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如何调试数字式万用表

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:具体调试内容还应视数字式万用表的型号而定。说明:第4)、6)、8)、9)、10)项属于特殊量程,视数字式万用表型号而定。2)输入100.0 mV的标准信号,调节基准电压调整电位器,使被校表的显示值在规定范围之内。

如何调试数字式万用表

1.调试数字式万用表遵循哪些原则

调试数字式万用表时必须按照规定程序进行。概括讲,应遵循“五先五后”原则。

1)先调零点,后调功能。即首先做零点调整,然后转入功能调试。

2)先直流,后交流。首先调试直流挡,再调交流挡。

3)先电压,后电流。先调试电压挡,再检查电流挡。

4)先低挡,后高挡。一般从最低量程200mVDC挡开始调试(该挡为直流的基准挡),然后逐渐升高量程。交流则以2V挡作为基准挡,因此应先调整2V挡,再依次调整20V、200V、700V(或750V)挡。

5)先基本挡,后附加挡。二极管挡,hFE挡、蜂鸣器挡均属于附加挡,它们是在基本挡的基础上扩展而成的。一般讲,只要调好基本挡,附加挡的调试工作就很容易完成。

2.数字式万用表的调试项目有哪些

手持数字式万用表的调试项目主要有以下21项。

1)零点调整;

2)DCV挡的调试;

3)ACV挡的调试;

4)DCA挡的调试;

5)ACA挡的调试;

6)Ω挡的调试;

7)200MΩ高阻挡的调试;

8)电容挡的调试;

9)频率挡的调试;

10)温度挡的调试;

11)电导挡的调试;

12)逻辑电平调试挡的调试;

13)信号发生器挡的调试;

14)二极管及蜂鸣器挡的调试;

15)hFE挡的调试;

16)电池低电压指示电路的调试;

17)测量整机功耗;

18)检查数字式万用表的线性度;

19)检查读数保持功能;

20)检查相对值测量功能;

21)检测自动关机功能。

具体调试内容还应视数字式万用表的型号而定。例如,DT810型设置了信号发生器挡。VC9801A+、DT9802、DT890C+、DT930F+、DT1000型都设计了电容挡,许多数字式万用表还有频率挡。VC9805A+、VC9808A+、EDM82B、83B型增加了电感挡。DT830C、DM6018、VC9805A+、VC9808A+设置了温度挡。DT930F+、DT940C、DT9802、GY5605都具有电导挡,DT890C+、DT890D、VC9801A+、VC9802A+、VC9804A+、VC9805A+、VC9808A+型均增加了200MΩ高阻挡。DT970、DT9802型具有逻辑电平测试功能。VC980型具有相对值测量功能。VC90~VC93型还带语音报数功能。

3.如何进行零点调整

1)当输入端开路时,在直流200mV挡和2V挡可能有数字出现,这是感应外部电压而造成的,但短路表笔后显示值应为零。200mV挡开路显示应在10个字以下,输入感应信号(例如用手触摸表笔尖)时,数字式万用表应有反应。

2)交流挡在短路时应显示零。

3)直流及交流电流挡,晶体管hFE挡在开路时应显示零。

4)2000pF电容挡开路时显示数字应在10个字之内,其余电容挡均显示零。将CX插座短路时,各电容挡均应显示“1”(仅千位显示1,其余位消隐,下同)。

5)各电阻挡在开路时应显示“1”,将表笔短路时仅200Ω挡可显示3个字以下,这是输入引线(含表笔线)的电阻值。其他各挡开路时均应显示零。

6)200MΩ高阻挡开路时显示“1”,短路后应显示10个字(31/2位数字式万用表),或100个字(41/2位数字式万用表),所对应的电阻值均为1MΩ。

7)蜂鸣器挡开路时显示“1”,短路后能发出正常的响声并显示零。

8)温度挡开路时应显示室温。

9)电导挡开路时应显示零。

10)频率挡开路时应显示零或接近于零。

说明:第4)、6)、8)、9)、10)项属于特殊量程,视数字式万用表型号而定。

4.如何进行直流电压挡(DCV)的调试

1)将被校表拨至200 mV DC量程,按图6-12所示电路接好线。

2)输入100.0 mV(对31/2位数字式万用表而言,下同)的标准信号,调节基准电压调整电位器,使被校表的显示值在规定范围之内。

3)依次输入20.0mV,190.0mV的标准信号,观察被校表显示值应不超出规定范围。

4)输入-100.0mV的标准信号,要求与输入+100.0mV标准信号的显示差值不得超过±1个字。此项误差也称为颠倒误差。

5)依次将量程开关拨至2V、20V、200V、1000V量程,分别输入1.000V、10.00V、100.0V、1000V标准信号,观察显示值应在规定误差之内。

5.如何进行交流电压挡(ACV)的调试

1)将被校表拨至2V量程,按照图6-13所示与交流标准源相连接。

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图6-12 直流电压挡调试电路

2)使交流标准源输出50Hz、1V(RMS)的信号,调节AC/DC转换电路中的校准电位器,使被校表读数在规定范围内;再依次输入0.200V、1.900V的交流信号,显示值均应在规定范围之内。

3)依次将量程开关拨至200mV、20V、200V、700V挡,分别输入100.0mV、10.00V、100.0V、700V交流信号,显示值均应在规定范围内。

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图6-13 交流电压挡调试电路

4)交流标准源的信号频率分别选60Hz、400Hz,重复上述步骤,显示值在规定范围内。

6.如何进行直流电流挡(DCA)的调试

1)将被测表拨至直流200μA挡,按图6-14接好电路。

2)在200μA,2mA,20mA、200mA挡,分别输入100.0μA、1.000mA、10.00mA、100.0 mA的信号电流,显示值均应在规定范围之内。

注意:200mA挡的读数若偏高,等调整好2 A挡后再进行测试。

3)将被校表拨至直流20A挡(或直流10A挡),并且与直流电流源、监测表接好线。由直流电流源输出10A(或5A)的电流,观察并记录被校表的读数,然后关闭电流源。若显示值为上偏差,则在锰铜丝电阻上涂一层锡,通过增加横截面积来减小分流电阻值。若为下偏差时则刮掉一层锡以增大电阻值。

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图6-14 直流电流挡调试电路

重复上述步骤,直至显示值在误差范围之内。注意,每次测量都应当在锰铜丝电阻恢复到正常温度(室温)以后才能进行。然后使电流源输出10A、20A(对于10A挡则为5A、10A)的电流,显示值均应符合规定范围,如果超差,就继续在锰铜比电阻上涂锡或刮锡。

4)2A DC挡的调试方法与20A DC挡基本相同,区别是要用一根裸导线,一端焊在线绕电阻的根部,另一端焊在线绕电阻的合适位置上,即可改变显示值,直到允许范围之内。

7.交流电流挡(ACA)的调试(www.xing528.com)

1)将交流电流源的输出信号频率调至50Hz。

2)在交流200μA挡、2mA挡、20mA挡、200mA挡、2 A挡及20A挡,分别输入100.0μA、1.000mA、10.00mA、100.0mA、1.000A和10.00A(RMS)的交流电流,显示值应在规定范围之内。调整交流2A挡分流电阻的方法,与直流2A挡完全相同。

8.如何进行电阻挡(Ω)的调试

(1)按照图6-15所示将被校表与标准电阻箱连接好。

(2)将被校表依次拨至200Ω、2kΩ、20kΩ、200kΩ、2MΩ、20MΩ挡,分别测量100.0Ω、1.000kΩ、10.00kΩ、100.0kΩ、1.000MΩ、10.00MΩ的标准电阻,显示值应在规定范围之内。

9.如何进行200MΩ高阻挡的调试

1)将被校表的量程转换开关拨至200MΩ挡,测量100MΩ的标准电阻,数字式万用表读数应符合要求。假如没有100MΩ标准电阻,也可用ZX73型标准高阻箱代替。

2)对于显示位数及型号不同的数字式万用表,所规定的误差范围也不相同。例如,DT890C+型31/2位数字式万用表的200MΩ挡,显示值应在94.0~106.0范围内。DT1000型41/2位数字式万用表的200MΩ挡,显示值需在95.90~105.10范围之内。

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图6-15 电阻挡调试电路

10.如何进行电容挡的调试

1)将被校表拨至200nF电容挡,把100.0nF(即0.100pF)的标准电容插入CX插座上,调节相应的电位器使显示值在规定范围之内。

2)用2000pF、20nF、2μF、20μF挡分别测量100pF、10.00nF(即0.010μF)、1.00μF、10.00μF的标准电容,显示值应在规定范围内。

11.如何进行频率挡的调试

1)将被校表拨至20kHz挡,输入19kHz、50mV(RMS)的标准频率信号。调整相应的电位器,使显示值在规定范围之内。

2)依次输入10kHz、1kHz、100Hz、10Hz的标准频率信号,显示值均应符合要求。

12.如何进行温度挡的调试

温度挡调试所需设备:

1)保温桶1个,用以盛放冰水混合物。

2)0~40℃、-10~+10℃的0.2级标准水银温度计各1支,分别用来测量室温和冰点温度。

3)电热杯1个,用于产生沸水。

4)K型热电偶测温探头1支。

5)0.05级直流标准毫伏信号源1台。

调试步骤如下:

1)将测温探头与被校表在同一环境温度(室温)下放置20min以上。

2)把被校表拨至温度挡(T或TEMP),将测温探头置于冰水混合物中,与插入其中的水银温度计的水银泡处于同一高度,且两者尽量靠近,探头的冷端则插入被校表的K型热电偶插座上(注意插座的正、负极性)。

3)调节相应的电位器。使被校表的显示值为000~001℃。调好零点后将此电位器用胶封固。

4)把探头的热端插入沸水(100℃)中,调节另一只电位器来改变基准电压值,使被校表显示99~100℃。

5)从被校表上拔掉测温探头,数字式万用表应显示所处环境的温度TA,误差应在规定范围之内。

需要说明两点:一是此步骤仅适合于具有内置半导体(PN结)温度传感器的数字式万用表;二是环境温度应以置于该环境下20min的水银温度计的读数TA为准。

6)将毫伏信号源的输出接被校表的K型热电偶插座中(注意正、负极性)。依次输出12.21mV、29.13mV和41.27mV的信号,分别校准300℃、700℃和1000℃时的显示值。若被校表出现超差,应微调所对应的电位器,直至显示值符合要求。

注意事项:在海拔较高的地区,水的沸点低于100℃,误差范围需作相应修正。换言之,只要数字式万用表显示值与标准水银温度计指示出的沸点相符(允许相差±1℃),即认为合格。此外,对没有冷端温度补偿的温度挡而言,在300℃、700℃、1000℃时的显示值均应再加上TA值,才为实际测量值。

13.如何进行电导挡(nS)的调试

1)将被校表拨到nS挡,然后测量100MΩ的标准电阻。

2)调节相应的电位器使显示值符合要求。

以上是对200nS(或100nS)电导挡而言,若数字式万用表还设置2μS挡,则标准电阻应换成10MΩ。

14.如何进行逻辑测试挡的调试

1)将被校表拨至逻辑测试挡(10GIC)。将可调式直流稳压电源的输出端分别接至被校表的V·Ω插孔与COM插孔之间。

2)调节稳压电源的输出电压Uo,当Uo低于规定的阈值电压时,被校表应显示“▼”符号,同时蜂鸣器发声;当Uo高于阈值电压时应显示“▲”符号,此时蜂鸣器不发声。对于DT970型数字式万用表而言,规定的阈值电压为1.9V。

15.如何进行信号发生器挡的调试

DT810型数字式万用表专门设置了50Hz方波信号发生器挡,调试该挡时需用一台示波器,观察能否输出近似为50Hz、3V(峰—峰值)的方波电压。因该挡为附加挡,故对输出方波频率及电压的幅度不作严格要求,允许有一定偏差。

16.如何进行二极管及蜂鸣器挡的调试

1)被校表拨至二极管挡,如图6⁃16所示,将二极管的正极接V·Ω插孔,负极接COM插孔,显示值应为二极管的正向压降。若将二极管的极性接反子,则数字式万用表溢出,应显示“1”。

2)按照图6-15接上标准电阻箱,将被校表置于蜂鸣挡。当被测电阻低于数字式万用表规定值(例如20Ω、30Ω或70Ω,一般允许±10Ω)时,蜂鸣器应能发声。

17.如何进行hFE挡的调试

1)将被校表拨至hFE挡。

2)准备NPN型、PNP型晶体管各一只。

3)依次把两只晶体管插入相应插孔中,数字式万用表应显示被测管的hFE值。

18.如何进行电池电压指示的调试

1)当被测表的电池电压E<7V时,应显示低电压指示符。

2)当E>7.5V时,不应出现低电压指示符。

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图6-16 被校表拨至二极管挡

假如低电压指示的阈值电压偏差较大,可适当调整有关电阻或更换所对应的晶体管。

19.如何进行测量整机功耗

按照图6-17接好电路,测量整机工作电流不得超过规定值(通常为几毫安)。该数值乘以电池电压(一般为9V左右,应以实测值为准),就是整机功耗。31/2位、41/2位手持数字式万用表的典型功耗约为40mW,少数仪表可达70mW。笔式数字式万用表的典型功耗约为20mW。

20.如何检查数字式万用表的线性度

将量程开关拨至200mV直流挡,利用直流电压源依次产生下述标准电压:0.1mV、0.2mV、…、1mV、2mV、…、10mV、10mV、20mV、…、100mV、199.9mV,分别作为输入电压,检查该挡的线性度。

200mV为基本量程,该挡调试好后一般不再检查其余直流电压挡。

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图6-17 测量整机工作电流

21.如何检查读数保持功能

新型数字式万用表大多具有读数保持(或数据保持)功能。按下HOLD键,所显示的读数应能保持下来,直到释放此键才能刷新显示值。

22.如何检查相对值测量功能

某些数字式万用表能够测量电压、电流或电阻的相对值。按下RE1△键即将本次显示值存储下来,再从以后的每次测量值中自动扣除掉。

23.如何检测自动关机功能

设置此项功能的数字式万用表在开机后,一旦停止操作的时间超过某一设定值(通常为15min左右),数字式万用表即自动关机,进入备用模式。利用秒表可测出这段时间。

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