作者：貿(mào)澤電子Mark Patrick
萬用表幾乎是所有電子工程師工作臺上的必備重要物品，此類儀器可用于測量電壓、電流、電阻等一系列重要電氣參數(shù)，而且事實證明，在故障排除時非常有用。隨著時間推移，這些儀器變得越來越復(fù)雜，且功能越來越強大，并融入了更廣泛功能。現(xiàn)在，它們也可以用于測量電容、頻率、溫度等參數(shù)。
萬用表的價格可謂多種多樣，這取決于其所包括功能的多少和測量的準確度。當然，市場上一般有模擬版和數(shù)字版兩種形式。數(shù)字萬用表由于其成本效益、耐用性和高精度等方面優(yōu)勢，因此廣受歡迎。但是，當涉及到某些特定應(yīng)用（例如檢查快速變化的參數(shù)值）時，模擬萬用表通常比數(shù)字萬用表更為合適。
如今，通過數(shù)字化和采用更尖端的技術(shù)，智能萬用表能夠通過與無線硬件端接進行基于云端的數(shù)據(jù)管理/存儲。例如，可提供此項功能的產(chǎn)品之一是 FLIR Systems公司的 2.8 英寸 TFT 顯示屏 DM285 工業(yè)成像萬用表，它集成有藍牙通信，從而通過與 FLIR Tools 移動應(yīng)用（可提供Android 和 iOS 版本）端接實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸。
萬用表技術(shù)的演變也體現(xiàn)了這樣一個事實：以前數(shù)字設(shè)備的校準是通過進行大量內(nèi)部調(diào)整（如歸檔或?qū)⒑噶蠎?yīng)用于高電流范圍分流電阻器來調(diào)整其值）來完成，但現(xiàn)在則不再需要這些調(diào)整。相反，只需通過存儲在系統(tǒng)微處理器中的軟件進行校準，即可實現(xiàn)這一切。這種簡化的過程不僅減少了完成校準所需的時間和成本，而且顯著提高了精度。
一個好的萬用表顯然應(yīng)該能夠處理寬泛的電壓種類，以便測量交流和直流電壓信號，以及電阻值。但是，在選擇滿足具體需求的最佳選項時，需要考慮更多的參數(shù)。在決定投資之前，應(yīng)該確切地知道需要哪些相關(guān)的性能。下面我們進一步就這些進行討論，并概述需要考慮的重要方面。
1. 分辨率和精度
分辨率是指萬用表處于最低量程設(shè)置時可以感知的特定測量值最小計數(shù)，之后可以在其顯示屏上相應(yīng)顯示。精度則表示萬用表在測量特定參數(shù)時的確定性程度，它以百分比表示，代表了所測參數(shù)測量值和實際值之間的比較。正如您所期望的那樣，在選擇萬用表時，精度可能是最重要的考慮因素之一。目前提供的產(chǎn)品系列中，Keysight Technologies的U1240B可能具有更高的精度水平。這些緊湊、輕巧的手持式數(shù)字萬用表都具有令人印象深刻的 0.09% 直流電壓精度。其10,000-count雙 LCD 顯示屏可增強對所得測量結(jié)果的查看，一直可延續(xù)到最小的讀數(shù)。
2.響應(yīng)時間和數(shù)據(jù)日志記錄
萬用表設(shè)備的響應(yīng)能力也是一個非常重要的參數(shù)。模擬萬用表速度非常快，但是，它們確實缺乏存儲測量數(shù)據(jù)的能力（如果使用快速響應(yīng)萬用表，這可能是核心要求之一）。數(shù)據(jù)日志記錄在許多數(shù)字萬用表中都可提供，這樣允許針對特定參數(shù)測量的數(shù)據(jù)達到非常高采樣率，之后，獲取的數(shù)據(jù)可以存儲在數(shù)字萬用表上，以便稍后進行分析。
3. 輸入阻抗
萬用表型號中顯示的輸入阻抗差異很大，它們主要根據(jù)參數(shù)變化（movement）和所選量程的固有靈敏度而定。所有數(shù)字萬用表和一些帶有電子放大器的模擬萬用表均可提供固定輸入阻抗，其值非常高以至于不會干擾大多數(shù)電路。通常，對于小于或等于10V的量程，高端萬用表提供的輸入阻抗級別大于10GΩ。
4. 自動測量功能
自動測量是數(shù)字萬用表能夠真正增加其應(yīng)用價值的功能，因此已經(jīng)獲得了越來越多的商業(yè)認可。簡單來說，它會自動確定某個被檢測的特定參數(shù)值（如電容、電壓、電阻等），這樣可以節(jié)省用戶的繁瑣任務(wù)，不必再用"試驗和錯誤"方法去猜測參數(shù)的可能值。但必須承認，自動測量萬用表成本相對較高，但對它們的投入幾乎都非常值得，因為可以節(jié)省大量時間。
5. 真正的 RMS
大多數(shù)數(shù)字萬用表只能提供交流波形的平均讀數(shù)，并可能以均方根（RMS）格式顯示。這種波形不同于理想的正弦波，因此為了計算真正的RMS值，應(yīng)該選擇適當?shù)娜f用表型號。通常，能夠提供真實RMS值的數(shù)字萬用表都在較高的價格區(qū)間，但更高精度通常也是應(yīng)用必須的。例如，EXTECH Instruments的MN62-K 600V額定值萬用表具有內(nèi)置電壓檢測器。該萬用表具有真正的RMS功能，即使在信號受失真影響的嘈雜環(huán)境下也能獲得精確測量。得益于其中集成的電壓控制低通濾波器，此萬用表能夠為變頻驅(qū)動信號提供準確讀數(shù)。
6. 其他測量
數(shù)字萬用表的應(yīng)用范圍可以遠遠超出電流、電壓和電阻等標準參數(shù)測量。溫度、電容和頻率，以及與晶體管相關(guān)測量也都可以從中受益。例如，F(xiàn)LIR Systems的 DM62/DM66真正RMS工業(yè)萬用表具有所有上述功能。因此，它可用于電工、維護工程師和自動化現(xiàn)場服務(wù)技術(shù)人員對系統(tǒng)測試和故障診斷。與 MN62-K 一樣，它支持 到達600V操作。
7. 強度和安全
請務(wù)必檢查您選擇的萬用表是否經(jīng)過全面測試，使其具有更高的魯棒性和操作一致性，并要檢查其安全等級是否充足夠。盡管萬用表一直要持續(xù)使用，但該裝置應(yīng)該能夠連續(xù)使用多年時間。同時，在安全性方面，應(yīng)充分應(yīng)用雙絕緣、部件間距和輸入保護等措施，以避免對操作和儀表造成任何損害。
圖 1：Keysight 的 U1240B 手持式數(shù)字萬用表。
圖2：EXTECH的MN62-K萬用表。
為特定用途選擇正確的萬用表可能是一項非常具有挑戰(zhàn)性的工作。但從另一角度看，如果熟知萬用表可提供的功能與特定應(yīng)用的細節(jié)，選擇過程也不必如此困難。現(xiàn)在市場上有各種型號的產(chǎn)品可供考慮，再加上不斷進行的工程創(chuàng)新，這意味著可以輕松得到性能更高和功能更廣泛的萬用表。 |
