源自拉丁语“multus”(意为“多”)和古希腊语“metron”(意为“测量工具”),万用表是一种广泛应用于各种测量任务的电子技术测量仪器。万用表通常分为数字万用表和模拟万用表。自 1990 年代以来,纯模拟万用表(即带有模拟显示的万用表)在测量技术中的作用逐渐减弱,被数字万用表所取代。除了示波器外,万用表是电子和电气工程领域中重要的测量和诊断工具之一。
首台万用表是将电流(A)、电压(V)和电阻(Ω)组合在一起的多量程仪表,于 1922 年作为 AVOmeter 在英国推出,只能用来测量直流电压。
每一多用表的基本特征是其可用作电压和电流表。通常它也可在直流和交流测量之间转换。提供电阻测量功能也是常见的特征。
如今,许多其他功能都是高质量万用表的基本设备的一部分,其中包括:
☆ 电路接线连续性测试
☆ 二极管测试
☆ 温度测量
☆ 频率测量
☆ 电容测量
☆ 湿度测量
☆ 容积测量
☆ 亮度测量和更多
TRMS、RMS 或平均值
根据特殊信号形式的测量精度要求,建议使用 RMS(均方根)或更优的 TRMS (真均方根)万用表。AVG(平均值)万用表在测量非纯正弦信号时存在明显不足。例如,GOSSEN METRAWATT 的 TRMS 万用表在计算时不仅考虑实际的交流波形,还考虑了现有的直流分量。因此,这类万用表能够准确测量如相位角控制等典型信号特性。
选择正确的测量类别
在选择万用表时,除了必要的功能外,还必须考虑应用所需的测量类别。这样可以保护测试仪器的用户免受电压峰值(即瞬变)的影响。测量类别 CAT I 至 CAT IV 根据应用区域的额定电压规定了相应的保护措施:例如,CAT III / 1000V 的万用表比 CAT III / 600V 的万用表提供更好的保护。
类别 | 定义 | 示例 |
CAT I | 无测量类别,电路中的测量值与电源不直接连接 | 电池等。 |
第二类 | 直接连接到低压电源的电路中的测量 | 通过电源插头,例如在办公室、家庭和实验室应用中 |
第 III 类 | 建筑安装工程测量 | 固定消费者、长久连接到分销商的设备、分销商终端 |
第IV 类 | 低压装置电源的测量 | 电源端子、电表、一次过电压保护装置 |
万用表技术的不断发展和改进,使得市场能够提供各种不同且功能强大的设备,这些设备可用于执行苛刻的测试和测量任务。
校准和调整
手持式校准器是信号发生器,具有非常高的精度,用于测量仪器和信号转换器的调整和校准。
双模式仪器是手持式校准器和 TRMS 万用表的结合体,可同时进行测量和信号生成,因此可作为一个完整的校准系统。自动化由相关校准软件提供。
特殊万用表,例如 METRAHIT PM PRIME,允许设置数字显示器的刷新率,以便直接检查电位计的设置。
电信电缆和签名分析
万用表用于测量电缆系统中的故障源,可以测量电压、电流、电阻、绝缘、环路电阻、电容和电缆长度等所有相关参数。使用如 METRAHIT T-COM PLUS 这样的特殊万用表,通过快速对数条形图显示,改变极性即可检测单线中断或与未连接电线的接触(即电容不平衡)。此外,通过可选适配器,还可以进行 DSL 签名检测。
数据记录器
数据记录器的功能是轻松且长期地记录和存储测量值。与万用表配合使用时,它能提供一个完整的测试和测量系统,用于长期记录电气系统和机器的数据。通过一系列测量值传输接口连接到计算机系统,可以实现结果和评估的顺畅传输。
混合动力和电动车
能量存储系统能够为新的混合动力和电动汽车(如乘用车)的高压系统提供高达 500 伏的电力。未来,这一电压水平预计会翻倍。目前,工作电压高达 1,000 伏的技术已在现代商用车中应用。这些系统使用的电压远超安全标准,需要定期进行专业的安全检查。为此,这些领域使用了特殊的万用表,例如 METRAHIT IM E-drive(测量类别 1000V CAT III) 以及带有图形颜色显示的万用表,用于控制和分析。
航空电子设备服务
在航空工业中,提供了一套高质量的带有特殊附件的万用表,用于飞机测试所需的低压绝缘测量和数据保持功能。为了完成这一特殊应用中的测试,需要各种特殊的连接电缆和适配器。
户外和潜在爆炸性环境
采用本质安全设计和抗静电、抗冲击外壳的万用表,用于测试潜在爆炸性环境中的低电阻过渡,例如燃料箱内的接触点。高度精制的户外万用表以其防尘、极其坚固的外壳和防止液体渗透的特性而著称。GOSSEN METRAWATT 为此类应用开发了两款特殊万用表:METRAHIT outdoor 和 METRAHIT 27EX。
电机测试/短路线圈
电机、变压器或线圈的匝间短路会导致性能下降,甚至造成损坏。使用高质量的万用表(如 METRAHIT IM XTRA)和专用线圈适配器 XTRA,可以对每个绕组进行测量和检查损坏情况。通过 1kV 的浪涌测试,可以可靠地检测出仅在运行条件下才会出现的故障。评估结果通过表格或图形显示来比较测量值。
电能质量分析
由于非线性负载的增加,导致市电电压中的失真现象日益增多。通过使用带有数据记录和事件回放功能的万用表(如 METRAHIT energy),可以有效减少甚至避免高昂的维护成本。高质量的万用表可用于 PQ 分析,例如配备数据记录和事件回放功能的型号。
ASi 总线测试
在连接传感器等设备时,AS 接口(执行器-传感器接口),简称 ASi,是一种广泛采用的协议。无论是在工业应用、通信技术、实验室还是户外环境中,AS 接口凭借其先进的技术和坚固的品质,在现场通过特殊万用表技术的寻址和诊断功能进行可靠测试,例如在 METRAHIT ASi 3.0 万用表。