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    MF30萬用表使用

     關福 2014-12-16

    下面介紹一些在膽機制作中使用萬用表的注意事項,像防潮、放震動、防強磁場等一般常識就不講了。萬用表是膽機制作中最常用的測量儀器,有指針式與數字式之分,兩者各有優缺點,可以互補。
    一、先介紹指針式的:

    以比較常見的MF-30為例,MF-30是一款袖珍型萬用表,因為其靈敏度高,測量檔位多,相當于大型表500、T108,因此一問世便備受專業人員和業余無線電愛好者的歡迎(1974年買了一塊出口型的,花了我一個月工資,至今完好無損)。其直流電流檔有50μA、500μA、5mA、50mA、500mA;直流電壓1V、5V、25V、100V、500V;交流電壓10V、100V、500V;電阻檔X1、X10、X100、X1K、X10K。搭上相應的附加電路,還可以測試db、電容、電感、三極管等,加上適當的倍率電阻還可以測試較高電壓(本人的萬用表加上自制的附加電路,可以完成上面的全部測試項目,直流電壓檔提高到1KV)足可以滿足膽機制作的要求。


    1、表頭靈敏度  也就是表頭電壓檔內阻,標為Ω/V,其倒數即為最小電流檔,靈敏度高的表其電阻檔在相同電壓下,可測試的電阻也大。靈敏度低的直流電壓檔只有1000Ω/V(最小直流電流檔1mA),交流檔由于采用半波整流,其靈敏度更低。MF-30直流電壓檔達到20KΩ/V(最小直流電流檔50μA),交流電壓檔為5000Ω/V。為了節約材料、簡化電路,MF-30在直流100V和500V檔靈敏度為5000Ω/V,以便與交流檔共用倍率電阻。
        交流電內阻低,對靈敏度要求也低。膽機使用直流電壓高、電阻大,在測量電壓時萬用表旁路作用會直接影響測量結果,因此盡量選用靈敏度高的表。比如電源電壓為直流250V,設Ra與Rb為2個250KΩ的電阻,串聯后加上250V電壓(相當于實際電路中電子管屏極負載電阻與內阻串聯的情況),理論計算Ra和Rb上的電壓應當各為125V,如果我們用MF-30 直流電壓500V檔測試Ra兩端的電壓,此時相當于一個2.5MΩ(500VX5000Ω/V)的電阻并聯在Ra兩端,其等效電阻為227KΩ[(250KX2500K)/(250K+2500K)],Ra上的電壓為119V[227KX250V/(250K+227K)],與理論值相差6V。如果采用表頭靈敏度為1000Ω/V的表直流250V電壓檔測量,其內阻只有250KΩ,與Ra并聯后等效電阻125KΩ,實測電壓只有83V,與真值偏離達34%,已經沒有任何參考價值了。此時如果換為500V檔,其內阻為500KΩ,測得電壓100V,已經有了改進。


    2、交流小電壓檔(如10V檔)由于受整流二極管非線性影響,小電壓時其誤差很大,有的表使用硅二極管整流,1V以下根本不標注刻度,因此測量微小信號時應使用毫伏表。


    3、萬用表的誤差  一般2.5級(誤差2.5%的電流表)的表頭直流誤差為2.5,交流4.0,電阻檔2.5。應當注意的是萬能表的誤差是指滿刻度的誤差,比如10V直流檔其誤差為10X2.5%=0.25V,也就是說在量限之內無論是測出的電壓多大,其誤差都是±0.25V,而不是±2.5%。所以為了提高準確度,應盡量使讀數范圍在表盤右邊滿刻度的1/3范圍內。


    4、測量電阻時應當注意避免兩手同時接觸表筆兩端,防止因為人體絕緣電阻引起測量誤差。在測量電壓時要防止手接觸高壓。


    5、利用歐姆X1檔憑聲音可以判斷輸出變壓器(已在電路中與喇叭連接的情況下)、喇叭、耳機的通斷,給工作帶來便利。但不要測試話筒、唱頭、磁頭等元件。新產品的指針表如MF-47有專門測通斷的蜂鳴器檔,使用范圍更廣。


    6、利用歐姆X1K檔,根據指針擺動程度可以大致判斷電容的好壞,及大容量電解電容的數值。用電阻檔測量電解電容時務必先行放電,有時需要多次放電。應當注意指針式萬用表歐姆檔,黑表筆為電池正端,紅表筆為負端,與數字表正好相反,在測試電解電容和二極管時必須注意。


    7、在測量電流時應當先將萬用表接入電路再開啟電源,在接入萬能表時應先判斷被測電路的極性。由于測量電流比較麻煩,通常根據歐姆定律I=U/R公式可以用測量電壓來代替。如三極管陰極電阻2K,其電壓降為2V,可以得出其屏極電流I=2V/2000Ω=1mA;6P1輸出變壓器初級直流電阻250歐姆,其電壓降為11V,可以計算出靜態屏極電流I=11V/250Ω=44mA。


    8、測量電壓時黑表筆最好換成鱷魚夾,膽機一般以金屬底板為公共端(我在帖子里曾經介紹過,電子管屏極電壓除了教科書和電子管手冊給出的值是屏極到陰極的值,廠家的電路圖和工程上一般都是以公共地為基準測量的)因此用鱷魚夾作為負極端,可以騰出一只手記錄數據,給測量帶來很大的便利。在測試電位器、變壓器等元器件時也是如此。本人的萬用表表筆都另備一套帶鱷魚夾的。


    9、擴展電壓量程的辦法以MF-30為例,其直流電壓為1V、5V、25V、100V、500V。在測量晶體管電路時,5V檔有點上下夠不著,可以把它擴展為10V。辦法是在原5V基礎上串聯1個5VX20K/V=100K誤差1%、1/2W的電阻。在測試膽機時,500V檔顯得不夠用,在其基礎上串聯1 個500VX5000K/V=2.5M、誤差1%、2W的電阻,可以擴展到1000V。有的萬用表如MF-47備有2.5KV的直流電壓插口和專用擴展表筆,使用更為便利。
         電流檔也可以擴展,只要知道電流檔的端口電壓降就可以計算出分流電阻阻值,但是由于受接口、表筆線最大電流的限制,因此不提倡擴大電流檔量程。有的表盡管有5A的量程,一般也提示測量時間不能超過XX秒。

    10、指針表測試L、C的方法  L、C在通過交流電時產生感抗或容抗,Rc=1/2πfC  RL=2πfL  f為頻率,我們用的工頻交流電為50Hz。如果把等于某交流量程的交流電壓(如10V)把加在電容或電感與萬用表相應量程之間,相當與R、C或R、L串聯電路,C或L的電抗會產生一個電壓降(由于存在相位差,因此其電壓不能直接加減,應當根據公式U=√Ur平方+Uc平方計算),根據計算結果把電容量或電感量與相應電壓值一一對照。MF30繪制在說明書中,有的表如MF15則直接繪制在表盤上,更為直觀(由于分別加上電感、電容50Hz、60Hz以及電容10V、100V的刻度,因此度盤顯得十分擁擠。不過其測量范圍很小,特別是在測試小電容時需要100V的電壓,要獲得10V還是100V穩定的交流電壓都很麻煩(本人在制作附加測試電路時,先后改制了幾個變壓器,最后選用全星貓的電源變壓器),這一點指針表與數字表無法相比。


    11、養成測試前核對量程的習慣,萬用表損壞的原因,絕大多數是用電阻檔或電流檔測試電壓。MF-30表輸入端有0.5A的保險絲(對歐姆X1檔有影響,換用時要注意),表頭并聯兩個相反接法的硅二極管作雙重保護,本人曾經燒過幾次保險。另外、在任何時候都不允許在機器帶電的情況下轉換量程。

    12、使用db檔應當加隔直電容。由于膽機有直流高壓,在測試電子管屏極的信號時應當加隔直電容,一般采用0.1微法630V的薄膜電容。db檔是測量信號電平的,以交流電壓最低檔為基準,0db為1mW600Ω,其電壓為√0.001X600=0.775V。MF-30表以10V交流檔為基準,如果在100V檔測試其結果應當加20db,用500V檔測試加34db。
    13、注意測試頻率范圍,一般萬用表適用范圍為45~1000Hz,超出這個范圍會造成很大誤差。
    14、工作臺上比較雜亂,因此萬用表在不用時應當把它放到直流最高檔位,以防意外。
    15、萬用表的校準以最小直流電流檔為基準,如果讀數偏差較大,要先從磁路和電流檔查起,切忌在沒有找到真正原因時,胡亂調整電壓檔或電阻檔的相關電阻。
    16、因為萬用表表頭偏轉的線性不同(1/2電流的偏轉值與滿度時不均勻),因此生產廠使用刻度中心值不同的表盤,以便利調試(表盤隱蔽處有數字以示區別),所以即便是同一廠家同一型號的萬用表,其度盤也不一定能互換,在維修時需注意。如我見到的MF30表度盤就有②③④等不同標記。

    二、數字表

    測量精度高、測量范圍廣,可以測量電壓、電流、電阻、電感、電容、頻率、三極管等,因此近年來十分普及。
    1、數字表顯示屏常用的多為31/2、41/2等,其量程以2為基數,如200mV(顯示199.9mV)、2V(顯示1.999V)、20Ω(顯示19.99Ω)、200mA(顯示199.9mA)等,因此選擇量程時應盡量選擇接近滿度值。
    2、數字電表顯示準確度受電池電壓影響非常大,所以在使用中如果發現讀數異常應當及時檢查電池。
    3、數字表量程多,檔位間隔密集,因此必須養成測試前認真核對量程的習慣。
    4、如果對測試的電壓、電流沒有把握,應當先選擇最高量限。
    5、與指針表一樣,絕對禁止機器帶電時轉換檔位。
    6、指針表的注意事項數字表多數有用。

     

    MF30萬用表使用

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