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多用表

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數字式多用表
上海第四儀表廠 60年代多用表

多用表（英語：multimeter）俗稱萬用表、三用電表，是一種多用途電子測量儀器，主要用於物理、電氣、電子等測量領域，一般包含電流表（安培計）、電壓表（伏特計）、電阻表（歐姆計）等功能。此儀表也稱為多用計、萬用計、多用電錶、萬用電表。

指針多用表在英文中又稱 VOM（Volt-Ohm-Milliammeter，伏特-歐姆-毫安計），但此名稱通常並不用於數字多用表。

概要

多用表有用於基本故障診斷的可攜式裝置，也有放置在工廠或實驗室工作檯的桌上型裝置。

有的電表解析度可以達到七、八位有效數位；這樣的設備，則常出現在實驗室，用作電壓或電阻的基準，或用來調校多功能標準器的性能。

基本測量功能

電流、電壓和電阻的測量，一般被視為多用表的基本功能。早期多用表製造廠商 AVO 的品牌，就是該設備能夠測量的這三種度量單位的名稱的縮寫：安培（Ampere）、伏特（Volt）、歐姆（Ohm）。

一般萬用表都具有基本測量功能有:

  • 直流電壓（DCV）
  • 直流電流（DCmA, DCA）
  • 交流電壓（ACV）
  • 電阻（Ω, kΩ, MΩ）

較高級的萬用表除上述功能外，可能還有:

  • 交流電流（ACmA, ACA）
  • 電容（pF, nF, μF, mF, F）
  • 電感（μH, mH, H）

種類

多用表有指針和數字兩種。指針多用表，使用磁場偏轉指針的錶盤，此表頭與經典的檢流計相同；數字萬用表的顯示則採用LCD、真空螢光顯示器（VFD）、LED、OLED等，此外，早期也有用數字管的。

指針萬用表在新品與二手市場上均不難找到。但因為調零和從儀表面板上準確的讀數都容易產生偏差，與刻度難以細分的限制，在精確度與解析度上都比不上數位電表。且數位電表電壓檔具有高輸入阻抗，又可立即讀出數字，指針電表除非直接指在有標示數值的大刻度上，否則須觀察所指小刻度並計數與鄰近大測度的關係，才能讀出確實數值。但在某些情況下，如表頭的反應速度、易於迅速得知概略數值、或對跳動數值的反應等方面，仍具某些優勢，且內部電路簡單，易於學習測量電路原理，因此，部分某些場合或情況仍有使用。此外，一些數位電表具有反應較數字變化快的條狀顯示，仿效指針的效果，以利迅速掌握數值的變化。

為了提高指針多用表電壓檔的輸入阻抗，減少對待測電路的影響，有的高檔指針多用表會使用真空管來放大輸入的訊號，這種設計的多用表也被稱為真空管伏特計（VTVM，Vacuum Tube Volt Meters）或真空管多用表（VTMM，Vacuum Tube Multimeters）。如使用FET來放大輸入的訊號，則是 FETVM。

數位多用表以數位化電表為主，並被專稱為數位多用表（DMM，Digital MultiMeter）。在這種設備中，被測量訊號被轉換成數字電壓並被數字的前置放大器放大，然後由數字顯示屏直接顯示該值；這樣就避免了在讀數時視差帶來的偏差。

同樣，更好的電路系統和電子技術，也提高了測量精度。一般指針儀表的基本精度(直流電壓檔)在2%到5%之間，常見的基本精度在3~4%。可攜式數位多用表常見的可攜型基本精度在0.5%~1%，高級機型則可以達到±0.025%，而工作檯設備更高達百萬分之一的精度。

其他與進階功能

指針電表可透過不同的刻度，必要時配合其他輔助設備，可達到其他功能。數位電表則可利用各式控制電路到小型嵌入式計算機等積體電路以提供更多的功能。

常見的增強測量功能的度量與單位，以及附加功能包括：

  • 電容（法拉）
  • 電感（亨利）
  • 電導（西門子）
  • 溫度（攝氏度）
  • 頻率（赫茲）
  • dB 測量 (通常為 dBm，0dBm 是 600Ω 上的功率為 1mW 時的電壓値)
  • NPN 或 PNP 電晶體的電流放大率 (hFE，或β)
  • 限制電流的半導體結電壓降測量，可測量二極體，也可用來確定電晶體的類型
  • 導通檢測，並在電路為短路(電阻低於某數值)時發聲報告
  • 工作周期，Duty cycle（百分率）
  • 測量量的圖形化顯示，比如柱狀圖；可以使是否通過（go/no-go）測量更容易
  • 低頻示波器
  • 自動電路測試，包括自動的定時、延時訊號等
  • 簡單的數據探測功能，比如記錄指定時期的最大、最小讀數，或按照固定間隔獲取一定量的樣本讀數
  • 取樣並保持，可以鎖定最後一次的讀數，供在設備從測試電路上拿開之後讀取
  • 自動轉換測試量程，測量時儀表自動選擇合適的測量量程，保護儀表不被損壞
  • LI (Load Current)、LV (Load Voltage): 指針萬用表在電阻檔測量時，可由其他刻度同時讀出 LI、LV。LV 的用途例如可測量二極體順向電壓。

數位多用表通常有電路或者軟體可以保證準確的測量任何頻率的交流電壓。這類多用表使用均方根方法合併輸入訊號，這樣即使輸入訊號不是一個理想的正弦波，也能正確的讀取到真正的電壓值。

有些數位多用表可以通過紅外線、RS-232、IEEE-488設備匯流排、或USB等與個人電腦／個人計算機相連。通過這些方式，計算機可以在測量時記錄讀數，或者從設備把一組結果上傳到計算機中。

現代設備和系統變得越來複雜，多用表在技師工具箱中也逐漸不再是通用的唯一工具；更複雜和專業化的設備正在取代它。例如，原來在測量天線時，工作人員可能是使用歐姆計測量它的電阻；而現代技術人員則可能使用手持分析儀測試幾個參數，以此來確定天線電纜的完整性。

結構組成

多用表由表頭、測量電路及選擇開關等三個主要部分組成。

表頭

表頭（指針式）

指針式多用表的表頭是一隻高靈敏度的磁電式靈敏檢流計，多用表的主要性能指標基本上取決於表頭的性能。表頭的靈敏度是指表頭指針滿刻度偏轉時流過表頭的直流電流值，這個值越小，表頭的靈敏度愈高。測電壓時的內阻越大，其性能就越好。

表頭上的錶盤印有多種符號，刻度線和數值。符號A－V－Ω表示這隻電錶是可以測量電流、電壓和電阻的多用表。錶盤上印有多條刻度線，其中側端標有「Ω」的是電阻刻度線，通常其右端為零，左端為∞，且刻度值分布是不均勻的。符號「⎓」或「DC」表示直流，「～」或「AC」表示交流，「≂」表示交流和直流共用的刻度線。刻度線下的幾行數位是與選擇開關的不同檔位相對應的刻度值。

表頭上還設有機械零位調整旋鈕，用以校正指針在左端零位。

表頭（數位式）

數位多用表的表頭一般由一顆A/D（類比/數位）轉換晶片+外圍元件+液晶顯示器組成，多用表的精度受表頭的影響，多用表由於A/D晶片轉換出來的數位，一般也稱為3 1/2位數位多用表,4 1/2位數位多用表等等。最常用的晶片是ICL7106(3位半LCD手動量程經典晶片，後續版本為7106A,7106B,7206,7240等等）,ICL7129（4位半LCD手動量程經典晶片）,ICL7107（3位半LED手動量程經典晶片）。帶有自動量程、真有效值顯示等功能數位多用表則普遍使用二進制輸出的 A/D 晶片搭配嵌入式計算機，此時計算機內的訊號處理算法對精度也會有影響。

選擇開關

多用表的選擇開關是一個多檔位的旋轉開關，一般是一個圓形撥盤，用來選擇測量項目和量程。一般的多用表測量項目包括：「mA」；直流電流、「V（－）"：直流電壓、「V（～）」：交流電壓、「Ω」：電阻。每個測量項目又劃分為幾個不同的量程以供選擇。

表筆和表筆插孔

表筆分為紅、黑二隻。使用時應將紅色表筆插入標有「+」、「V」、「A」號的插孔，黑色表筆插入標有「－」或「COM」號的插孔。

測量線路

測量線路是用來把各種被測量轉換到適合表頭測量的微小直流電流的電路，它由電阻、半導體元件及電池組成 它能將各種不同的被測量（如電流、電壓、電阻等）、不同的量程，經過一系列的處理（如整流、分流、分壓等）統一變成一定量限的微小直流電流送入表頭進行測量。

外部連結

主要製造商或品牌

使用多用表

附註

  1. ^ 因商標所用字體的關係，也常被誤讀成 YU FUNG
取自「https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=多用表&oldid=83271627」