受教了,看来大师乃高人也!果然是“闻道有先后、术业有专攻”,向您学习,还请多多指教,先谢谢了!
本帖最后由 RANDY 于 2017-9-21 00:09 编辑
rainysky 发表于 2017-9-20 23:33
谢谢大师的指导交流,满满的正能量!受教了,看来大师乃高人也!果然是“闻道有先后、术业有 ...

    这个号很少用,吹牛扯淡的时候偶尔用这个号发个帖子。都是老熟人了,那个宋老道不知躲到那个旮旯里念经去了或是兼职看风水去了,好久没来吹牛了。
RANDY 发表于 2017-9-20 23:39
这个号很少用,吹牛扯淡的时候偶尔用这个号发个帖子。都是老熟人了,那个宋老道不知躲到那个旮旯里念 ...

   确实,也不知道他现在过得如何?很憧憬你们 (2013年)几年前在一起“华山论剑”的好日子,现在真的是一去不复返了吗?有时候常想 自己现在这样努力学习有关电子电路的各种“养分”,不知以后还能不能用上……好好把握今朝吧! “昨天是一张废弃了的支票,明天是一笔尚未到期的存款,只有今天是你可以支配的现金。”与大师共勉!
本帖最后由 RANDY 于 2017-9-21 18:42 编辑
rainysky 发表于 2017-9-21 17:50
确实,也不知道他现在过得如何?很憧憬你们 (2013年)几年前在一起“华山论剑”的好日子,现在真的是一 ...


    有时候感觉这东西挺有意思,只要会欧姆定律,电压电流定律,加以灵活运用就可以入门了,假以时日达到庖丁解牛的境地。
      往往基础的东西,是最关键的东西。
本帖最后由 rainysky 于 2017-9-21 19:12 编辑
RANDY 发表于 2017-9-21 18:38
有时候感觉这东西挺有意思,只要会欧姆定律,电压电流定律,加以灵活运用就可以入门了,假以时日达 ...


   今天上班真的好累啊!一并回复大师一下,大师记着我可也是一位有着30多年维修经验的老手,理论知识也是在不断进步中……

    线性电源:记得欧姆定律是这样说的,通过一个阻抗的电流增加,阻抗上的压降也就增加。这就意味着随着负载的增加,输出的电压将下降。 由于电路中整流器的存在,当负载增加时,它将导致输出电压中的纹波也增加。
    因此,输出电压有两个重要的影响因素:一个是输入到电路中的电压;另一个则是输出电流,它会增加电压降并引起电压纹波。
    对于线性电源调压器,我们需要了解的知识很多。
    首先,它们的输入电压有个最小值。如果因为前面提到的某种原因,输入电压降低到了这个最小额度电压之下,那么输出就无法得到有效的调节。其结果将是一个有纹波的电源。如果纹波不大,你也许不会觉察到影响,但在某个高增益电路中发现了AC噪音,那么应该……
   

    我喜欢在论坛这样的论道!大师看看如何?!还行吗?
本帖最后由 wangji 于 2017-9-21 19:48 编辑
rainysky 发表于 2017-9-21 19:07
今天上班真的好累啊!一并回复大师一下,大师记着我可也是一位有着30多年维修经验的老手,理论知识 ...


   您的年岁比我大,不介意称为老哥吧!
   https://www.jdwx.info/thread-684316-1-1.html  有简单介绍串联稳压的模型电路。
   个人认为:在输入电压正常范围内,不会出现较大的纹波。电源还有重要参数波纹抑制比,线性调整率,最小输入电压,电压差,只要当了解这些后才能合理利用。只不过大家不关心它们而已,很多是别人设计好的,坏了按输出电压相同替换而已。


wangji 发表于 2017-9-21 19:31
您的年岁比我大,不介意称为老哥吧!
   https://www.jdwx.info/thread-684316-1-1.html  有简单介 ...

   闻道有先后,术业有专攻。达者为师!wang版客气了!
   一般来讲,线性调压器在内部有一个电压基准电路,比如一个稳压管。其中的电流较小,且不会受到负载的干扰。调压器利用这个电压基准以及一个负反馈来控制内部的一个晶体管或其它器件,以维持输出电压的恒定。补充一下,我们现在讨论的是输出阻抗的影响!
    另一个常被忽视的重要参数是调压器的额定功率。即使上散热器,调压器也仅能处理有限的功率。调压器耗散的功率等于电流乘以调压器上的电压降。线性调压器可用于任何DC-DC的地方,既简单又可靠!
    如果你需要更高的功率或更小的发热,可考虑开关电源!
深山老怪 发表于 2017-8-23 23:59
看了淘宝,准备出血买个UT61E,不知道电容测量方式怎样,给点参考。

UT61E优点不少,但有一个最大的短板:


      测试电脑主板的电压尤其是PWM的直流电压时,几乎测不出,与安杰伦1232一样!

如果你在维修中很少或者从不遭遇此类参数的测量,那就没什么问题,如果经常要用,那就果断舍弃此表。

我看到这个帖子晚了,不知你是否下单。
rainysky 发表于 2017-10-9 23:35
看来你对UT61E还是情有独钟的,用起来顺手并知道相关的优势与弱点 的确不错,恭喜!

确实不错,虽然是个自动表反映速度很快,特别是模拟条反映更是好,如上所说的测量点可以明显看出来长短不停变化,表头上虽然没多少变化,根据此点就应该清楚这是什么状态下的情况。
本帖最后由 满江红 于 2020-6-27 16:08 编辑
深山老怪 发表于 2017-10-13 18:50
确实不错,虽然是个自动表反映速度很快,特别是模拟条反映更是好,如上所说的测量点可以明显看出来长短不 ...


故地重游


在所有的中低档数字万用表当中 韩国兴仓Protek 223的模拟条是最凶悍的。
20世纪90年代该表450元

自动档速度特快,模拟条现在没有比它快的,与223模拟比其它表的模拟条都只能算假的,223测AC220V时,模拟条会在峰值到谷值之间来回变化。

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