万用表计数详解:2000、6000与20000计数

简要回答:万用表的“计数”(count)指显示屏在一个量程内能显示的不同数值个数:2000 计数的表最大显示 1999,6000 计数最大 5999,20000 计数最大 19999。计数越高,分辨率越细、换挡越少,但这不等于更准;准确度要看规格里的 ±(% + 字) 那一行。
几乎每台数字万用表都会标出计数,旁边常常还有“3½ 位”“4½ 位”之类的说法。本文把这两个数字讲清楚,用三种显示位数分别测几个常见电压,再说明计数如何影响准确度指标,帮你判断多花钱买高计数到底值不值。
万用表的“计数”是什么
计数就是显示屏在换挡之前能显示的最大数字,按习惯再加一。2000 计数的表显示 0 到 1999,再多一个字就溢出:手动量程表显示 OL,自动量程表则跳到更高一挡,同时少掉一位小数。
所以量程挡位是跟着计数走的。2000 计数的表一般是 200mV、2V、20V、200V 挡;6000 计数是 600mV、6V、60V、600V;20000 计数沿用 2000 计数的 200mV 到 200V 挡位,但每一挡多一位数字。
在与计数匹配的挡位上(2000 或 20000 计数表的 2V/20V/200V 挡,6000 计数表的 6V/60V/600V 挡),分辨率等于量程除以计数。6000 计数表的 60V 挡,末位每步 0.01V;2000 计数表的 200V 挡,末位每步 0.1V。750V 交流、1000V 直流这类封顶挡位不适用这条规则,它们按更高一个十进位的挡位取分辨率,例如 2000 计数表的 750V 交流挡每步 1V。
计数与位数:3½、3¾ 和 4½ 位
“位数”是描述同一件事的老说法。每个完整的位能显示 0 到 9,分数部分说的是最高位,它只能显示有限几个值。
- 3½ 位:最大 1999,即 2000 计数,最高位只能是 0 或 1。
- 3¾ 位:用于 3999/4000 计数的表,也常用于 5999/6000 计数的表。有的厂家把 6000 计数写成 3 5/6 位。
- 4½ 位:最大 19999,即 20000 计数。
3¾ 位的叫法比较随意,对比时看计数更可靠。下表把三种常见规格并排列出。
| 2000 计数(3½ 位) | 6000 计数(3¾ 位) | 20000 计数(4½ 位) | |
|---|---|---|---|
| 最大显示 | 1999 | 5999 | 19999 |
| 典型直流电压挡 | 200mV / 2V / 20V / 200V | 600mV / 6V / 60V / 600V | 200mV / 2V / 20V / 200V |
| 12.6V 蓄电池 | 12.60V(20V 挡) | 12.60V(60V 挡) | 12.600V(20V 挡) |
| 24V 控制电源 | 24.0V(200V 挡) | 24.00V(60V 挡) | 24.00V(200V 挡) |
| 230V 交流市电 | 230V(更高一挡交流量程,每步 1V) | 230.0V(600V 挡) | 200V 以上的交流挡,分辨率以说明书为准 |
| 读数上升时的换挡 | 频繁 | 较少 | 挡位与 2000 计数相同 |
| 示例型号 | VC9802A+ | VC99 | VC9807A+ |
用三台表算一算
下面用三台表举例:2000 计数的 VC9802A+(直流电压 200mV 至 1000V,交流电压 2V/20V/200V/750V),6000 计数的 VC99(直流电压 600mV 至 1000V,交流电压 6V/60V/600V/750V),以及 20000 计数的 VC9807A+(直流电压 200mV 至 1000V,交流电压 2V/20V/200V/750V)。读数均为假设值,只用来说明分辨率。
12.6V 汽车蓄电池
三台表都能把 12.6V 放在一个余量充足的挡位里。VC9802A+ 和 VC99 都显示 12.60V,每步 0.01V;VC9807A+ 显示 12.600V,每步 0.001V。第三位小数在比较微小差值时有用,比如带载时某个接头上的压降;只是看电瓶有没有电,它就没什么意义。
24V 控制电源
这时挡位分界点就起作用了。24V 超过 19.99V,2000 计数的表只能用 200V 挡,显示 24.0V。VC99 仍在 60V 挡,显示 24.00V。VC9807A+ 也要换到 200V 挡,但多出的那一位让它照样显示 24.00V。
230V 交流市电
230V 超过 199.9V,VC9802A+ 换到 750V 交流挡,每步 1V,显示 230V。VC99 在 600V 挡显示 230.0V。电工日常用表,6000 计数的价值就在这里:600V 挡覆盖市电,还能多留一位小数。
计数如何影响准确度指标
准确度写作 ±(读数的 a% + n 个字)。“字”指当前挡位末位的 n 个计数,所以它折算成多少伏,取决于该挡的分辨率。以一个假设的 12.60V 读数和各表的直流电压基本准确度为例:
- VC9802A+(2000 计数),±(0.5%+3),每步 0.01V:0.063 + 0.03 = ±0.093V。
- VC99(6000 计数),±(0.5%+5),每步 0.01V:0.063 + 0.05 = ±0.113V。
- VC9807A+(20000 计数),±(0.1%+5),每步 0.001V:0.0126 + 0.005 = ±0.0176V(≈ ±0.018V)。
- VC179(6000 计数),±(0.09%+2),每步 0.01V:0.01134 + 0.02 = ±0.03134V(≈ ±0.031V)。
由此可以看出两点。在这个电压下,2000 计数的 VC9802A+ 误差带反而比 6000 计数的 VC99 略窄。VC179 和 VC99 同为 6000 计数,误差带却不到后者的三分之一。计数决定你能读得多细,准确度决定这个读数有多可信。
以上是基本准确度,说明书会逐挡列出指标,交流挡的指标也与直流不同。完整算法以及挡位选择对误差的影响,见仪表误差公式:准确度与分辨率详解。
什么时候高计数有用,什么时候没用
以下情况值得选高计数:
- 常测的电压刚好高于 2000 计数的挡位分界点:2 到 6V 的逻辑电平和 USB 供电、24V 控制回路、230V 市电。
- 需要比较微小差值:压降、元件配对、毫伏级传感器输出。这正是 20000 计数表的用武之地。
- 用自动量程,希望读数变化时少跳挡。
以下情况高计数帮助不大:
- 只做定性判断(有无电压或线路通断):插座有没有电、保险丝断没断、线路通不通。
- 准确度误差带比多出的那一位还宽。VC9807A+ 交流电压指标为 ±(0.8%+25),测交流时末位的参考价值远不如直流。
- 信号在变化。高计数表刷新可能更慢,多出的位数也容易跳字。上面几台表的采样速率都是每秒 3 次;VC99 的模拟条能显示数字看不出的变化趋势。
计数也说明不了仪表对畸变交流波形的处理能力。VC9807A+ 的交流频响为 40Hz 至 400Hz,台式 VC8045 在此基础上增加了真有效值和 AC+DC 测量。测变频器和开关电源,请看真有效值与平均值万用表、自动与手动量程。
安全:计数不改变测量类别
在带电配电柜上,20000 计数的表并不比 2000 计数的更安全,安全取决于测量类别。VC9802A+、VC99、VC9807A+、VC179 和 VC8045 都是 CAT III 600V,没有一台达到 CAT IV,因此不要用于进户端、电表箱或室外供电线路。仪表有 750V 交流或 1000V 直流挡,并不代表 CAT III 600V 的额定值随之提高:在配电柜、母排和蓄电池组上,只能在 600V 及以下使用。
- 测电压前后,先在已知带电的电源上验表。
- 表笔的测量类别和电压等级不得低于仪表本身。
- 表笔插在电流孔时,绝对不要去测电压。
怎么选
先看你最常测的电压,选一个能让它落在挡位中段的计数;再看准确度那一行,而不是计数,来判断读数的质量。
| 你的工作 | 计数 | 型号 |
|---|---|---|
| 配电柜、插座及 600V 交流以内的日常维护,需要趋势模拟条 | 6000 | VC99 |
| 简单的手动量程工作,电阻到 200MΩ,带电容挡 | 2000 | VC9802A+ |
| 手持电子工作,需要分辨微小直流差值 | 20000 | VC9807A+ |
| 固定工位台式使用,需要真有效值和 AC+DC | 19999(最大显示,与 20000 计数同为 4½ 位) | VC8045 |
| 600V 以内的蓄电池组和低压开关柜,直流准确度要求高 | 6000 | VC179,±(0.09%+2) |
更多 2000 计数和 20000 计数的旋钮式表,见手动量程万用表。
