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教你如何選擇適合自己使用的萬用表

教你如何選擇適合自己使用的萬用表

2016/10/10 15:22:35

  萬用表是電子愛好者最常用的測量儀器之一,是一種集成多種常用電學測量功能的儀器,常見的萬用表具備電壓、電流、電阻三大基礎(chǔ)測試項目。現(xiàn)在不少萬用表都向智能化和多功能化方向發(fā)展,所以很多數(shù)字化產(chǎn)品都具備自動量程選擇和諸如測量電容、電感、頻率、占空比、溫度、三極管放大倍數(shù)等擴展功能。一般中低端的萬用表技術(shù)已經(jīng)非常普及,一些小作坊都能生產(chǎn)出各種多功能數(shù)字萬用表,而且價格非常低廉。市場上一臺萬用表的價格從幾元到幾千元都有,那么我們該如何選擇符合自己應用需要的萬用表?

  選購萬用表應該從產(chǎn)品的性能、品牌、外觀、售后服務、價格等幾個方面綜合考慮。

  萬用表的性能萬用表的性能主要包括測量精度、擴展功能、可靠性、耐用性、產(chǎn)品安全特性這5個方面。

  萬用表的精度包括兩個方面:一個是測量的準確度,即 通常所說的“誤差”;另一個是測量的分辨率,就是通常所 說的“萬用表的位數(shù)”。萬用表的測量分辨率與測量準確度 沒有必然的關(guān)系。雖然通常說,測量分辨率高的產(chǎn)品檔次比 較高,測量準確度也做得比較好,但并不是絕對如此。

  有的廠家投機取巧,產(chǎn)品看上去顯示的位數(shù)較多,功能 也比較多,但限于成本和技術(shù),無法很好地控制準確度和穩(wěn) 定性,一臺三位半的萬用表測量準確度要比一臺看起來具有 四位半顯示的產(chǎn)品好是完全有可能的。萬用表的分辨率是要 以準確度為基礎(chǔ)的,否則高位數(shù)的顯示是沒有測量意義的。 在高要求的測量中,對萬用表的測量準確度是有相當要求的, 萬用表的測量準確度是衡量產(chǎn)品檔次的主要指標之一。

  一臺萬用表的測量準確度會隨著使用時間的推移慢慢劣化,這也是儀器需要定期計量校準的主要原因。高可靠性的 萬用表使用周期長,抗外界惡劣環(huán)境性能強。導致萬用表誤 差變大的原因有內(nèi)在的和外在的:外在原因是使用環(huán)境和使 用頻率次數(shù),高低溫、高濕度都會影響元器件的特性,隨著 使用次數(shù)和時間的增加,磨損和老化在所難免;內(nèi)在因素是 產(chǎn)品的品質(zhì),從線路設計制作到元器件的選用和制造工藝。同樣作用的元器件,有價格昂貴但溫度系數(shù)小、性能優(yōu)異、經(jīng)久耐用的產(chǎn)品,也有價格低廉但性能平平的產(chǎn)品,使用何 等檔次的元器件直接關(guān)系到產(chǎn)品的成本,不同品牌的廠家是 有不同考慮的。

  走高端路線的品牌,本著優(yōu)質(zhì)優(yōu)價的原則選擇高穩(wěn)定性 元件和設計,確保了產(chǎn)品的可靠性耐用性,雖然價格高些, 但產(chǎn)品性能穩(wěn)定,壽命長,返修率低。走“拼價格”路線的 品牌嚴格控制成本,甚至不惜縮水,這樣的產(chǎn)品雖然價格便 宜,使用初期可能還不容易發(fā)現(xiàn)問題,但隨著使用時間的延 長,問題就會慢慢暴露出來。好在大部分低端用戶對萬用表 的準確度并不敏感,也沒有計量的手段,一般測測干電池顯示 1.5xxV,測測市電顯示22xV就行了,所以有不少用戶說自 己的便宜萬用表質(zhì)量還行,用了多年還沒壞,其實很多產(chǎn)品真的拿去計量,早已不在“狀態(tài)” 了。

  萬用表的耐用性與產(chǎn)品的設計和品質(zhì)密切相關(guān),耐用的 產(chǎn)品在設計時就考慮到萬用表可能面臨惡劣的使用環(huán)境,包 括風吹雨淋以及意外的跌落和碰撞。高強度的外殼材料和抗 沖擊設計以及高密封性是提高產(chǎn)品耐用性的基礎(chǔ)。內(nèi)部高品 質(zhì)的器件可以延緩長期使用的磨損,有些高品質(zhì)萬用表的撥 盤采用優(yōu)質(zhì)金屬,觸點都做加厚鍍金處理,這樣可以起到抗 氧化耐磨的效果。有些10多年前產(chǎn)的名牌萬用表在二手市場 經(jīng)過多次轉(zhuǎn)手,甚至被從洋垃圾中挑揀出來,依然可以正常 使用,足見其耐用性。

  很多用戶一說到萬用表性能,往往專注產(chǎn)品的精度,其實產(chǎn)品的安全性更為重要,它與使用者的人身安全息息相關(guān)。誤操作很難絕對避免,在超負荷或錯誤設定工作狀態(tài)下,萬用表能否保證最大限度地不使用戶受到人身傷害以及 保持儀表自身的安全,這就與產(chǎn)品的安全特性設計有關(guān)。多 一份設計余量,就多一份成本,但也更多一份安全,嚴格執(zhí) 行安全標準是對生命的負責。

  高端萬用表往往采用昂貴的保險絲,如 Fluke高端系列的 一顆保險絲的價格都在60元以上,一顆保險絲的價格完全可以買一兩臺便宜的萬用表。高性能、高響應速度的保險絲能更靈敏、快速地隔斷過載的意外,將儀器因為嚴重過載而發(fā) 生爆炸、融化等事故的可能性降到最低,同時保險絲管自身 內(nèi)阻極低,可以將對串入電路后造成的影響控制在最小。

  擴展功能是現(xiàn)代數(shù)字萬用表多功能化的表現(xiàn)。除了傳統(tǒng) 的電壓、電流、電阻的基本測量外,常見的擴展測量功能還 有通斷測量、二極管測量、三極管測量、電容量測量、溫度 測量、頻率測量、占空比測量,最大值保持、模擬指針快速響應顯示、內(nèi)置抗干擾低通濾波器、PC 通信接口、誤操作保護。 擴展測量功能有時可以替代一些專項儀表,拓展萬用表的應 用范圍,達到一表多用,還可以提高工作效率和自動化率。

  萬用表的品牌

  品牌是萬用表品質(zhì)的保證,同時也 是產(chǎn)品檔次的體現(xiàn)。一個著名的品牌是經(jīng)過多年市場的積淀,也是廠家對用戶的承諾。一些國際著名 品牌的低端萬用表雖然在大眾用戶關(guān)注的測量精度和擴展功能上并不出彩,但在產(chǎn)品可靠性、穩(wěn)定性、安全特性等不常 為用戶重視的內(nèi)在品質(zhì)上做得比較扎實,一絲不茍。用戶用 久了才能慢慢體會出高品質(zhì)產(chǎn)品的含義。很多用戶都喜歡通 過比較參數(shù)來對比產(chǎn)品的性能,著名大品牌提供的產(chǎn)品參數(shù) 的真實性更有保障。

  俗話說“隔行如隔山”,在工業(yè)發(fā)達的時代,行業(yè)的劃 分越來越精細,涉及的技術(shù)也越來越專業(yè)、越狹窄。同屬電 子行業(yè),電器維修的高手一般不會精通儀器儀表專業(yè)技術(shù), 大多停留在儀器應用的階段,所以大部分萬用表使用者并不 會像萬用表制造行業(yè)的業(yè)內(nèi)人員那樣對產(chǎn)品有深入了解,沒有必要為買一塊萬用表而先成為萬用表專家,這也是不現(xiàn)實的。普通的基礎(chǔ)知識加上品牌保證就是選購的捷徑,因為廠 家已經(jīng)從專業(yè)的角度為不同等級的應用設計好了不同檔次的 系列產(chǎn)品。對于品牌的信任在電子行業(yè)是廣泛被接受的,當 你拿出一塊高檔名牌萬用表,懂行的人自然會對你的測試結(jié) 果增添幾分信任,同時也更認可你的專業(yè)程度。

  萬用表的外觀設計

  外觀設計關(guān)系到萬用表的耐用性、抗毀性以及使用操作認證。隨著萬用表使用年限的增加,誤差逐漸變大,這時就 需要通過專業(yè)校準來重新提高萬用表的測量準確度,減小誤 差。這種校準對于目前主流的數(shù)字萬用表而言,往往只需要 配合專用儀器,對機內(nèi)的數(shù)據(jù)進行軟件調(diào)校,經(jīng)過校準的萬 用表完全可以達到新品出廠的性能,而校準的費用遠遠低于 購置新表的費用。通過專業(yè)的校準可以大大提高萬用表的使用期限,從而降低儀器使用成本。高端的售后服務除了維修和校準外,還包括技術(shù)支持等高級服務。

  指針萬用表的選購

  高品質(zhì)的指針萬用表應該具備優(yōu)質(zhì)的機械表頭、靈活耐 用的擋位撥盤、穩(wěn)定的系統(tǒng)精度、電壓擋高內(nèi)阻、完備的保 護機構(gòu)、堅固耐用的外殼。優(yōu)質(zhì)的指針表頭具有良好的響應 速度,同時具有適當?shù)淖枘崽匦裕械母邫n表盤上還安裝有 反光鏡條,減小讀出誤差。一般大面積的表盤更容易讀數(shù), 但對于小型的便攜型萬用表,也要考慮產(chǎn)品的整體體積。國 產(chǎn)指針萬用表主流應用級產(chǎn)品的直流精度為 2.5級,也有少量 科研級的產(chǎn)品達到1.5級和1.0級,更高等級的指針表大多是 單項功能單量程的專用表了,實際一般應用2.5級的表已經(jīng)足 夠了。

  在數(shù)字萬用表的時代,高精度測量已經(jīng)是數(shù)字表的天下,高檔指針表的實用意義日趨沒落。有些用戶認為,早期出品的萬用表大量使用高精度線繞電阻,拆開后蓋內(nèi)部滿滿 當當?shù)模瓿銎返娜f用表則多用市面上常見的色環(huán)電 阻,拆開后蓋內(nèi)部空空落落的,因此品質(zhì)下降,新產(chǎn)品沒有 老貨好,其實并不盡然。早期萬用表使用線繞電阻,是因為 當時碳膜電阻的精度不夠好,用傳統(tǒng)線繞的方式更容易得到 阻值誤差小的電阻。時過境遷,現(xiàn)在的色環(huán)電阻(碳膜電阻 和金屬氧化膜電阻)的精度大大提高,加上二次篩選,很容 易得到符合誤差要求的電阻,而且色環(huán)電阻的價格要比線繞 電阻便宜得多,所以大量使用色環(huán)電阻是必然的趨勢。外觀 看似差不多的色環(huán)電阻其實也有檔次之分,包括精度等級和 穩(wěn)定性等級,只要產(chǎn)品統(tǒng)調(diào)得當,一樣可以制造出符合技術(shù) 規(guī)范的萬用表。

  國產(chǎn)指針萬用表中有特色的高端產(chǎn)品主要有:直流精度達1.0級的MF35型和MF18型,直流精度達到1.5級的MF12型 和MF14 型,具備10微安測試擋和直流內(nèi)阻達100kΩ/V的高靈敏度MF10型。這些萬用表代表這我國指針表曾經(jīng)的最高水平,有一定的收藏價值,尤其是一些老年份的名廠表。

  不過這些高端表現(xiàn)在的使用價值已經(jīng)不高了,這是因為這些過去被認為高精度的指針表,現(xiàn)在的測量準確性還是不 能和現(xiàn)在高檔數(shù)字表相比的。對測量準確度要求很高的用戶現(xiàn)在應該直接用高端的臺式高精度數(shù)字表。

  數(shù)字萬用表的選購

  數(shù)字萬用表是當前市場上的主流,按需選購,注重產(chǎn)品 的品質(zhì)才是明智的選擇。一般用戶不必過分注重產(chǎn)品的分辨 率(顯示位數(shù)),對于即使像家電維修這一類的應用,其實 最普通的三位半數(shù)字表就足夠用了,高分辨率的測試絕大多 數(shù)情況下并沒有實質(zhì)性的幫助。對于大部分用戶來說,萬用 表實用、夠用就好,不一定要買高價、高檔的產(chǎn)品。名牌是 品質(zhì)的保證,一般產(chǎn)品線中的中檔產(chǎn)品具有最高的性價比。 高端產(chǎn)品雖然性能優(yōu)良,但除了初期購置費用高昂外,后期 使用費用也會比較高。

  首先,高性能產(chǎn)品耗電都會比較多,電池開銷會比較 大。其次,使用的耗材(如保險絲之類的)費用比較高,如FLUKE高端萬用表的一個保險絲都超過60元,一次誤操作帶 來的損失會明顯加大。再次,后期的維修費用也與萬用表的檔次有關(guān),高檔萬用表的維修費用很高。

  對于一些與高壓、大電流打交道的用戶,萬用表的安全 性比測量精度更重要。一般高精度的萬用表適用于科研級和 研發(fā)級的應用,尤其是臺式萬用表更適合實驗室使用,真正 使用七位半以上超高精度的萬用表,需要有嚴格的規(guī)范,包 括適當?shù)臏囟群蜐穸龋⑿枰ㄆ谟嬃啃剩绻衿胀ㄈf 用表那樣隨便放置,開機就用,早就失去了實際使用意義。

  從測量技術(shù)上分,數(shù)字萬用表的交流有效值測量方法 有兩種:平均整流原理和真有效值原理。前一種方法成本比 較低,主要適應正弦波的測量,遇到方波,讀數(shù)就會偏大。 后一種方法雖然實現(xiàn)相對復雜,但對各種波形的測量比較準 確,絕大部分中高檔萬用表都采用真有效值測量方式。采用 真有效值測量方式的萬用表都會在表上標上“Ture-RMS”字樣,這已經(jīng)成為數(shù)字萬用表檔次的一種標志。

  萬用表的測量性能除了測量準確度和測量分辨率外,還有一個很關(guān)鍵的指標響應速度,即開始測量到穩(wěn)定讀數(shù)的時 間,這也反映出萬用表處理器對數(shù)據(jù)的處理能力,高檔數(shù)字 表都具有非常快的響應速度。需要 注意的是,這與萬用表屏幕刷新的 速度并沒有直接的關(guān)系。有的用戶抱怨自己的數(shù)字萬用表測量速度慢,就與這個指標有關(guān)。有很多中 低檔萬用表在參數(shù)表中都回避這個 問題。

  對于普通家庭用戶,測量精度基本沒有什么要求,可以考慮價廉物美的產(chǎn)品,如優(yōu)利德 30 元左右的 UT33 B,只要正規(guī)廠家的產(chǎn)品即可不用花費太多,放在工具箱里以備不時之需。

  對于初級電子愛好者,可以選擇國內(nèi)名牌、精度不一定 很高的入門級多功能產(chǎn)品,如華儀MS8264或優(yōu)利德UT60A,價格不高,但功能齊全,有電容、三極管的測量等擴展功能,可以免除購買專用儀器的費用,保護功能也比較齊全,可以防止誤操作對儀器的損毀。

  對于專業(yè)生產(chǎn)線或者電子小廠的用戶,因為連續(xù)開機, 工作時間比較長,所以需要耐用、省電、實惠的萬用表,國 內(nèi)名牌有良好的售后保障,入門級產(chǎn)品功能不多,但結(jié)實耐 用的型號是這類用戶理想的選擇,如勝利VC890D。

  對于教學用萬用表,一般批量比較大,大部分用戶常關(guān) 心的結(jié)實耐用、耗材易損件價格低廉,對測量精度一般沒有 特別的要求,只要求操作典型、直觀由于是基礎(chǔ)教學需要, 所以一般不選自動化程度很高的產(chǎn)品,如優(yōu)利德的UT39A就 比較適合。

  對于發(fā)燒級的電子愛好者,他們希望用的萬用表有點檔 次,但價錢又不太高,那么國產(chǎn)一線品牌的中高檔產(chǎn)品是不 錯的選擇,如優(yōu)利德UT70B,具備自動量程切換和模擬快速 指示條。

  對于特定行業(yè)用戶,一些有針對性設計的名牌產(chǎn)品在價 格和性能上有較好的平衡,如Fluke F11x系列,同時一些專門 的設計可以大大提高工作效率和提高測量的準確性。

  對于應用于電力和工業(yè)上經(jīng)常與高壓大電流打交道的 用戶,萬用表的安全特性更為重要,名牌的中高檔產(chǎn)品,如 Fluke 87V,在安全性方面會更有保障。

  對于專業(yè)電子工程師,一塊名牌高端的萬用表,如Fluke287/289,就像男人的腕表一樣,更能在同行間體現(xiàn)出“專 業(yè)”的身份。盡管有時萬用表的高端性能并不那么重要,但高性能產(chǎn)品使用起來絕對有不一樣的感受,也可以解決很多 復雜的測量問題。

審核編輯(
王靜
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