電子測量與儀器(第五版)課件匯總全書電子教案完整版課件最全幻燈片(最新)課件電子教案幻燈片

1、電子測量與儀器（第五版）模塊一電子測量基礎電子測量概述一、電子測量電能量的測量 電能量的測量包括對各種電壓、電流、電功率的測量。電子元件參數的測量 電子元件參數的測量包括對電阻、電感、電容、品質因數、晶體管各種參數的測量。電信號的波形及特性的測量 電信號的波形測量可以直觀地觀察到各種電信號的波形，電信號的特性測量包括各種電信號的幅度、頻率、周期和失真度等參數的測量。電子設備性能的測量 電子設備性能的測量包括對電路的放大倍數、靈敏度、通頻帶、噪聲系數等技術指標的測量。特性曲線的測量 特性曲線的測量包括對電路的頻率特性曲線、器件的伏安特性曲線等的測量。二、電子測量儀器用于檢測或測量一個量或為測量目

2、的供給一個量的器具稱為測量儀器。利用電子技術測量電或非電量的測量儀器稱為電子測量儀器。直接測量法凡能用直接指示的儀器儀表直接讀取被測量值，而無須度量器直接參與的測量方法，叫作直接測量法。間接測量法間接測量法是指測量時必須首先測出與被測量有關的電量，然后通過計算才能求得被測量數值的方法。3比較測量法凡在測量過程中需要度量器的直接參與，并通過比較儀表來確定被測量數值的方法叫作比較測量法。（1）零值法在測量過程中，通過改變標準量，使其與被測量相等(即兩者差值為零)，從而確定被測量數值的方法叫作零值法。（2）差值法利用被測量與標準量的微小差值作用于測量儀表，從而確定被測量數值的方法，稱為差值法。（3）

3、代替法在測量過程中，用已知標準量代替被測量，若維持儀表原來的讀數不變，則被測量必等于已知標準量，這種測量方法叫作代替法。測量誤差及表示方法一、系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差是指在相同條件下多次測量同一量時，誤差的大小和符號均保持不變，而在條件改變時遵從一定規(guī)律變化的誤差。測量儀表的誤差包括測量儀表本身不完善而造成的基本誤差，以及由于儀表工作條件改變而造成的附加誤差。測量方法的誤差即由于測量方法不完善而引起的誤差。儀表受外磁場的影響而產生的誤差由于外磁場而影響儀表內部的工作磁場，從而造成的系統(tǒng)誤差。儀表本身不完善和外界因素影響造成的誤差二、偶然誤差偶然誤差是一種由偶發(fā)原因造成的大小和符號都不固定的誤差，又稱為

4、“隨機誤差”。偶然誤差主要由外界環(huán)境的偶發(fā)性變化引起。 例如，外電場、磁場的突變，溫度、濕度的突變，電源電壓、頻率的突變等，使得在重復測量同一量時， 其結果不完全相同，從而產生偶然誤差。三、疏失誤差疏失誤差是一種嚴重歪曲測量結果的誤差，又稱為“粗大誤差”。疏失誤差主要由于操作者的粗心和疏忽造成，如測量中讀數錯誤、記錄錯誤、算錯數據等。另外也包括由于操作者素質太差，不懂如何正確讀數而造成的誤差。測量結果的處理一、測量數據的表示方法表格法在自然科學的實驗和工程技術中，經常需要把一系列測量數據列成表格，再進行其他的處理。圖示法圖示法就是把測量結果中有關量的關系用圖形的方式表示出來。經驗公式法在科學實

5、驗和工程技術中經常用與圖形對應的公式來表示所有的測量數據，并把與曲線對應的公式稱為經驗公式。二、測量數據的分析和處理等精密度測量數據的處理步驟：（1）按照實際情況需要，將測量的數據正確地表示出來，如用列表法將測量數據按測量先后順序列于表中。（2）求出算術平均值。（3）計算每次測量的絕對誤差。（4）計算均方根誤差。（5）判斷是否存在疏失誤差。（6）給出測量結果的報告值。模塊二電流與電壓的測量直流電流表與電壓表一、磁電系測量機構 磁電系測量機構的結構磁電系測量機構的工作原理磁電系儀表的特點二、直流電流表直流電流表的組成分流電阻的計算（1）先求電流量程擴大倍數（2）再求應并聯(lián)的分流電阻多量程直流電流

6、表多量程直流電流表一般采用并聯(lián)不同阻值分流電阻的方法來擴大電流量程。按照分流電阻與測量機構連接方式劃分，分流電路分為開路式和閉路式兩種形式。直流電流表的使用直流電流表有安裝式和便攜式兩種。三、直流電壓表直流電壓表的組成分壓電阻的計算（1）先求磁電系測量機構的額定電壓（2）再求電壓量程擴大倍數（3）最后求分壓電阻多量程直流電壓表多量程直流電壓表由磁電系測量機構與不同阻值的分壓電阻串聯(lián)組成，通常采用如圖2-1-11所示的共用式分壓電路。直流電壓表的使用測量直流電壓一般使用直流電壓表。直流電壓表有安裝式和便攜式兩種。測量電路的電壓時，應將電壓表并聯(lián)在被測電路的兩端。交流電流表與電壓表交流電流表和電壓

7、表多采用電磁系測量機構和整流系測量機構兩種。由于電磁系儀表具有結構簡單，抗過載能力強，價格便宜等優(yōu)點，在安裝式交流電流表和電壓表中應用較廣。一、電磁系測量機構電磁系測量機構的結構及工作原理（1）吸引型測量機構1）吸引型測量機構的結構如圖2-2-2 所示。2）吸引型測量機構的工作原理如圖2-2-3 所示。（2）排斥型測量機構1）排斥型測量機構的結構如圖2-2-4所示。2）排斥型測量機構的工作原理如圖2-2-5所示。電磁系儀表的技術特性（1）既可測量直流，又可測量交流，但大多數情況下電磁系儀表都做成交流儀表使用。（2）可直接測量較大電流，過載能力強，并且結構簡單，價格便宜，這是由于被測電流不經過游

8、絲而直接進入線圈，而繞制固定線圈的導線也可以粗些的緣故。（3）標度尺刻度不均勻。（4）易受外磁場影響。二、整流系測量機構通常把由磁電系測量機構和整流器組成的儀表稱為整流系儀表， 整流系交流電壓表(圖2-2-7) 就是在整流系儀表的基礎上串聯(lián)分壓電阻構成的。對于半波整流對于全波整流三、電磁系交流電流表與電壓表電磁系交流電流表（1）安裝式電磁系電流表安裝式電磁系電流表都制成單量程的。目前安裝式電磁系電流表一般做成量程為的交流電流表，以便與電流互感器配合測量較大的交流電流。（2）便攜式電磁系電流表電磁系電流表擴大量程一般都采用將固定線圈分成兩段，然后利用分段線圈的串、并聯(lián)來實現。電磁系交流電壓表（1

9、）安裝式電磁系電壓表安裝式電磁系電壓表通常都做成單量程的，一般最大量程不超過600，要測量更高的交流電壓時，儀表要與電壓互感器配合使用。（2）便攜式電磁系電壓表便攜式電磁系電壓表一般都做成多量程的，如圖2-2-9所示為三量程電磁系電壓表的內部電路圖。四、整流系交流電流表與電壓表整流系交流電流表（1）電阻分流式電流表（2）互感器式電流表整流系交流電壓表整流系交流電壓表中所用的整流電路有半波和全波兩種形式。五、交流電流表與電壓表的使用交流電流的測量交流電壓的測量鉗形電流表一、鉗形電流表的構造及原理磁電式鉗形電流表電磁式鉗形電流表二、鉗形電流表的使用使用方法（1）測量前要進行機械調零。（2）測量前先

10、估計被測電流的大小，選擇合適的量程，使其指針正確指示，即不能使指針偏轉過頭或指示過小，若無法估計被測電流的大小時，則應從最大量程開始，逐步換成合適的量程。晶體管毫伏表一、晶體管毫伏表的特點（1）輸入阻抗高（輸入阻抗高達數兆歐），輸入電容?。ㄒ话銥閹椎綆资しǎ詫Ρ粶y電路影響很小。（2）頻率范圍寬。（3）測量范圍廣。（4）具有不同類型的波形響應，可以測量電壓的峰值、有效值和平均值。二、晶體管毫伏表的分類三、DA16 型晶體管毫伏表DA16 型晶體管毫伏表的組成DA16型晶體管毫伏表的技術指標() 測量電壓范圍() 測量電平范圍() 被測電壓頻率范圍() 輸入阻抗() 測量誤差() 頻率附加

11、誤差() 使用電源 DA16型晶體管毫伏表的使用與維護（1） DA16型晶體管毫伏表面板（2） DA16型晶體管毫伏表的使用首先將毫伏表垂直放置(電壓表面板與地面垂直)， 接通毫伏表電源開關，待儀表指針來回擺動數次后，將輸入端短路，調整表頭的調零電位器，將指針指在零位。將表接入被測電路。根據被測信號的大約數值，選擇適當的量程，以使指針偏轉的角度盡量大。正確讀數。測試時連線應盡可能短， 最好使用屏蔽線，以減少外界感應引起的測量誤差。（3）晶體管毫伏表的維護1）應放置于干燥、通風的環(huán)境中，并注意保持儀表清潔。另外，搬運過程中應當小心輕放，以免磕碰造成儀表精度下降，甚至損壞表頭。若長期不用時應定期通

12、電，使儀表靠自身發(fā)出的熱量驅趕機內潮氣，并能使電容器處于良好狀態(tài)。2）若接通電源后發(fā)現指示燈不亮，可用交流電壓表檢查電源是否良好，再檢查指示燈是否損壞或接觸不良。3）若電源接通，指示燈亮，但信號輸入后表針不動，可檢查被測電壓與儀表擋級是否相符，輸入線接觸是否良好，毫伏表內部電源部分的12直流電壓是否正常，還應查看放大電路是否正常。模塊三萬用表模擬式萬用表一、模擬式萬用表的組成模擬式萬用表一般由測量機構、測量線路和轉換開關三部分組成。二、模擬式萬用表的工作原理MF47型萬用表和其他型號的模擬式萬用表的工作原理基本相同，都是建立在歐姆定律及電阻串并聯(lián)規(guī)律的基礎之上。直流電流測量電路直流電壓測量電路

13、交流電壓測量電路(1)用萬用表測量交流電壓的原理如果要測量交流量，只有加上整流器將交流轉換成直流后，再送入測量機構，然后找出整流后的電流與輸入交流電流之間的關系，才能在儀表標度尺上直接標出輸入交流電的大小。(2)MF47型萬用表交流電壓測量電路電阻測量電路(1)歐姆表基本原理(2)歐姆表量程的擴大在擴大歐姆表量程的同時，還必須設法增加測量機構的電流，通常可采取以下兩種措施：1)保持電池電壓不變，改變分流電阻值。2)提高電池電壓。(3)MF47型萬用表電阻測量電路萬用表常用保護措施() 過壓保護() 過流自熔斷保護() 表頭過載限幅保護() 壓敏電阻保護三、模擬式萬用表的使用與維修模擬式萬用表的

14、使用() 使用之前要調零() 要正確接線() 要正確選擇測量擋位() 要正確讀數() 要注意操作安全模擬式萬用表電路圖識讀及故障排除(1)模擬式萬用表電路圖閱讀方法1)熟悉各元件的符號、作用及在實物中的位置，明確轉換開關觸點的位置。2)閱讀萬用表電路圖時一般先閱讀直流電流測量電路，然后依次閱讀直流電壓測量電路、交流電壓測量電路、電阻測量電路等。3)閱讀電流、電壓測量電路圖時， 應從正表筆出發(fā)，經測量電路到達負表筆，閱讀電阻測量電路圖時，應從表內電池的正極出發(fā)，經測量電路、被測電阻，最后回到電池的負極。4)檢查線路故障時，可按上述順序依次檢查，遇有分支電路時， 應先排除不通的支路，再繼續(xù)查下去，

15、直至將線路查完。(2)模擬式萬用表故障檢查及排除1)直流電流擋的故障及排除。找一只準確度較高的毫安表或無故障的萬用表作為標準表，與故障表串聯(lián)后去測量一直流電流。若故障表讀數比標準表大得多，則多為分流電阻開路所致。若無讀數，可將故障表轉換開關置于直流電壓最低擋，直接去測量一節(jié)新干電池的電壓，若仍無讀數，則為表頭線路開路;若有讀數且指示值大于1.6，則為分流電阻開路。排除方法:若為表頭線路開路，應找出其開路的原因。若為分流電阻開路，則需打開儀表后蓋，逐一檢查各個分流電阻(一般為繞線式電阻)，并將損壞的分流電阻換掉。2)電壓擋的故障及排除3)電阻擋的故障及排除數字式萬用表一、數字式萬用表的組成及工作

16、原理直流電壓測量電路直流電流測量電路交流電壓測量電路電阻測量電路(1)數字式歐姆表的原理(2)DT830 型數字式萬用表電阻測量電路晶體三極管FE測量電路二、數字式萬用表的使用DT830B 型數字式萬用表的面板結構前面板包括液晶顯示器、電源開關、量程轉換開關、輸入插孔、hFE插座等，后面板裝有電池盒。數字式萬用表的使用方法(1)直流電壓的測量(2)交流電壓的測量(3)直流電流的測量(4)電阻的測量(5)二極管的測量(6)晶體管hFE的測量模塊四電阻的測量電阻的測量方案和方法一、按獲取測量結果的方式分類二、按所使用的儀表分類直流電橋一、直流單臂電橋直流單臂電橋的結構及工作原理QJ23型直流單臂電

17、橋簡介直流單臂電橋的使用方法() 使用前先將檢流計的鎖扣打開，調節(jié)調零器使指針指在零位。() 用萬用表歐姆擋估計被測電阻的大致數值。() 根據被測電阻估計值選擇適當的比例臂，使比較臂的四擋電阻都能被充分利用，從而提高測量準確度。() 測量中在接入被測電阻時，應采用較粗、較短的導線，并將接頭擰緊，以減小接線電阻和接觸電阻。() 當測量電感線圈的直流電阻時，應先按下電源按鈕，再按下檢流計按鈕；測量完畢，應先松開檢流計按鈕，后松開電源按鈕，以免被測線圈產生自感電動勢損壞檢流計。() 調節(jié)比較臂電阻。() 電橋使用完畢，應先切斷電源，然后拆除被測電阻，最后將檢流計鎖扣鎖上。二、直流雙臂電橋兆歐表常用的

18、兆歐表外形如圖4-3-1 和圖4-3-2 所示。一、兆歐表的結構及工作原理兆歐表的結構兆歐表的工作原理二、ZC25型兆歐表簡介三、兆歐表的選擇、使用與維護選擇兆歐表兆歐表的接線兆歐表有三個接線端鈕，分別標有L(線路)、E(接地) 和G (屏蔽)，使用時應按測量對象的不同來選用。當測量電力設備對地的絕緣電阻時，應將L接到被測設備上，并將E 可靠接地。檢查兆歐表模塊五時間與頻率的測量數字式頻率計一、數字式頻率計的組成二、數字式頻率計的工作原理三、數字式頻率計的使用HC F1000L 數字式頻率計電源要求及面板特性() 電源要求() 前面板特性() 后面板特性 HC F1000L數字式頻率計的使用(

19、) 測試前的準備) 把儀器電源插頭和供電插座進行連接。) 打開電源開關，測試前預熱20min，使石英晶體振蕩器的頻率保持穩(wěn)定。() 頻率測量) 估計被測信號的幅度。) 將輸入信號接至通道輸入端。) 設定功能開關在FA 的位置。) 接入信號源。) 顯示器顯示頻率值。() 周期測量) 估計被測信號的幅度。) 將輸入信號接至A 通道輸入端。) 設定功能開關在PA位置。) 顯示器顯示周期值。掃頻儀一、BT3型頻率特性測試儀的原理掃頻部分頻標部分顯示部分包括水平掃描信號發(fā)生器、垂直放大器和示波管等。二、BT3型頻率特性測試儀面板說明顯示部分() 電源、輝度。() 聚焦。() 標尺亮度。() 影像極性。(

20、) 軸位置。() 軸衰減。() 軸增益。() 軸輸入。掃描部分() 波段開關。() 中心頻率度盤。() 輸出衰減。() 掃頻電壓輸出。() 頻率偏移。頻標部分() 頻標選擇。() 頻標幅度。() 外接頻標輸入。三、BT3 型頻率特性測試儀的使用測試前的準備測試儀的使用使用注意事項() 掃頻儀與被測電路相連時，必須考慮阻抗匹配問題。() 若被測電路內部帶有檢波器，不應再用檢波探頭電纜， 而直接用開路電纜與儀器相連。() 在顯示幅頻特性時，如發(fā)現圖形有異常曲折，則表示被測電路中有寄生振蕩，在測試前應予以排除。() 測試時，輸出電纜和檢波探頭的接地線應盡量短些，切忌在檢波探頭上加接導線。模塊六測量用

21、信號發(fā)生器低頻信號發(fā)生器一、低頻信號發(fā)生器的組成及工作原理XD2 型低頻信號發(fā)生器主要由振蕩器、射極輸出器、衰減器、電壓表和直流穩(wěn)壓電源五部分組成。振蕩器作為低頻信號發(fā)生器的核心，振蕩器決定了儀器輸出信號的波形和頻率。射極輸出器射極輸出器接在RC 文氏電橋振蕩器的輸出端。衰減器其作用是將輸出信號幅度調節(jié)到所需要的數值。電壓表它可以指示出信號電壓的大小。直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源是供給振蕩器和放大器的電源。二、XD2 型低頻信號發(fā)生器的面板布置三、XD2 型低頻信號發(fā)生器的使用方法（1）儀器通電之前，應先檢查電源的接入線是否正常，再將電源線接入220V 交流電源。（2）開機前，應將輸出細調旋鈕旋至

22、最小，輸出衰減旋鈕置于“0” 位置，輸出信號用電纜從輸出端鈕插口引出。（3）接通電源開關，將頻率范圍旋鈕置于所需擋位，調節(jié)頻率旋鈕至所需輸出頻率。（4）按所需信號電壓的大小，調節(jié)輸出細調旋鈕，電壓表即可指示出輸出電壓值。函數信號發(fā)生器一、函數信號發(fā)生器的組成及原理脈沖式函數信號發(fā)生器正弦式函數信號發(fā)生器三角式函數信號發(fā)生器二、函數信號發(fā)生器的外觀及性能指標面板介紹技術指標(1)頻率范圍(2)輸出幅度(3)輸出阻抗(4)輸出衰減(5)占空比(6)顯示(7)正弦波(8)三角波: 線性度(9)方波(10)時基(11)信號頻率穩(wěn)定度(12)測量誤差(13)電源三、VC2002 型函數信號發(fā)生器的使用方

23、法(1)開機并接好輸出測試線。(2)設置輸出信號的頻段。(3)設置輸出信號的波形類型。(4)按下確定按鈕，儀器開始運行，在頻率顯示屏顯示信號的頻率，在幅度顯示屏顯示信號的幅度。(5)調節(jié)頻率調節(jié)旋鈕，同時觀察頻率顯示屏，使信號頻率滿足要求；調節(jié)幅度調節(jié)旋鈕并觀察幅度顯示屏，使信號幅度滿足要求。(6)調節(jié)占空比調節(jié)旋鈕，使輸出信號占空比滿足要求。(7)將儀器的信號輸出測試線與其他待測電路連接，若連接后儀器的輸出信號頻率或幅度等發(fā)生變化，可重新調節(jié)儀器，直至輸出信號滿足要求。模塊七示波器與晶體管特性圖示儀通用示波器一、通用示波器的組成二、通用示波器的工作原理示波管的基本知識示波管主要由電子槍、熒光

24、屏和偏轉系統(tǒng)三大部分組成。示波原理雙蹤示波器一、雙蹤示波器的基本原理二、雙蹤示波器的組成部分探頭校準信號發(fā)生器校準信號發(fā)生器用來產生頻率為1kHz、幅度為0.5P-P的標準方波電壓。其電路構成主要是一個射極耦合多諧振蕩器， 其輸出經限幅、放大，然后由射極跟隨器的射極經分壓后產生標準方波。三、雙蹤示波器的使用. XC4320 型雙蹤示波器的面板說明() 電源部分() 垂直系統(tǒng)部分() 水平系統(tǒng)部分() 觸發(fā)部分() 0.5P-P雙蹤示波器的使用方法() 測量前的準備工作) 顯示掃描線) 打開電源) 一般情況下，應將垂直微調和掃描微調旋鈕處于“校準” 位置。) 調節(jié)CH1垂直移位。) 校準探頭。(

25、) 測量信號的步驟) 將被測信號輸入到示波器通道輸入端。) 按照被測信號參數的測量方法不同，選擇各旋鈕的位置，使信號正常顯示在熒光屏上，記錄測量的讀數或波形。) 根據記下的讀數進行分析、運算、處理，得到測量結果。雙蹤示波器的使用注意事項() 使用前必須檢查電網電壓是否與示波器要求的電源電壓相一致。() 通電后需要預熱15min再調整各旋鈕。() 通常信號引入線都需使用屏蔽電纜。四、雙蹤示波器在電氣測量中的應用電壓的測量() 交流電壓的測量() 直流電壓的測量時間和周期的測量() 脈沖參數的測量() 周期的測量() 相位的測量晶體管特性圖示儀一、晶體管特性圖示儀基本知識晶體管特性圖示儀的組成及原理XJ4810 型晶體管特性圖示儀簡介二、晶體管特性圖示儀的使用使