萬用表測電壓時應注意的幾個問題

我們利用萬用表的機會比較多，它可以用于測量交、直流電壓、電流和電阻。用萬用表測量電壓時，我們不僅要看清測量項目、選取適當的量程、考慮正負極，還應該注意下面幾個問題。

1 萬用表本身內阻對于測量電壓結果的影響

我們知道萬用表的電壓擋內阻一般有幾十千歐，如JO411袖珍萬用表，其10V電壓擋的內阻為20kΩ。如圖1所示，電源內阻為零，E=8V，R1=30Ω，R2=10Ω，則AB、BC、AC間電壓的理論值分別為6V、2V、8V，若用這款萬用表測量電路中每兩點間的電壓時，其測量值與理論值基本相同。但若將R1換為30kΩ，R2換為10kΩ的電阻時，再用這款萬用表測量，這時測得的UAC仍為8V，UAB卻是4.5V左右，UBC則是1.5V左右。測量得到的結果UAB+UBC≠UAC，這是什么原因呢？

產生這個誤差的原因就是萬用表的內阻在起作用。在R1=30Ω，R2=10Ω阻值較小時，它們遠遠小于萬用表的內阻，萬用表的分流作用不明顯，所以測量值與理論值基本相同。但在R1=30kΩ，R2=10kΩ時，它們與萬用表的內阻很接近，測量時萬用表的內阻Rg分別與R1、R2并聯，Rg起了分流作用，所以測得的UAB和UBC的值減小了。我們也可以計算如下：

當R1=30kΩ，測量AB間的電壓，這時是Rg與R1并聯，其并聯電阻為

同理當Rg與R2并聯時，我們可以計算得到UBC′≈1.5 (V).

而在測量AC間的電壓時，由于電源沒有電阻，電路中并聯Rg對AC兩端的電壓沒有影響，所以測量值仍然為8V。

從上面的實踐和分析我們可知，萬用表電壓擋的內阻對測量結果是有影響的：當測量對象的電阻較小時，誤差較小；當測量對象的電阻值與萬用表的內阻相當時，誤差就較大。

2測交流電壓時萬用表的兩種讀數

用萬用表的交流電壓擋測量交流電壓時，有時會遇到如圖2所示的電路。U是電源電壓，R是可變電阻，RL是負載電阻，D是二極管。當萬用表的紅表筆接A，黑表筆接B，得到的電壓讀數UAB≤U，如果RL=R，D為理想二極管，則UAB=U/2。

但當紅、黑表筆對調時，這時得到的讀數為UAB′≈U。為什么對于同一電壓兩次測量會出現不同的讀數呢？原來萬用表的內部也有一個半波整流器，如圖3的虛線框內表示萬用表電路。當紅表筆接A，流過萬用表表頭的是交流電的正半周，此時D導通，有較大電流流過R，R上的電壓降為UR=IR，所以測得UAB=U－UR≤U，如圖3所示。當紅、黑表筆對調，如圖4所示。交流電負半周時，D截止，當萬用表內的二極管D1導通。因為萬用表電壓擋的內阻較大，流過R的電流很小，所以R兩端的電壓降UR很小，此時測得的電壓UAB′≈U。在測量時我們要以圖2中測量值較小的為準。

3 注意脈動直流電壓的有效值和平均值