数字多用表的一个最基本的功能就是测量电压。测试电压,通常是解决电路问题时第一步要做的工作。如果没有电压或电压过低、过高,在进一步检查之前,首先要解决电源问题。
交流电压的波形可能是正弦(正弦波)或非正弦(锯齿波、方波等)。许多数字多用表可以显示交流电压的“rms”(有效值)。有效值就是交流电压等效于直流电压的值。
许多的表有“平均值”(average responding)的功能,当输入一个纯正弦波时它可以给出有效值。这种表不能准确的测量非正弦波的有效值。具有真有效值功能(true-rms)的数字多用表可以精确的测量非正弦波的真有效值。
在陈述加载降压测量法之前,要先介绍比例法测量电阻的原理。比例法测量电阻原理图如图1所示。图中线框内部分为万用表内部电路。从图中可看出,将被测电阻 Rx接在万用表两端,相当于将Rx与基准电阻Ro串联后接在集成块TSC7106的V+引脚与COM引脚之间。将万用表拨到电阻挡后,TSC7106的基准电源Eo向Ro和Rx提供测试电流I,Ro上的压降VRo提供测试电压VRX,并作为集成块TSC7106的基准电压VREF,而VRX又是输入电压 VIN。
输入电压VIN与基准电压的关系式为:VIN/VRO=VRX/VRO=RX/RO,由该式求得RX=RO/VRO.VRX,VRX=RX /RO.VRO。这就是比例法测量电阻的基本原理。由VRX=RX/RO.VRO不难看出,在万且表的同一电阻挡,若被测电阻越小,其两端的测试电压也越小,短路时,即万用表显示“000”时,被测电阻RX=0,则测试电压VRX=0;反之,随着被测电阻RX的不断增大,其两端的测试电压VRX也随之增大。当万用表显示“1000”时,即RX=RO时,测试电压VRX=VRO。当被测电阻达到RX=2RO,即满量程时,显示溢出符号“1”,此时被测电阻两端的测试电压VRX=2VRO。当被测电阻开路时,其测试电压达到最大值约0.65V(典型值)。
由于DT830A型数字万用表各电阻挡的开路电压(空载输出电压)约为0.65V,所以不能直接测量在线电阻,因为这样高的测试电压足以便被测电路中的硅管(在正向测量时)趋于导通,从而影响测量经果。根据被测电阻与测试电压之间的变化规律不难想到:若我们在测量在线电阻之前,先在数字万用表的V/ω与COM插孔之间,即两表笔之间,跨接一个电阻R1,也就是预先中一个负载电阻,把数字万且表在该电阻挡的测试电压降下来。只要R1的阻值选得合适,就能使其最大测试电压被限制在0.3V以下(不大于 0.3V)。
鉴于目前国内外普遍使用硅管,锗管极少见,而硅管在0.35V电压下仍处于截止状态,因此可以忽略硅管对被测电路的并联作用(可将硅管视为开路),所以这种方法能够用来测量晶体管在线电阻,这就是加载降压测量法。用此方法测量在线电阻时,各电阻挡的最大测试电压距上限0.35V应留有一定的余量,通常取最大测试电压小于等于0.3V。
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