任务一 数字万用表、机械万用表、电感电容表的使用

活动一 用数字万用表、机械万用表测电压

1.机械万用表和数字万用表的区别与选用

机械万用表读取精度较差，但指针摆动的过程比较直观，其摆动速度、幅度有时也能比较客观地反映被测量的大小（如测监视器数据总线SDL在传送数据时的轻微抖动）；数字万用表读数直观，但数字变化的过程看起来很杂乱，不太容易观看。

机械万用表内一般有两块电池，一块是低电压的1.5V，一块是高电压的9V或15V，其黑表笔内接电源的正极。数字万用表则常用一块6V或9V的电池。

在电阻挡，机械万用表的表笔输出电流相对数字万用表来说要大很多，用R×1挡可以使扬声器发出响亮的“哒”声，用R×10k挡甚至可以点亮发光二极管（LED）。

在电压挡，机械万用表内阻相对数字万用表来说比较小，测量精度相对比较差，因此在某些高电压微电流的场合无法测量准确，因为其内阻会对被测电路造成影响（如在测CRT监视器显像管的加速级电压时测量值会比实际值低很多）。数字万用表电压挡的内阻很大，至少在兆欧级，对被测电路影响很小。但极高的输入阻抗使其易受感应电压的影响，在一些电磁干扰比较强的场合测出的数据可能是虚假的。

总之，在相对来说大电流高电压的电路测量中适用机械万用表，如电动机控制电路等。在低电压小电流的数字电路测量中适用数字万用表，如监视器、显示器等。但这不是绝对的，可根据情况选用机械万用表和数字万用表。

2.万用表使用技巧

1）测扬声器、耳机、动圈式话筒：用R×1挡，任意表笔接一端，另一表笔点触另一端，正常时会发出清脆响量的“哒”声。如果不响，则是线圈断了，如果响声小而尖，则说明扬声器、耳机、动圈式话筒可能有擦边问题，不能正常使用。

2）测电阻：用机械万用表测量电阻时，主要是要选好量程，当指针指示于1/3～2/3满量程时测量精度最高，读数最准确。测量时要注意，在用R×10k挡测大阻值电阻时，不可将手指捏在电阻两端，否则人体电阻会使测量结果偏小。

3）测稳压二极管：我们通常所用到的稳压管的稳压值一般都大于1.5V，而指针表的R×1k以下的电阻挡是用表内的1.5V电池供电的。这样，用R×1k以下的电阻挡测量稳压管就如同测二极管一样，具有完全的单向导电性。但机械万用表的R×10k挡是用9V或15V电池供电的，在用R×10k挡测稳压值小于9V或15V的稳压管时，反向阻值就不会是∞，而是有一定阻值，但这个阻值还是要大大高于稳压管的正向阻值的。如此，我们就可以初步估测出稳压管的好坏。但是，好的稳压管还要有个准确的稳压值，业余条件下估测出稳压值的方法是，先将一块表置于R×10k挡，其黑、红表笔分别接在稳压管的负极和正极，这时就模拟出稳压管的实际工作状态，再取另一块表置于电压挡10V或50V（根据稳压值）上，将红、黑表笔分别搭接到刚才那块表的黑、红表笔上，这时测出的电压值就基本上是这个稳压管的稳压值了。说“基本上”，是因为第一块表对稳压管的偏置电流相对正常使用时的偏置电流稍小些，所以测出的稳压值会偏大一些，但基本相差不大。这个方法只可估测稳压值小于指针表高压电池电压的稳压管。如果稳压管的稳压值太大，就只能用外加电源的方法来测量了。

实训项目2-1：测稳压电源电压

用机械万用表监视桌面的稳压电源，将其分别调到5V、12V和18V挡，然后再用数字万用表测量电压，并填入表2-1。

实训思考题：如果两者测量结果不一致，你能说明原因吗？

实训项目2-2：用外加电源法测量稳压管的电压

请设计一个可以用万用表粗略测量稳压管稳压值的电路，把它画在下面：

实训思考题：确定稳压管的稳压值时，限流电阻的阻值对测量值有影响吗？

实训项目2-3：测量电路电压值

分别用数字万用表和机械万用表测量如图2-1所示电路的电压，并填写表2-2。

实训思考题：UAB+UBC是否等于UAC？请说明原因。

活动二 用万用表测电流

用万用表测量常见安防设备电流，对于日后处理故障很有帮助。在用万用表测量常见安防设备电流时，应注意万用表要与设备串联。

实训项目2-4：常见安防设备的直流工作电流的测量

分别用数字万用表测量枪式摄像机，被动红外（或双技术）探测器，以及主动红外探测器的工作电流，并填写表2-3。

活动三 用机械万用表测电容

测量电解电容时要注意表笔极性，测量10nF这样的小电容要用R×1k甚至R×10k挡，正反向两次测量，才容易看到表针的轻微偏转。

用电阻挡估测电容应根据电容容量选择适当的量程，并注意在测量电解电容时黑表笔要接电容正极。估测微法级电容容量的大小时，可凭经验或参照相同容量的标准电容，根据指针摆动的最大幅度来判定。所参照的电容耐压值不必相同，只要容量相同即可，如估测一个100μF/160V的电容，可用一个100μF/25V的电容来参照，只要它们指针摆动最大幅度一样，即可断定容量一样；估测皮法级电容容量大小时，要用R×10k挡，但只能测到1000pF以上的电容。对1000pF或稍大一点的电容，只要表针稍有摆动，即可认为容量够了；测电容是否漏电时，对1000μF以上的电容，可先用R×10挡将其快速充电，并初步估测电容容量，然后改到R×1k挡继续测一会儿，这时指针不应回返，而应停在或十分接近∞处，否则就是有漏电现象。对于一些几十微法以下的定时或振荡电容，对其漏电特性要求非常高，只要稍有漏电就不能用，这时可在R×1k挡充完电后再改用R×10k挡继续测量，同样表针应停在∞处，不应回返。

活动四 用数字万用表、机械万用表测二极管

将万用表置于R×lk挡，两表笔分别接二极管的两极，若测得的电阻较小（硅管数千欧、锗管数百欧），说明二极管的PN结处于正向偏置，则黑表笔接的是正极，红表笔接的是负极。反之，当二极管处于反向偏置时，如图2-2所示，呈现的电阻较大（硅管约数百千欧以上，锗管约数百千欧），此时红表笔接的是正极，黑表笔接的是负极。若正、反向电阻均为无穷大或均为零，又或比较接近，则说明二极管内部开路、短路或性能变差。

由于发光二极管不发光时，其正、反向电阻均较大且无明显差异，故一般不用万用表判断发光二极管的极性。常用的办法是将发光二极管与一个几百欧（如330欧）的电阻串联，然后加3～5V的直流电压。若发光二极管亮，说明二极管正向导通，则与电源正端相接的为正极，与电源负端相接的为负极。如果二极管反接则不亮。要特别说明的是，不少人测试发光二极管的方法不正确，如用9V层叠电池直接点亮发光二极管，虽然可正常点亮，但这种做法在理论上是完全错误的。发光二极管的外特性与稳压二极管相同，导通时其端压为1.9V左右（红色φ5mm）。当它与电源相连时，回路中必须设置限流电阻，否则一旦外加电压超过导通压降，发光二极管将由于过流而损坏。当直接用层叠电池点亮发光二极管时可正常点亮不损坏，是因为层叠电池有较大的内阻，正是内阻起到了限流作用。如果用蓄电池或稳压电源直接点亮发光二极管，则会由于内阻小，无法起到限流作用，顷刻就会将发光二极管烧毁。稳压二极管与变容二极管的PN结都具有正向电阻小反向电阻大的特点，其测量方法与普通二极管相同。但须注意，稳压二极管的反向电阻较普通二极管小。

实训项目2-5：二极管正向电阻测量

分别用机械万用表的R×1、R×10、R×100、R×1k挡测量1N4148、1N4007、2AP9等正向电阻，并填写表2-4。

实训思考题：观察测量值，看发现了什么问题，并解释其中的原因。

活动五 用机械万用表、数字万用表测三极管

分别用数字万用表、机械万用表测量判断CS9013、A1015的引脚极性。

1.用数字万用表判断CS9013三极管的极性

三极管的内部就像是由两个二极管组合而成的，如图2-3所示，中间的是基极（B极）。首先我们要找到基极并判断是PNP管还是NPN管。看图2-3可知，PNP管的基极是两个负极的共同点，NPN管的基极是两个正极的共同点。这时我们可以用数字万用表的二极管测量挡去测基极，如图2-4所示。对于PNP管来说，当黑表笔（连表内电池负极）在基极上，红表笔去测另两个极时，一般为相差不大的较小读数（0.5～0.8），若表笔反过来接则为一个较大的读数（一般为1）。对于NPN表来说则是红表笔（连表内电池正极）连在基极上。从图2-5可以得知CS9013为NPN管，中间的引脚为基极。

找到基极和知道是什么类型的管子后，就可以来判断发射极和集电极了，把万用表拨到hFE挡上，将CS9013插到NPN的小孔上，B极对上面的B字母。读数，再把它的另两脚反转，再读数。读数较大的那次极性就是表上所标的字母，这时对着字母去认CS9013的C极和E极。其他的三极管判断方法与此类似。

2.用机械万用表测量判断A1015的极性

利用机械万用表判断A1015三极管的类型和极性，其步骤如下。

1）判断基极B和管型时万用表置R×lk挡，先将红表笔接某一假定基极B，黑表笔分别接另两个极，如果电阻均很小（或很大），而将红、黑两表笔对换后测得的电阻都很大（或很小），则假定的基极是正确的。基极确定后，若红表笔接基极，黑表笔分别接另两个极时测得的电阻均很小，则此管为PNP型三极管（反之为NPN型），测试电路如图2-6所示。

2）判断发射极E和集电极C，如图2-7所示，若被测管为PNP型三极管，则假定红表笔接的是C极，黑表笔接的是E极。用手指捏住B、C两极（或在B、C间串接一个100kΩ的电阻）但不要使B、C直接接触。若测得电阻较小（即IC大），再将红黑两表笔互换后测得电阻较大（即IC小），则红表笔接的是集电极C（按照同样方法可以判别NPN型三极管的极性），黑表笔接的是发射极E。如果两次测得的电阻相差不大说明管子的性能较差。

3.在路测二极管、三极管、稳压管好坏

在实际电路中，三极管的偏置电阻或二极管、稳压管的周边电阻一般都比较大，大都在几百几千欧姆以上，这样，我们就可以用万用表的R×10或R×1挡来在路测量PN结的好坏。在路测量时，用R×10挡测PN结应有较明显的正反向特性，一般正向电阻在用R×10挡测时表针应指示在200Ω左右，在用R×1挡测时表针应指示在30Ω左右。如果测量结果正向阻值太大或反向阻值太小，都说明这个PN结有问题，这个管子不能再被使用了。这种方法在维修时特别有效，可以非常快速地找出坏管，甚至可以测出尚未完全坏掉但特性变差的管子。比如，当用小阻值挡测量某个PN结时发现正向电阻过大，这时把它焊下来用常用的R×1k挡再测，可能还是正常的，但其实这个管子的特性已经变差了，不能正常工作或不稳定了。

数字万用表在判断在路晶体管PN结好坏时比机械万用表好用，特别对于偏置等效阻抗高的电路，用数字表的二极管挡测量PN结时，外部偏置电阻的影响比较小，产生误判的可能性要远小于机械表，但具体还需要在实践中不断积累经验。

实训项目2-6：三极管的测量及引脚的判断

用数字万用表蜂鸣挡测量所给的三极管，并将示数填入表2-5中。

实训思考题：机械万用表和数字万用表判断三极管极性的原理一样吗？

活动六 场效应管的测量

在多数场效应管（MOS，分PMOS管和NMOS管），尤其是功率型场效应管内部都有完善的保护单元，因此在使用上与传统双极结型三极管几乎一样方便。同时保护单元的存在又使场效应管的测试方法也与传统双极结型三极管有所不同。

1.基本类型场效应管测试

由于场效应管内部的保护环节有多种类型，这就使测量过程比较复杂。常见的NMOS管内部D-S间均并联有一只寄生二极管（Internal Diode），部分NMOS管的G-S之间还并联有类似于双向稳压管的元件“保护二极管”，如图2-8所示。由于保护二极管的导通电压较高，用万用表一般无法测量出该二极管的单向导电性。因此，这两种管子的测量方法基本类似，具体步骤如下。

1）由于MOS管栅极与漏、源两极之间绝缘阻值很高，因此G-D、G-S之间均表现出很高的电阻值。而寄生二极管的存在又使D、S两引脚间表现出正反向阻值差异很大的现象。选择机械万用表的R×1k挡，轮流测试任意两只引脚之间的电阻值。当出现较大幅度偏转时，与黑表笔相接的引脚即为NMOS管的S极，与红表笔相接的引脚为漏极D，剩余脚则为栅极G，如图2-9所示。

2）短接G、D、S三只电极，释放G-S极间结电容在前面测试过程中临时存储的电荷，使电压UGS为零。若G-S极间接有双向保护二极管的MOS管，可跳过这一步。

3）将万用表电阻挡切换到R×10k挡（内置9V电池）后调零。将黑表笔接漏极D、红表笔接源极S，经过上一步的短接放电后，UGS降为0V，MOS管尚未导通，其D-S间电阻RDS为∞，故指针不会发生偏转，如图2-10所示。

2.NMOS管的质量与性能的判断

NMOS管的质量与性能的判断有两种方法。

1）用机械表红表笔接S极，黑表笔接D极，用手指碰触G-D极，此时指针应向右发生偏转，如图2-11所示。手指松开后，指针略微有一些摆动。用手指捏住G-S极，形成放电通道，此时指针应缓慢回转至电阻∞的位置，如图2-12所示。

对于G-S间接有保护二极管的MOS管，手指撤离G-D极后即使不去接触G-S极，指针也将自动回到电阻∞的位置。值得注意的是，测试过程中手指不要接触与测试步骤不相关的引脚，包括与漏极D相连的散热片，以避免后续测量过程中因万用表指针偏转异常而造成误判。

2）用红表笔接源极S，黑表笔接栅极G，对G-S之间的等效结电容进行充电，此时可以忽略万用表指针的轻微偏转，如图2-13所示。切换到R×1挡，换挡后须及时对挡位进行调零。将红表笔接到源极S，黑表笔移到漏极D，此时MOS管的D-S极导通。根据MOS管类型的不同，万用表指针会停留在十几欧姆至零点几欧姆不等的位置。如图2-14所示，交换黑表笔与红表笔的位置，万用表所指示的电阻值基本不变，说明此时MOS管的D-S极已经导通。当前万用表所指示的电阻值近似为D-S极导通电阻RDS(on)。因测试条件所限，这里得到的RDS(on)值往往比手册中给出的典型值偏大。

对于G-S间接有保护二极管的MOS管，因G-S间保护二极管的存在，万用表指针在接近零刻度位置后，将自动回复到电阻∞位置。

3.型号不明的MOS管的测量

PMOS管的测量原则和方法与NMOS管类似，在测量过程中应注意将表笔的顺序颠倒。

但是，对于型号不明的MOS管，通过检测单向导电性往往只能判断出其中哪一只引脚为栅极，而不能直接识别管子的极性和D、S极。对此，合理的测试方法如下。

1）将万用表取R×1k挡，在观察到单向导电性之后，交换两只表笔的位置。

2）将万用表切换至R×10k挡，保持黑表笔不动，将红表笔移到栅极G，停留几秒后再回到原位，若指针出现满偏，则该元件为PMOS管，且黑表笔所接引脚为源极S、红表笔所接引脚为漏极D。

3）若第2步指针没有发生大幅度偏转，则保持红表笔位置不变，将黑表笔移到栅极G停留几秒后回到原位，若指针满偏则管子类型为NMOS，黑表笔所接引脚为漏极D、红表笔所接引脚为源极S。

实训项目2-7：用万用表测量NMOS管

请按照上面介绍的方法测量NMOS管，并填写表2-6。

活动七 用电感电容表测量电感电容

1.用胜利6243+电感电容表测量电容

1）按下电源开关接通电源。

2）选择量程开关到相应电容量程。

3）对电容完全放电。

4）将黑表笔插入“-”端，红表笔插入“+”端，将电容引脚与黑表笔和红表笔接上，电解电容需要注意极性。

5）如果显示器显示“1”，表明超过量程范围，此时应选择更高量程测量；如果显示值前有一个或几个零，则可将量程改换到较低挡以提高仪表测量的分辨率。

在测量中要注意以下情况。

如果电容值没有标明，从2nF量程开始逐渐上升直到超量程显示消除并显示读数。

仪表的杂散电容在2nF量程上有几个pF的读数，对小电容的测量将产生一定的影响，因此测量值非常低的电容时应该用特别短的导线以避免引入杂散电容。当表笔引入了一个杂散电容值时，应把此电容值从测量结果中减去。

大电容严重漏电或击穿时，测量将显示一数字值（一般为负数）且不稳定。测量出现此现象时，应借助其他测量工具加以确认。

2.演示测量10pF、100nF电容和100μF电解电容

1）测量10pF：接通电源，选择量程开关到2nF电容量程，对电容完全放电，将红、黑表笔分别接电容的引脚测量，读数为“13”，减去两线空置的读数“1”（即杂散电容），即12pF，如图2-15所示。

2）测量100nF：接通电源，选择量程开关到200nF电容量程，对电容完全放电，将红、黑表笔分别接电容的引脚测量，读数为“93.4”，即93.4nF，如图2-16所示。

3）测量100μF：接通电源，选择量程开关到200μF电容量程，对电容完全放电（大电容这点特别重要），将红、黑表笔分别接电容的正极引脚和负极引脚测量，读数为“100.8”，即100.8μF，如图2-17所示。

3.用胜利6243+电感电容表测量电感

1）按下电源开关接通电源。

2）选择量程开关到相应电感量程。

3）将黑表笔插入“-”端，红表笔插入“+”端，把电感引脚与黑表笔和红表笔接上。

4）如果显示器显示“1”，表明超过量程范围，此时应选择更高量程测量；如果显示器显示值前有一个或几个零，则应将量程改换到低量程挡以提高测量的分辨率。

在测量中要注意以下情况。

如果电感值没有标明，从2mH量程开始逐渐上升直到超量程显示消除并显示读数，在使用2mH量程时，应先将表笔短路，测得线电感值，然后再在实测中减去。测量非常低的电感时应该用特别短的导线以避免引入杂散电感。

4.测量1500μH、高频变压器和滤波器的绕组电感量

1）测量1500μH：接通电源，选择量程开关到2mF电感量程，将红、黑表笔分别接电感的引脚测量，读数为“1.571”，即1.571mH，如图2-18所示。

2）测量高频变压器：接通电源，选择量程开关到2mF电感量程，将红、黑表笔分别接高频变压器的次极引脚测量，读数为“0.047”，即0.047mH，如图2-19所示。

3）测量滤波器：接通电源，选择量程开关到2mF电感量程，将红、黑表笔分别接滤波器绕组的引脚测量，读数为“1”，表明超过量程范围，再选择量程开关到20mF电感量程，读数为“4.32”，即4.32mH，如图2-20所示。

实训项目2-8：电感电容测试仪的使用

练习用胜利6243+电感电容测试仪测量电感（变压器）、电容，并填写表格2-7。