1 常用电子测量仪器

常用电子测量仪器仪表

课题一 常用电子测量仪器仪表

教学目的：

1． 理解各种电子测量仪器仪表的工作原理；

2． 通过实习掌握各种电子测量仪器仪表的正确使用方法；3． 培养学生自主、合作、探究、创新的能力。

教学重点：

1． 电子测量仪器仪表的正确使用；

2． 电子测量仪器仪表的工作原理。

教学难点：

电子测量仪器仪表在实际测量中的应用

实习准备：

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1． 万用表、示波器、信号发生器、毫伏表各数量；

2． 电阻器数量。

教学过程：

一、组织教学：

查看学生人数、衣着及工具准备情况。

二、导入新课：

同学们曾经使用过哪种电子测量仪表吗？作为一位电子产品维修工不会使用电子测量仪器，能修好电子工业产品吗？显然是不可能的。这就是今天大家要学习的：常用电子测量仪器仪表。

三、新课入门指导：示范讲解

（一）、指针式万用表

1． 指针式万用表的概述

万用表是测量电阻、电压、电流等参数的仪表。

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1） 针式万用表的主要性能指标

① 准确度

准确度是表示测量结果的准确程度，即万用表的指示值与标准值之间的基本误差值。

② 电压灵敏度（简称灵敏度）

电压灵敏度是指测量电压时该挡的等效内阻与满量程电压之比。

③频率特性

是指万用表测量交流电时，有一定的频率范围。一般为 45~2000Hz。

2） 指针式万用表的类型

（！）按万用表的外形分类

a) 袖珍式万用表

b) 便携式万用表

c) 薄型式万用表

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（2）按万用表的功能分类

a) 多用万用表

b) 简易型万用表

3） 指针式万用表的面板及表盘字符含义（1）面板及表盘字符含义

根据实物讲解

（2）表盘刻度线

根据实物讲解

（3）面板上的插孔和旋钮

根据实物讲解

2． 指针式万用表的使用

1）电压挡的使用

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（1）测量直流电压

①选择合适的量程。选择的方法可按下列情况进行。

a) 如果知道被测直流电压的大小范围和极性时，将量程开关置于合适的挡位。

b) 如果只知道被测电压的极性，而电压的大小不知道，此时可把量程开关置于直流电压挡的最高挡位。

c) 如果被测电压的大小范围不知道，极性也不知道，此时可把量程开关置于直流电压挡的最高挡位。可用“点击法”试测。

②测量直流电压时要将万用表并联到被测电路的两端。

③正确选择合适的刻度线及读取实测数值。

实测的数值为：读取的刻度数×每个刻度数所代表的值。写成数学表达式为：

所选量程实测数值=读取的刻度数×满刻度数

（2）测量交流电压

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①测量交流电压的方法与测量直流电压的方法基本相同。但量程开关要置于交流挡位，表笔可随意并接于被测电路的两端，不必分“+”“—”极。

②一般万用表的频率测量范围是45~2000Hz。

2）直流电流挡的使用

①测量电流时应将万用表串联到被测电路中。串联时应使被电流从红表笔流入，从黑表笔流出。

②选择合适量程

③如不知道被测电流的大小，应选用最大的电流量程挡进行试测。

④读取直流电流值时，要选标有直流电流符号“—A”的刻度线去读测量值。

3）电阻挡的使用

电阻挡是万用表中用的较多的一个挡，因为用电阻挡测量的内容较多。如用电阻挡判断元器件的好坏，测量电路的通断等。因此掌握好电阻挡的使用方法，是提高测量技能的重要方面。

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（1）电阻挡的刻度线

与表中其它刻度线是不同的。非线性，不均匀，与其它刻度线反向，中部刻度线较疏，两边刻度线较密。

（2）电阻挡的量程

一般设有五个量程。如不知道被测阻值大小时，可选最高电阻挡进行试测，并逐步减小量程，使表针尽量指在刻度线的中间部位。

（3）电阻挡的读数

读取测量数值的方法：用指针在Ω刻度线上的读数乘以所采用量程挡位的倍率。

（4）电阻挡位的调零

使用电阻挡时应注意调零。方法：

（5）使用电阻挡时应注意以下几点

a) 用电阻挡测量电阻时，每更换一次量程就必须进行一次电阻挡的调零，否则将产生一定的误差。

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b) 选择合适的辩率是减少读数误差的重要环节，应尽量避免表针指示在刻度密集的部位。

c) 测量元器件时应注意被测元器件不能带电。

d) 当用电阻挡“调零旋钮”调整零位时，如指针始终不能达到零位，则表明万用表内的电池电压太低或已没电了。

e) 用万用表电阻挡测量同一个非线性元件时，量程不同，测量的电阻值也不同，这属于正常现象。

f) 当电阻挡使用完毕后，应将转换开关播至其它挡位。

（二）数字万用表（略讲）

1． 数字万用表的概述

1）数字万用表的基本知识

2）数字万用表的种类

2．数字万用表的特点

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. 1）读数清晰、准确，使用方便

2）准确度高、分辨力高

3）测量速率快

4）自动化和智能化程度高

5）具有完善的保护电路

6）输入阻抗高

7）测量参数多

3．数字万用表的基本结构

主要包括A/D（模拟/数字）转换器、显示器（LCD）、逻辑控制电路等。① 数字电压表的结构框图：

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② 数字万用表的结构图：

4．数字万用表的技术特性

. 1）测量范围

2）测量速率

3）输入阻抗

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4）测试功能齐全

5）量程

6）显示位数

7）保护功能

5．数字万用表常用符号及其意义

6．数字万用表的使用

1）使用注意事项

2）数字万用表的面板

3）电阻挡的使用

4）电压挡的使用

5）电流挡的使用

6）二极管挡的使用

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（三）晶体管毫伏表

万用表中的交流电压挡只能测量零点几伏以上的交流电压，不能测量无线电设备中的毫伏级微弱信号。另外，万用表的内阻较小，工作频率又比较低，这样会引起较大的测量误差。

1、主要技术指标

1）测量交流电压的范围：100μV~300V。

2）测量电压的频率范围：20Hz~1MHz.。

3）测量误差：

（1）基本误差：小于±3%。

（2）频率附加误差：

4）输入阻抗：频率为1KHz时为1.5MΩ。

5）输入电容：被测电压为1mV~0.3V时，各挡约70pF；被测电压为1V~300V时，各挡约50pF。

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6）电源电压：220V±10%；50Hz±4%；消耗功率为3W。

2、仪器面板及各旋钮的作用

1）量程开关：用于选择所需测量电压范围。

2）零位调节旋钮（电气调节）：当仪表接通电源后，如表针不指零位，则要调整此旋钮。

3）输入插孔：被测电压由此输入。

4）机械调零螺丝：当仪表没有接通电源时，如表针不能指向零位，则要调整此螺丝。

5）指示灯：

6）电源通：

2、使用方法与注意事项

1)、使用方法

（1） 接通电源前，先观察表的指针是否指在零位上。

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（2） 接通电源，预热3min后，将输入端短路，调节“零位”旋钮，使表的指针指向零位。

（3） 测量电压时，应将量程开关置于合适的挡位。如不知被电压值，可将量程开关先置于最大挡位，然后再输入被信号，以避免打弯表针。

（4） 为减小测量误差，测量时应根据被测电压的大小选择合适量程。1/3以上。

（5） 在使用该表的低量程挡时，由于噪声的影响，会出现指针抖动现象，这是正常的。

（6） 测量电压时应先接低电位线（地线），然后再接高电位线。测量结束后，应先取下电位线，这样可以避免因交流感应而把表的指针打弯。

2）注意事项

（1）测量电压时为避免感应现象的产生，输入被信号时应使用屏蔽线。

（2） 表电压刻度是按正弦波的有效值划分的，如果测试的电压是非正弦波电压时，电表所指示的电压值有较大的误差。被测交流分量应小于300V。

（3） 用该表时应注意把机壳接好地线，以避免发生触电危险。

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（4） 当电压测量完毕后，应半“量程”开关置于最大的量程挡，然后再关电源。

(四)信号发生器

1、信号发生器的分类

信号发生器是一种为电子测量提供具有一定标准和技术要求的电信号仪器。

它可以产生频率、幅度均可连续调节的正弦波、调频、调幅信号，还可产生各种频率的锯齿波、三角波、方波等多种信号。

1）按信号发生器输出信号频率的高低可分为：

低频信号发生器：0.0001Hz~1 Hz

超低频信号发生器：1 Hz~1M Hz

视频信号发生器：20 Hz~10M Hz

高频信号发生器：100 Hz~30 MHz

甚频信号发生器：30MHz~300M Hz

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超高频信号发生器：300MHz以上

2）按输出信号的波形可分为：

正弦信号发生器、脉冲信号发生器、函数信号发生器等。3）按信号发生器的性能可分为：

标准信号发生器、图像信号发生器、扫描信号发生器等。2、XD-2型低频信号发生器简介

1）主要技术指标

a) 输出频率范围：1Hz~1M Hz

b) 输出衰减：90dB

c) 输出幅度：大于5V

d) 频率特性：小于±Db

e) 非线性失真：在20 Hz~20K Hz的范围内小于0.1%。16

2) 面板上各旋钮及其主要作用

a) 电源开关：

b) 指示灯：

c) 阻尼开关：通常放在“快”的位置，当表针摆动较快时，再放到“慢”的位置，以减少指针的来回摆动。

d) 频率范围旋钮：用于选择输出信号的频率范围。

e) 输出细调旋钮：用来控制电压输出大小。

f) 输出衰减旋钮：用于输出信号的衰减，每挡衰减10dB。

g) 频率细调旋钮：该旋钮与频率范围旋钮共同守成所需频率的调整。

h) 输出插孔：输出电信号。

3) 使用方法

a) 将“输出细调”旋钮置于最小位置，然后再开电源。

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b) 将“电源”开头置于接通位置。

c) 选择所需的频率：首调节“频率范围”旋钮，得到相应的频段。然后调节“频率细调”旋钮，将两旋钮配合使用便可得到所需的频率。

d) 选择所需的输出电压：调节“输出衰减”旋钮与“输出细调”旋钮，使输出电压达到所需电压值。

3、其它信号发生器简介

（五）示波器

主要用途是观察和测量电信号的波形，同时还可直接测量出电信号的大小。示波器不但能测量观察到电信号的动态过程，配上传感器后，还可以测量各种非电信号的一些参数量。

1、示波器的分类

1) 通用示波器

2) 多踪示波器

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3) 取样示波器

4) 记忆、存储示波器

5) 专用示波器

2、ST-16型示波器

1）主要技术指标

（1）X轴性能参数

a) 频带宽度：10Hz~200KHz

b) 输入阻抗：1MΩ/55Pf

c) 输入灵敏度：≤0.5Vp—p/div

d) 扫描时基：0.1μs/div～10ms/div,共分16挡，误差不超过±10﹪e) 微调比：≥2.5:1

f) 触发电平：内触发≥1Vp－p；外触发≥0.5Vp－p

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g) 触发极性：+ 、-

h) 触发源：内、电视场、外

（2）Y轴性能参数

a) 频带宽度：DC：0~5MHz， 3dB；0~10MHz，6dB

1. AC：10Hz~5MHz，3dB；10Hz~10MHz，6dB

b) 输入灵敏度：20mV/div，分9挡，误差不超过±10%

c) 微调比：≥2.5:1

d) 输入阻抗：直接输入时，输入电阻1 MΩ，输入电容30pF；经过探头时，输入电阻10 MΩ，输入电容15pF

e) 输入电压：400V（DC+AC，峰-峰值）

（３）标准信号

a) 波形：方波

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b) 频率：等于使用电网的频率

c) 幅度：100mV，误差不超过±5%

（４）电源

220/110V±10%，50～60Ｈｚ，消耗功率约55Ｗ

（５）示波管

a) 型号：8SJ13J

b) 加速极电压：1200V

c) 屏幕有效工作面：6div×10div

d) 余辉：中

２）面板上各旋钮及其作用

a) 辉度调节旋钮：调节该旋钮可经改变图形的亮度。

b) 聚焦调节旋钮：调节该旋钮可使电子束聚集成小圆点或细线，以得到清晰的波形。

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c) 辅助聚焦调节旋钮：

d) 垂直位移旋钮：

e) 水平位移旋钮：

f) 垂直输入灵敏度选择开关：输入灵敏度为0.02V/div~10V/div，分9个挡。g) t/div时基扫描速率选择开关：范围0.1μs/div～10ms/div，分１６个挡位。h) Ｙ轴微调旋钮：用于调节垂直放大器的增益。

i) Ｘ轴微调旋钮：用于调节时基扫描速度。

j) Ｙ轴校准：用以校准垂直输入灵敏度。

k) Ｘ轴校准：用以校准时基扫描速度。

l) Ｙ轴输入插孔：用以输入被测信号。

m) Ｙ轴被测信号输入耦合方式的转换开关：

n) 平衡：

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o) 电平旋钮：

p) 稳定度：

q) ＋、－、外接Ｘ：

r) 内、电视场、外：

s) Ｘ（水平）输入插孔：

t) 电源开关：

３）使用方法

（１）使用前对示波器的调整步骤如下：a) 接通电源，进行预热（５ｍｉｎ）

b) 将“电平”旋钮置于自动位置。

c) 将“ｔ/div”置于２ｍｓ挡

d) 将“Ｘ轴微调”置于标准位置。

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e) 将“ＡＣ、⊥、ＤＣ”开关置于“⊥”位置。

f) 将“＋、－、外接Ｘ”开关置于“＋”位置。

g) 将“内、电视场、外”开关置于“内”位置。

h) 调节“辉度”旋钮、“对比度”、“Ｘ轴位移”、“Ｙ轴位移”，直到荧光屏上出现上、下跳动的扫描线。

i) 调节“电平”旋钮使扫描线稳定为止。

j) 继续调节“Ｙ轴位移”，使扫描线居中即可。

（２）显示校正方波

Ｙ――５格 Ｘ――１０格

（３）观察波形

４）直流电压的测量

测量步骤如下：

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a) 将Ｙ轴被测信号输入耦合方式的转换开头置于“⊥”位置。

b) 将电平旋钮置于自激状态。

c) 调节垂直位移旋使扫描基线正好处于坐标上。

d) 将Ｙ轴被测信号输入耦合方式的转换开关置于“ＤＣ”位置。e) 将被信号直接或经10：1衰减探头送入Ｙ轴输入插孔。

f) 调节电平旋钮，使被测信号稳定。

g) 读出基线与零电平基线之间的距离Ｈ（几个div）。

h) 算出直流电压的大小：

Ｕ＝V/div×Ｈdiv

i) 如使用１０：１的探头则：

Ｕ＝V/div×Ｈdiv×１０

５）交流电压的测量

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公式：Ｕｐ－ｐ＝V/div×Ｈdiv

如使用１０：１的探头则：

Ｕｐ－ｐ＝V/div×Ｈdiv×10

６）周期和频率的测量

步骤如下：

a) 选择适合的ｔ/div，使波形适中且易读。

b) 读出一个周期波形所占Ｘ轴方向的距离Ｄ（多少个div）。c) 算周期：

Ｔ＝ｔ/div×Ｄdiv

d) 频率：

ｆ＝1/T

本章小结

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晶体管毫伏表主要参数技术指示有：测量交流电压范围、测量电压的频率范围、测量误差、输入阻抗、输入电容。

四、学生实习：

1、按照实验内容和步骤进行实验操作练习。

2、强调实验纪律，严格遵守电工安全操作规程。

3、填写实验报告。

五、巡回指导：

1、检查指导学生对仪器仪表正确使用情况，着重检查数据读取、电量计算情况。2、巡回指导中，集体指导和个别指导相结合。

六、结束指导：

1、学生对仪器仪表正确使用情况及对电量计算结果情况，进行检查评分。

2、整理实验报告。

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3、清理实验工场。

七、作业：

P184 1. 2.3.4.6.

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