1.1 模拟式万用表的原理及使用

模拟式万用表（也叫指针式万用表或指针万用表）的作用是把被测电量（如电流、电压、电阻等）转换为仪表指针的机械偏转角。它的测量机构通常采用磁电式直流微安表；其电流的测量范围为几微安到几百微安；使用的元器件主要包括分流电阻、分压电阻、整流元器件、电容和转换开关等；转换开关采用多层多刀多掷开关。模拟式万用表的工作原理建立在欧姆定律和电阻串并联原理的基础上。

1.1.1 用模拟式万用表测电阻

用模拟式万用表测电阻的示意图如图1-1所示。先将两支表笔搭在一起形成短路，使指针向右偏转，随即调整“Ω”调零旋钮，使指针恰好指到0。然后将两支表笔分别接触被测电阻（或电路）两端，读出指针在欧姆刻度线（上方第一条线）上的读数，与该档倍率所得的乘积，就是所测电阻的阻值。例如用电阻的×1k档测量电阻，指针指在20，则所测得的电阻值为20×1kΩ=20kΩ。由于欧姆刻度线左部读数较密，很难精确读数，因此测量时应选择适当的欧姆档，使指针指示在刻度线的中部或右部，这样读数才会比较清楚准确。每次换档，都应重新将两支表笔短接并旋转调零旋钮，使指针重新调整到零位。

1.1.2 用模拟式万用表测直流电压

首先估计一下被测电压的大小，然后将转换开关拨至适当的量程，将红表笔接被测电压“+”端，黑表笔接被测量电压“-”端。然后根据该档量程倍率与交直流刻度线（第二条线）上的指针所指数字，来读出被测电压的大小。如用直流500V档测量，可以直接读0～500的指示数值。如用直流5V档测量，可选择满刻度标为50的刻度线来读数，因此倍率为0.1，40、30、20、10等刻度分别表示4V、3V、2V、1V，指针指示数值乘以0.1即为所测电压值。图1-2所示为用模拟式万用表测干电池电压。众所周知，1节干电池的电压为1.5V，选择最接近实测对象的量程进行测量，结果会更准确，所以选用的2.5V档测量干电池，同时依据满刻度为250，因此倍率为0.01，指针指在150，即所测电压为1.5V。

1.1.3 用模拟式万用表测交流电压

测交流电压的方法与测量直流电压相似，所不同的是，因交流电没有正负之分，所以测量交流电压时，表笔也就不需要分正负。测交流电压的读数方法与上述测量直流电压的读法一样，只是要将转换开关拨至交流档。

1.1.4 用模拟式万用表测直流电流

用万用表测直流电流前先估计一下被测电流的大小，然后将转换开关拨至合适的mA量程，再把万用表串接在电路中，万用表的红表笔接高电位，黑表笔接低电位，同时观察标有电流符号的刻度线。如电流量程选在5mA档，这时选择满刻度50的刻度线，因此倍率为0.1，这样就可以读出被测电流的电流值。例如用直流5mA档测量直流电流，如图1-3所示，指针指在7.5，乘以倍率0.1，即实测电流为0.75mA。

1.1.5 模拟式万用表的基本工作原理

模拟式万用表的基本工作原理是利用一只灵敏的磁电系仪表作为表头，当微小电流通过表头时，就会有电流指示。但表头不能通过大电流，所以必须在表头上并联或串联一些电阻进行分流或降压，从而测出电路中的电流、电压和电阻。万用表的基本工作原理如图1-4所示，图中，“+”为红表笔插孔，“-”为黑表笔插孔。

1.测量直流电流原理

如图1-4a所示，在表头上并联一个适当的电阻（叫分流电阻）进行分流，就可以扩展电流量程。改变分流电阻的阻值，就能改变电流测量范围。

2.测量直流电压原理

如图1-4b所示，在表头上串联一个适当的电阻（叫降压电阻或分压电阻）进行降压，就可以扩展电压量程。改变降压电阻的阻值，就能改变电压的测量范围。

3.测量交流电压原理

如图1-4c所示，因为表头是直流表，所以测量交流电量时，须加装一个并串式半波整流器，将交流进行整流变成直流后再通过表头，这样就可以根据直流电压的大小来测量交流电压。扩展交流电压量程的方法与扩展直流电压量程相似。

4.测量电阻原理

如图1-4d所示，在表头上并联和串联适当的电阻，同时串接一节电池，使电流通过被测电阻，根据电流的大小，就可测量出电阻值。改变分流电阻的阻值，就能改变电阻量程。

万用表是比较精密的仪器，如果使用不当，会造成测量不准确且极易损坏。但是，只要我们掌握万用表的使用方法和注意事项，谨慎从事，那么万用表就能经久耐用。使用万用表时应注意如下事项：

●测量电流与电压不能旋错档位。如果误用电阻档或电流档测电压，就极易烧坏万用表。万用表不用时，最好将转换开关旋至交流电压最高档，避免因使用不当而损坏万用表。

●测量直流电压和直流电流时，注意“+”“-”极性不要接错。如发现指针开始反转，应立即调换表笔，以免损坏指针及表头。

●如果不知道被测电压或被测电流的大小，应先用最高档，而后再选用合适的档位来测试，以免表针偏转过度而损坏表头。所选用的档位越靠近被测值，测量的数值就越准确。

●测量电阻时，不要用手触及待测电阻的两端（或两支表笔的金属部分），以免人体电阻与被测电阻并联，使测量结果不准确。

●测量电阻时，如将两支表笔短接，欧姆调零旋钮旋至最大，指针仍然达不到0点，这种现象通常是由于表内电池电压不足造成的，换上新电池方能准确测量。

●万用表不用时，不要旋在电阻档，因为万用表内有电池，如不小心使两根表笔相碰短路，不仅耗费电池，严重时甚至会损坏表头。

1.1.6 用模拟式万用表检测二极管

1.普通二极管的检测

普通二极管包括检波二极管、整流二极管、阻尼二极管、开关二极管、续流二极管等，它是由一个PN结构成的半导体器件，具有单向导电特性。通过用万用表检测其正、反向电阻值，可以判别出二极管的电极，还可估测出二极管是否损坏。

（1）极性的判别

将万用表置于R×100档或R×1k档，两支表笔分别接二极管的两个电极，测出一个结果后，对调两支表笔，再测出一个结果。两次测量中阻值较小的一次所测为正向电阻，即黑表笔接的是二极管的正极，红表笔接的是二极管的负极。反之，两次测量中阻值较大的一次所测为反向电阻。

（2）单向导电性能的检测及好坏的判断

通常，锗材料二极管的正向电阻值为300Ω左右，反向电阻值为1kΩ左右。硅材料二极管的正向电阻值为5kΩ左右，反向电阻值为∞。正向电阻越小越好，反向电阻越大越好。正、反向电阻值相差越悬殊，说明二极管的单向导电性能越好。

若测得二极管的正、反向电阻值均接近0或阻值较小，则说明该二极管内部已击穿短路或漏电损坏。若测得二极管的正、反向电阻值均为∞，则说明该二极管已开路损坏。

（3）反向击穿电压的检测

二极管反向击穿电压（耐电压值）可以用晶体管直流参数测试表测量。其方法是：测量二极管时，应将测试表的“NPN/PNP”选择键设置为NPN状态，再将被测二极管的正极插入测试表的“c”插孔，负极插入测试表的“e”插孔，然后按下〈V〉键，测试表即可指示出二极管的反向击穿电压值。

也可用绝缘电阻表和万用表来测量二极管的反向击穿电压。测量时，被测二极管的负极与绝缘电阻表的L接线柱相接，将二极管的正极与绝缘电阻表的E接线柱相连，同时用万用表（置于合适的直流电压档）监测二极管两端的电压。如图1-5所示，摇动绝缘电阻表手柄（应由慢速逐渐加快），待二极管两端电压稳定而不再上升时，此电压值即是二极管的反向击穿电压。

2.稳压二极管的检测

（1）正负电极的判别

从外形上看，金属封装稳压二极管管体的正极一端为平面形，负极一端为半圆面形。塑封稳压二极管管体上印有彩色标记的一端为负极，另一端为正极。对标志不清楚的稳压二极管，也可以用万用表判别其极性。测量的方法与普通二极管的检测方法相同，即用万用表R×1k档，将两支表笔分别接稳压二极管的两个电极，测出一个结果后，再对调两支表笔进行测量。在两次测量结果中，阻值较小的那一次测量中，黑表笔接的是稳压二极管的正极，红表笔接的是稳压二极管的负极。

若测得稳压二极管的正、反向电阻均很小或均为∞，则说明该稳压二极管已被击穿或开路损坏。

（2）稳压值的测量

图1-6是稳压二极管稳定电压值（简称稳压值）的两种测量方法。用0～30V连续可调直流电源提供测试电源，如图1-6a所示。对于13V以下的稳压二极管，可将稳压电源的输出电压调至15V，将电源正极串接一只1.5kΩ限流电阻后与被测稳压二极管的负极相连接，电源负极与稳压二极管的正极相连接，再用万用表测量稳压二极管两端的电压值，所测得的读数即为稳压二极管的稳压值。若稳压二极管的稳压值高于15V，则应将稳压电源调至20V以上。

也可用低于1000V的绝缘电阻表为稳压二极管提供测试电源。其方法是：将绝缘电阻表L接线柱与稳压二极管的负极相接，绝缘电阻表的E接线柱与稳压二极管的正极相接后，按规定匀速摇动绝缘电阻表手柄，同时用万用表监测稳压二极管两端的电压值（万用表的电压档应视稳定电压值的大小而定），待万用表的指示电压指示稳定时，此电压值便是稳压二极管的稳压值，如图1-6b所示。

若测量稳压二极管的稳压值忽高忽低，则说明该二极管的性能不稳定。

3.双向二极管的检测

（1）正、反向电阻值的测量

用万用表的R×1k或R×10k档测量双向二极管的正、反向电阻值。正常时，其正、反向电阻值均应为∞。若测得正、反向电阻值均很小或为0，则说明该二极管已击穿损坏。

（2）测量转折电压

测量双向二极管的转折电压有3种方法。

第一种方法是绝缘电阻表测量法，即将绝缘电阻表的接线柱L和接地柱E分别接双向二极管的两端，如图1-7a所示，用绝缘电阻表提供击穿电压，同时用万用表的直流电压档测量出电压值，对调表笔后再测量一次。比较两次测量的电压值（一般为3～6V），两个电压值的偏差越小，说明此二极管的性能越好。

第二种方法是220V交流电压测量法，即先用万用表测出市电电压U，然后将被测双向二极管串入万用表的交流电压测量回路后，接入市电电压，读出电压值U₁，再对调表笔并读出电压值U₂，如图1-7b所示。

若U₁与U₂的电压值相同，但与U的电压值不同，则说明该双向二极管的导通性能对称性良好。若U₁与U₂的电压值相差较大，则说明该双向二极管的导通性能不对称。若U₁、U₂电压值均与市电U相同，则说明该双向二极管内部已短路损坏。若U₁、U₂的电压值均为0V，则说明该双向二极管内部已开路损坏。

第三种方法是直流电源测量法，即用0～50V连续可调直流电源提供测试电源，将电源的正极串接一只20kΩ电阻器后与双向二极管的一端相接，将电源的负极串接万用表电流档（将其置于1mA档）后与双向二极管的另一端相接，如图1-7c所示。逐渐增加电源电压，当电流表指针有较明显摆动时（几十微安以上），说明此双向二极管已导通，此时电源的电压值即为双向二极管的转折电压。

4.发光二极管的检测

（1）正负极的判别

将发光二极管放在一个光源下，观察两个金属片的大小。通常，金属片大的一端为负极，金属片小的一端为正极。

（2）性能好坏的判断

用万用表R×10k档测量发光二极管的正、反向电阻值。正常时，正向电阻值（黑表笔接正极时）为10～20kΩ，反向电阻值为250kΩ～∞。较高灵敏度的发光二极管，在测量正向电阻值时，管内会发微光。若用万用表R×1k档测量发光二极管的正、反向电阻值，则会发现其正、反向电阻值均接近∞，这是因为发光二极管的正向压降大于1.5V（万用表R×1k档内电池的电压值）。

用万用表的R×10k档对一只220μF/25V电解电容器充电（黑表笔接电容器正极，红表笔接电容器负极），再将充电后的电容器正极接发光二极管正极、电容器负极接发光二极管负极，若发光二极管有很亮的闪光，则说明该发光二极管完好。

也可用3V直流电源提供测试电源，在电源的正极串接一只330Ω电阻后接发光二极管的正极，将电源的负极接发光二极管的负极，如图1-8所示，正常的发光二极管应发光。或将1节1.5V电池串接在万用表的黑表笔（将万用表置于R×10或R×100档，黑表笔接电池负极，相当于与表内的1.5V电池串联），将电池的正极接发光二极管的正极，红表笔接发光二极管的负极，正常的发光二极管应发光。

5.红外发光二极管的检测

（1）正负极的判别

红外发光二极管多采用透明树脂封装，管心下部有一个浅盘，管内电极宽大的为负极，而电极窄小的为正极。也可根据引脚的长短来判断；长引脚为正极，短引脚为负极。

（2）性能好坏的判断

用万用表R×10k档测量红外发光二极管的正、反向电阻。正常时，正向电阻值为15～40kΩ（此值越小越好）；反向电阻大于500kΩ（用R×10k档测量，反向电阻大于200kΩ）。若测得正、反向电阻值均接近0，则说明该红外发光二极管内部已击穿损坏。若测得正、反向电阻值均为∞，则说明该二极管已开路损坏。若测得反向电阻值远远小于500kΩ，则说明该二极管已漏电损坏。

6.红外光电二极管的检测

将万用表置于R×1k档，测量红外光电二极管的正、反向电阻值。正常时，正向电阻值（黑表笔所接引脚为正极）为3～10kΩ，反向电阻值为500kΩ以上。若测得其正、反向电阻值均为0或均为∞，则说明该光敏二极管已击穿或开路损坏。

在测量红外光电二极管反向电阻值的同时，用电视机遥控器对着被测红外光电二极管的光信号接收窗口，如图1-9所示。正常的红外光电二极管，在按动遥控器上的按键时，其反向电阻值会由500kΩ以上减小至50～100kΩ之间。阻值下降越多，说明红外光电二极管的灵敏度越高。

7.其他光电二极管的检测

（1）电阻测量法

用黑纸或黑布遮住光敏二极管的光信号接收窗口，然后用万用表R×1k档测量光电二极管的正、反向电阻值。正常时，正向电阻值在10～20kΩ之间，反向电阻值为∞。若测得正、反向电阻值均很小或均为∞，则说明该光电二极管漏电或开路损坏。

再去掉黑纸或黑布，使光电二极管的光信号接收窗口对准光源，然后观察其正、反向电阻值的变化。正常时，正、反向电阻值均应变小，阻值变化越大，说明该光电二极管的灵敏度越高。

（2）电压测量法

将万用表置于1V直流电压档，黑表笔接光电二极管的负极，红表笔接光电二极管的正极，将光电二极管的光信号接收窗口对准光源。正常时应有0.2～0.4V电压（电压值与光照强度成正比）。

（3）电流测量法

将万用表置于50μA或500μA电流档，红表笔接正极，黑表笔接负极，正常的光电二极管在白炽灯光下，随着光照强度的增加，其电流从几微安增大至几百微安。

8.激光二极管的检测

激光二极管的引脚如图1-10所示。从图1-10可知，二极管内的结构分为两部分，一部分为激光发射部分VL，另一部分为激光接收部分VDL，两部分有公共端2引脚，一般接管子金属外壳，接VL的为1引脚，即LD阴极，接VDL的为3引脚，即PD阳极，所以激光二极管实际有3个引脚。工作时发出的红光波长为600多纳米（nm），用于激光教鞭、条形码阅读器、激光打印机、CD机、视盘机等。

激光二极管的检测方法如下：

1）用万用表R×1k档分别测3个引脚间电阻，直到有两个引脚间电阻值为几千欧为止。这时，黑表笔接触的引脚为3引脚，红表笔接触的引脚为2引脚，剩下的就是1引脚。这样就先区分出PD和LD两部分。

2）测PD部分。这部分为光电二极管，也称光检测管，其检测方法与光电二极管的检测方法相同。

3）测LD部分。用万用表R×1k档，红表笔接触1引脚，黑表笔接触2引脚，其正向电阻应为10～30kΩ（这是由于LD由铟镓铝磷材料构成，万用表R×1k档的电池电压为1.5V，不能使其导通）。反向电阻值为∞，若测得阻值为0，则激光二极管已损坏。若正向电阻值在60kΩ以上或反向电阻值在1MΩ以下，则激光二极管已严重老化，一般已不能使用。

为进一步校验检测结果，可用两节1.5V电池串接1只金属绕线小阻值电位器，一端接1引脚，另一端接2引脚，让LD发出红外激光。再用万用表测量PD的反向电阻值，若PD的反向电阻值明显减小，则说明LD、PD均完好；若无变化，则LD、PD中至少有1处损坏。

9.变容二极管的检测

（1）正负极的判别

有的变容二极管的一端涂有黑色标记，则这一端即是负极，而另一端为正极。还有的变容二极管的管壳两端分别涂有黄色环和红色环，红色环的一端为正极，黄色环的一端为负极。

也可以用数字万用表的二极管档，通过测量变容二极管的正、反向电压降来判断出其正负极性。正常的变容二极管，在测量其正向电压降时，表的读数为0.58～0.65V；测量其反向电压降时，表的读数显示为溢出符号“1”。在测量正向电压降时，红表笔接的是变容二极管的正极，黑表笔接的是变容二极管的负极。

（2）性能好坏的判断

用指针式万用表的R×10k档测量变容二极管的正、反向电阻值。正常的变容二极管，其正、反向电阻值均为∞。若被测变容二极管的正、反向电阻值均有一定阻值或均为0，则说明该二极管漏电或击穿损坏。

10.双基极二极管的检测

（1）电极的判别

将万用表置于R×1k档，用两支表笔测量双基极二极管3个电极中任意两个电极间的正、反向电阻值，会测出有两个电极之间的正、反向电阻值均为2～10kΩ，这两个电极即为基极B₁和基极B₂，另一个电极即为发射极E。再将黑表笔接发射极E，用红表笔依次去接触另外两个电极，一般会测出两个不同的电阻值。阻值较小的一次测量中，红表笔接的是基极B₂，另一个电极即为基极B₁。

（2）性能好坏的判断

双基极二极管性能的好坏可以通过测量其发射极和基极之间的电阻值是否正常来判断。用万用表R×1k档，将黑表笔接触发射极E，红表笔依次接触两个基极（B₁和B₂），正常时均应有几千欧至十几千欧的电阻值。再将红表笔接触发射极E，黑表笔依次接触两个基极，正常时阻值为∞。

双基极二极管两个基极（B₁和B₂）之间的正、反向电阻值均在2～10kΩ范围内，若测得两基极之间的电阻值与上述正常值相差较大，则说明该二极管已损坏。

11.桥堆的检测

（1）全桥的检测

大多数的整流全桥上，均标注有“+”“-”“～”符号（其中“+”为整流后输出电压的正极，“-”为输出电压的负极，“～”为交流电压输入端），通过上述符号很容易确定出各电极。

检测时，可通过分别测量“+”电极与两个“～”电极、“-”电极与两个“～”电极之间各整流二极管的正、反向电阻值（与普通二极管的测量方法相同）是否正常，即可判断该全桥是否已损坏。若测得全桥内部两只二极管的正、反向电阻值均为0或均为∞，则可判断该二极管已击穿或开路损坏。

（2）半桥的检测

半桥电路是由两只整流二极管组成，通过用万用表分别测量半桥电路内部的两只二极管的正、反电阻值是否正常，即可判断出该半桥电路是否正常。

12.高压硅堆的检测

高压硅堆内部由多只高压整流二极管（硅粒）串联组成，检测时，可用万用表的R×10k档测量其正、反向电阻值。正常的高压硅堆，其正向电阻值大于200kΩ，反向电阻值为∞。若测得其正、反向均有一定电阻值，则说明该高压硅堆已软击穿损坏。

13.变阻二极管的检测

用万用表R×10k档测量变阻二极管的正、反向电阻值，正常的高频变阻二极管的正向电阻值（黑表笔接正极时）为4.5～6kΩ，反向电阻值为∞。若测得其正、反向电阻值均很小或均为∞，则说明被测变阻二极管已损坏。

14.肖特基二极管的检测

两引脚肖特基二极管可以用万用表R×1档测量。正常时，其正向电阻值（黑表笔接正极）为2.5～3.5Ω，反向电阻值为∞。若测得正、反电阻值均为∞或均接近0，则说明该二极管已开路或击穿损坏。

三引脚肖特基二极管应先测出其公共端，判别出该二极管是共阴极对管还是共阳极对管，然后分别测量两个二极管的正、反向电阻值。

1.1.7 用模拟式万用表检测晶体管

在线测试可以分通电状态测试和不通电状态测试。通电状态测试可以测一下基极电压。一般，硅管基极电压为0.7V，锗管基极电压为0.2～0.3V，说明工作正常，否则为截止状态。不通电状态测试可测一下晶体管的PN结的正、反向电阻值是否正常。有的晶体管由于并联小电阻或电感，而不能正常检测，可以拆下来测量。

晶体管的引脚必须正确辨认，否则，接入电路不但不能正常工作，还可能烧坏晶体管。已知晶体管类型及电极，用模拟式万用表判别晶体管好坏的方法如下。

1.测NPN晶体管

将万用表置R×100档或R×1k档，把黑表笔接在基极上，将红表笔先后接在其余两个极上，如果两次测得的电阻值都较小，再将红表笔接在基极上，将黑表笔先后接在其余两个极上，如果两次测得的电阻值都很大，则说明晶体管是好的。

2.测PNP晶体管

将万用表置R×100档或R×1k档，把红表笔接在基极上，将黑表笔先后接在其余两个极上，如果两次测得的电阻值都较小，再将黑表笔接在基极上，将红表笔先后接在其余两个极上，如果两次测得的电阻值都很大，则说明晶体管是好的。

当晶体管上的标记不清楚时，可以用万用表来初步确定晶体管的好坏及类型（NPN型还是PNP型），并辨别出E、B、C三个电极。测试方法如下：

（1）用模拟式万用表判断基极B和晶体管的类型

将万用表置R×100档或R×1k档，先假设晶体管的某极为“基极”，并把黑表笔接在假设的基极上，将红表笔先后接在其余两个极上，如果两次测得的电阻值都很小（或为几百欧至几千欧），则假设的基极是正确的，且被测晶体管为NPN型管；同上，如果两次测得的电阻值都很大（约为几千欧至几十千欧），则假设的基极是正确的，且被测晶体管为PNP型管。如果两次测得的电阻值是一大一小，则原来假设的基极是错误的，这时必须重新假设另一电极为“基极”，再重复上述测试。

（2）判断集电极C和发射极E

仍将模拟式万用表置R×100档或R×1k档，以NPN管为例，把黑表笔接在假设的集电极C上，红表笔接到假设的发射极E上，并用手捏住B和C极（不能使B、C直接接触），通过人体，相当于在B、C之间接入偏置电阻，读出表头所示的阻值，然后将两支表笔对调重测。若第一次测得的阻值比第二次小，说明原假设成立，因为C、E间电阻值小说明通过万用表的电流大，偏置正常。现在的指针万用表都有测量晶体管放大倍数（hFE）的接口，用以估测晶体管的放大倍数。