萬用表小知識簡介及常規使用技巧

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我們常說的萬用表，又稱為三用表，是一種多量程，可以測量多種電量的便攜式電子測量儀表。普通萬用表以測量阻抗，交、直流電流，交、直流電壓信號為主。有的萬用表還可以用來測量音頻電平、電容量、電感量和晶體管的β值等。

由於萬用表具有結構簡單、便於攜帶、使用方便、用途多樣和量程範圍廣等特點，因而被廣泛應用於電路故障診斷、信號測量等場合，是最常見的電信號測量工具之一。

對筆記本電腦的故障診斷、維修一樣，也是離不開萬用表的使用。在電腦維修中，經常會用萬用表來測量電腦主機中的一些電源電壓、系統信號測試點的對地阻抗，電源、信號的導通狀態以及各類電子器件的阻抗、電氣參數等。電腦故障診斷的信息來源，絕大部分時候都是賴於萬用表的。

1，常見萬用表選用

萬用表的種類很多，按讀數方式來分，可分為模擬和數字式萬用表兩類。模擬式萬用表是通過指針在表盤上擺動的大小來指示被測量的數值。因此，也稱其為機械指針式萬用表。雖然它的價格相對便宜，但由於讀數不是很方便，容易造成較大誤差等缺點，已越來越少的被專業維修人員所採用。而具備使用方便、量程多、功能全等優點數字萬用表則深受使用者

的歡迎，它也成為筆記本電腦硬件分析愛好者的首選。

首先向各位介紹一下，如何選用筆記本電腦故障診斷中常用到數字萬用表。數字萬用表通常又分為便攜式和台式兩種。便攜式體積小，重量輕，耗電少，適用於工業現場，也是電腦維修的必選工具。台式表精準度和分辨率非常高，在計量、科研和生產部門作為標準表和精密測量用。這里我們不再對後者進行介紹。歸納一下，選擇數字萬用表一般從以下兩個個方面來考慮：

（1）測量功能方面

現在的數字萬用表除了具有測量交直流電壓、交直流電流、阻抗、頻率、二級管導通電壓和電容容值等幾種功能外，還有記錄功能、數據保持、相對模式、公差比較等功能。在電腦主板故障診斷中，具備前面提到的幾種基本功能後，已經能滿足實際需求，使用時要根據具體要求選用。

（2）測量範圍和量程方面

數字萬用表量程多，且基本量程準確度最高。很多數字萬用表可以自動/手動量程選擇，使得測量方便、安全、迅速。還有很多數字萬用表有過量程能力，在測量值超過該量程但還沒達到最大顯示時，可不用換量程，從而提高了準確度和分辨力。同時，也最大程度上減少了調節表盤的次數，大大提高了工作效率，這也是各位在選用數字萬用表時，最需要考慮的一點。下面的兩種萬用表分別為推薦和不推薦的萬用表表盤類型，僅供各位在選用儀表時參考。

① 推薦使用萬用表類型

具有自動更換量程功能，只要我們選用相應測量類型後，不用關注具體的測量信號量程範圍，極大地提高了測量精度。同時，也免去了在信號測量過程中，選擇具體量程的精力消耗，如下面視圖所示。

② 不推薦使用萬用表類型

同推薦萬用表類型相比，價格可能會相對較便宜，但儀表表盤檔位眾多。在很多時候，為信號的測量精度和選量程的精力消耗，都帶來了極大的困擾。所以，不建議使用此類型萬用表，如下視圖所示。

2，基本測量概念

諸如「對地阻抗」、「對地電壓」、「開路」、「短路」和「導通」等在信號測量中經常提到的基本名詞的正確理解與掌握，對萬用表的正確使用及故障診斷技能的提高，有著非常重要的作用。說到這幾個名詞，大家可能並不陌生。現在要做的就是，結合電腦主板的實際特點，一起明確、強化認識。

如下圖所示，典型筆記本電腦主板部分線路。如前文所述，它是電腦主機最重要的功能部件之一。所有其他功能部件，都會以主板為平台，共同組建成完整的電腦系統。

（1）線路「地」的概念

說到「地」，可能朋友們首先想到的就是大地。還有和地相關的一些名詞，如零、地線等等。不錯，主板地的概念，確實和大地的地有相通之處。它們之間甚至可以進行物理連接，形成相互導通的狀態。我們知道，用來形容某個實物到底有多高、多快，無形當中都會有個「參照物」，如樓房有20米高，在默認的情況下，肯定就是相對於房屋所在地的地面高度。

同樣，要來描述主板上某個信號有多強、電壓有多高，也是需要有個「地」作為參考的。高於這個地的，它就是正的多少、多少。如果是電壓就是正的多少伏。低於地的電壓，它就是負的多少伏了。

那麼，電腦主板上的地究竟在哪呢？很好找，主板所有外接的金屬接口、定位孔、濾波電容的負極、PCB板的接地、散熱層等等，都可以被看作是地，並且它們相互導通，即它們之間的直流導通阻抗為零。以電壓值的測量舉例，主板上測量出來的所有電壓值，都是以這些地為參考，就是將這些地的電壓值看作為0V，其他元件引腳所帶的電壓值，就是被測試點與地的0V電壓之間的電壓差。說得更為明確一點，某個測試點的電壓值，其實就是該點的電壓同主板地之間的電壓差。

如下圖所示，用來固定主板的定位孔、主板上各個功能端口金屬部分，如PCI Express卡槽，USB金屬接口等、濾波電容的接地引腳等，都可以被稱之為電腦主板的「地」。我們知道，主板PCB都是由多層線路組成，其中有專門的接地層將這些地連接到一起，使它們之間相互導通、連成一體。其他同主板相連接的功能部件，也會和主板形成共用的地。

在PCB布局文件中，會有專門的接地層。如下圖所示，在多層的PCB線路板中，有專門的接地層。

（2）線路對地阻抗定義

在前面我們費了較多的口舌，以筆記本電腦主板為例，向各位灌輸了電腦主機地的概念。在對電腦的地有著正確的認識之後，再來了解對地阻抗這樣的概念，其實並不是一件難事。

顧名思義，對地就是相對於地。要測量某點的對地阻抗值，實際就是測量該點與主板地之間的阻抗值。這樣的測量方法，在實際電腦主板故障診斷中，經常會被用到。為了便於朋友們的理解，現在來建立個如下圖所示模型來看。

針對上面的模型圖，我們以序號的形式依次各項說明信息，如以下表格所示。

在有了對地阻抗的基本認識後，我們再來看由其引申出來的兩個基本概念：

① 對地短路的概念

有了上面的鋪墊，就不難理解對地短路。對地短路又可以分為完全對地短路和部分對地短路。這個怎麼說呢？完全對地短路，就是上圖我們要測試的A點同地B點之間完全導通，即它們之間的直流阻抗為0。這種情況，多發生於待測A點的某些電子元件被電性能擊穿，或存在同主板地焊接短路的可能原因。焊接短路的效果，就相當於額外的從A點拉一根導線到地B點。部分短路的概念就是A點相對於地B點之間的阻抗低於正常值範圍。打個比方，在正常情況下，A點相對於B點地的阻抗為100Ω。但現在測量出來的阻抗值只有10Ω，就可以稱A點部分對地短路。它說明了同A點線路連接的電子元件或PCB線路可能存在部分損壞、擊穿的可能性。

② 對地開路的概念

相比之下，對地開路的概念就更好理解，就是測試點A相對於B點之間的阻抗為無窮大，或者阻抗值大大超出了正常值的範圍值。如果A點對地的電子元件或PCB線路被燒斷，則有可能會出現對地開路的故障現象。

（3）阻抗、短路和導通的概念

還是可以通過類似的線路模型，來直觀的理解。如下圖所示，我們看到同上圖唯一不同的就是，原先主板的B點地換成了任意測試點C。同樣，負載1就是要測試其阻抗特性的部分。負載2為主板線路中可能並聯的負載部分。在有些時候，為了測量的精確性，往往需要將串接在A、C之間的負載1的電子元件一端同主板焊接點斷開，單獨測量A、C之間元件的阻抗特性，這樣可以從根本上避免並聯負載2的影響。如果說A、C之間短路，就相當於認為A、C兩點是直接導通的，它們的直流阻抗為0Ω。展開來看，在正常的線路情況下，如果A、B兩點之間應該導通，也可以測量阻抗ZAB是否為0Ω，來判斷線路是否正常。

針對上面的模型圖，還是以序號的形式依次各項說明信息，如下表格所示。

（4）線路對地電壓定義

在掌握了對地阻抗這樣的一個概念以後，在對地電壓也就迎刃而解。其實前面我們已經提到對地電壓的概念，就是用萬用表測量某測試點相對於地的電壓值，這里不再贅述。

3，萬用表表針改造

萬用表表針的改造萬用表是筆記本電腦維修中最基本工具之一，在維修過程中幾乎一直用到。俗話說磨刀不誤砍柴工，一個順手的維修工具往往讓我們的工作事半功倍，對萬用表表針的改造也一樣。

可能是由於儀表生產商為了避免表筆探頭過於尖銳、容易紮到人，普遍採用如下圖所示表筆形狀。

在日常故障診斷作業中，經常會測量到如下圖所示引腳非常緊密的接口。

如果不對原廠表筆進行改造，則在實際測量過程中，很容易造成相鄰引腳間的短路，進而可能導致主機線路、電子元件被燒毀的嚴重後果。主板上一些集成晶片的引腳間的距離也

通常非常小。

如下圖所示，改造後的萬用表表筆圖示。通常採用較尖銳的大頭針、專業測試探針等焊接在原先表筆上即可做到。盡管原有表筆在焊接額外探針之後，不可避免的引入了一些寄生電容、阻抗之類的負面因素，但其對實際主機故障診斷的影響可以忽略不計。改造後尖銳的表筆探針在使用時，要小心紮手。

4，萬用表使用實例

為了便於各位進一步的學習，以優利德公司的UT60B型號數字萬用表為例，向各位演示如何測量基本信號測試點的對地阻抗和對地電壓。請記住這一條：「關機斷電狀態下測阻抗，開機加電狀態測電壓」！

（1）萬用表測量USB接口對地電壓

Ø 操作步驟

① 將紅表筆插入「HzVΩ」插孔，黑表筆插入「COM」插孔。

② 將功能量程開關置於V電壓測量檔（直流電壓測量功能為默認值），並將表筆並聯到待測電源或負載上。

③ 從顯示器上讀取測量結果。

Ø 實戰演示

如下圖演示，測量筆記本電腦主板上USB接口CN17第1PIN電壓值。按照前面提到的操作要領，選好相應的測量檔位，接下來將黑色表筆「接地」。此處，黑色表筆連接在主板定位孔所在的「地」，紅色表筆接在待測線路上，即可測量所需要的直流電壓值。使用萬用表測量線路直流電壓值，是最常用的一種方式。

（2）萬用表測試USB接口數據總線對地阻抗

Ø 操作步驟

① 將紅表筆插入「HzVΩ」插孔，黑表筆插入「COM」插孔。

② 將功能量程開關置於「Ω」測量檔（電阻測量功能為默認值），並將表筆並聯到被測電阻上。

③ 從顯示器上讀取測量結果。

Ø 實戰演示

如下圖所示，測量USB接口CN17第2、3PIN多對應數據總線USBP0±的對地阻抗。通常情況下，它們的對地阻抗值應該在同一數量級。此處它們對地阻抗值分別為0.538MΩ、0.537MΩ 。同樣，如果將萬用表打在二級管檔，則測量USB接口CN17的數據總線USBP0±數據總線對地阻抗，此處它們對地阻抗值（導通電壓值）分別為0.464V、0.465V。