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选定万用表的简单指南
 

【作者: Mark Patrick】2020年07月07日 星期二

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万用表是所有电子工程师操作台的必备重要物品,此类仪器可用於量测电压、电流、电阻等一系列关键电气叁数,而且事实证明,在故障排除时亦非常有用。随着时间推移,这些仪器变得越来越复杂和越来越强大,且融入更广泛的功能。现在,它们亦可用於量测电容、频率、温度等叁数。


万用表价格可谓多种多样,这取决於其所包括功能的多少和提供量测的准确度。当然,市面上都有类比版和数位版两种形式。数位万用表由於其成本效益、耐用性和高精度,因此广受欢迎。但是,当涉及到某些特定应用(例如检查快速变化之值)时,类比万用表通常比数位万用表更为合适。


当下,透过数位化和采用更尖端技术,智慧万用表能够透过与无线硬体介面进行基於云端的数据管理/储存。例如可提供此项功能的产品之一是 FLIR Systems公司的 2.8 英寸 TFT 显示幕 DM285 工业成像万用表,它整合有蓝牙连接,从而透过与 FLIR Tools 行动应用(可提供Android 和 iOS 版本)端接实现无线数据传输。


万用表技术演变也体现了这样一个事实:虽然以前,数位设备校准是透过进行大量内部调整(如归档或将焊料应用於高电流范围分流电阻器来调整其值)来完成,但现在则不再需要这些调整。相反,只需透过储存在系统微处理器中的软体进行校准,即可实现这一切。该过程不仅减少了完成校准所需时间和成本,而且显着提高了精度。


一个好的万用表显然应该能够处理广泛的系列电压,以便量测交流和直流电压讯号,以及欧姆值。但是,在选择满足具体需求之最隹选项时,需要考虑更多叁数。在决定投资之前,应该确切地知道需要哪些相关性能。下面我们进一步研究这些,并概述需要考虑的重要层面。


[1]解析度和精度

解析度是指万用表处於最低量程设置时可以感测的特定量测值最小计数,之後可以在其显示幕上呈现。精度则表示万用表可以量测特定叁数的确定性程度,它以百分比表示,代表了所测叁数量测值和实际值之间比较。正如所期??的,在选择万用表时,精度可能是最重要考虑因素之一。


目前提供的产品系列中,Keysight Technologies的U1240B可能具有更高精度水准。这些紧凑、轻巧掌上型数位万用表都具有令人印象深刻的 0.09% 直流电压精度。其10,000-count双 LCD 显示幕可增强对拮取量测结果的查看,一直可延续到最小读数。



图一 : Keysight 的 U1240B 掌上型数位万用表
图一 : Keysight 的 U1240B 掌上型数位万用表

[2]回应时间和数据登录

万用表设备回应能力也是一个非常重要的叁数。类比万用表速度非常快,但是,它们缺乏储存量测数据能力(如果使用快速回应万用表,这可能是核心要求之一)。数据登录提供在许多数位万用表中都可提供使用,这样允许以非常高取样速率在特定叁数上撷取数据,之後,撷取数据可以储存在数位万用表上,以便稍後进行分析。


[3]输入阻抗

万用表型号中显示的输入阻抗差异很大,并且基於仪表运动(movement)和所选量程的固有灵敏度。所有数位万用表和一些带有电子放大器的类比万用表均提供固定输入阻抗,其值非常高以至於不会干扰大多数电路。通常,对於小於或等於10V之量程,高端万用表给出的输入阻抗级别大於10GΩ。


[4]自动量测功能

自动量测是数位万用表新增的一个具备真正价值功能,因此已经获得了越来越多的商业知名度。简单来说,它会自动确定某个被检测特定叁数值(如电容、电压、电阻等),这样可以节省用户繁琐任务,不必再用「试验和错误」方法去猜测叁数可能值。但必须承认,自动量测万用表成本相对较高,但对它们的投入几??都非常值得,因为可以节省大量时间。


[5]真正 RMS功能

大多数数位万用表只能提供交流波形平均读数,并可能以均方根(RMS)格式呈现。波形不同於理想正弦波,因此为了计算真正RMS值,应该选择适当万用表型号。


通常,能够提供真实RMS值的数位万用表都在较高价格区间,但通常必须具备高精度。例如,EXTECH Instruments的MN62-K 600V级万用表具有内置电压检测器。该万用表具有真正RMS功能,即便在讯号受失真影响较大嘈杂环境下也能获得精确量测。得益於其中整合了电压控制低通滤波器,此万用表能够为变频驱动讯号提供准确读数。



图二 : EXTECH的MN62-K万用表
图二 : EXTECH的MN62-K万用表

[6]其他量测

数位万用表应用范围可以远远超出电流、电压和电阻等标准叁数量测。温度、电容和频率,以及与电晶体相关量测,也都可以从中受益。例如,FLIR Systems的 DM62/DM66真正RMS工业万用表具有所有上述功能。因此,它可用在电工、维护工程师和自动化现场服务技术人员对系统测试和故障诊断。与MN62-K 一样,它支援600V操作。


[7]强度和安全

请务必检查您选择万用表是否经过全面测试,使其具有更高坚固性和操作一致性,并要检查其安全等级是否充足。尽管万用表一直要持续使用,但该装置应该能够连续使用多年时间。同时,在安全性方面,应充分应用双绝缘、部件间距和输入保护等举措,以避免对操作和仪表造成任何损害。


为特定任务选择正确万用表可能是一项非常具有挑战性操作。但从另一角度看,如果熟知万用表可提供的功能与特定应用的细微之处,选择过程也不必如此困难。现在市场上有各种型号产品可供选择,再加上持续进行的工程创新,这意味着可以轻松得到具有强大性能和广泛功能的万用表。


(本文作者Mark Patrick任职於贸泽电子)


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