《電工電子基本技能操作項目教程》課件項目十六

項目十六常用電子儀表的使用能力目標1．熟練使用函數(shù)信號發(fā)生器，正確調整輸出波形的電壓及頻率；2．熟練使用示波器觀測電壓波形、相位關系；3．熟練使用交流毫伏表測量電壓；4．在測量中能正確連線；5．具有細致的觀察能力、實事求是的科學精神。知識目標1．知道函數(shù)發(fā)生器的作用；2．知道示波器的作用及測量內容；3．知道毫伏表的作用及與萬用表的區(qū)別。常用電子儀表的使用一、函數(shù)信號發(fā)生器的使用函數(shù)信號發(fā)生器是一種可以產生多波形的信號源。它能產生正弦波、方波(矩形波)、三角波(鋸齒波)等。為了產生各種輸出波形，函數(shù)信號發(fā)生器利用各種電路通過函數(shù)變換實現(xiàn)波形之間的轉換。根據合成信號的方式不同函數(shù)信號發(fā)生器有模擬式與數(shù)字式兩種。

1、模擬式函數(shù)信號發(fā)生器以通用電工電子學生實驗臺函數(shù)信號發(fā)生器為例。1)面板旋鈕及插孔功能(1)三角波、方波、正弦波、公共地插孔：從三個不同插孔中可以獲得相應三種不同的波形，作為函數(shù)信號發(fā)生器的輸出端。項目內容與原理常用電子儀表的使用(2)

頻率顯示表：指示頻率(5Hz～550kHz)。(3)頻率倍乘：輸出頻率是指示頻率的倍數(shù)(×1、×10、×102、×103、×104)。(4)頻率細調：可調整頻率表指示頻率。(5)正弦波電壓指示表：可指示電壓輸出幅度(0～4.5?V)(6)正弦波幅度衰減：將輸出電壓進行衰減(0、20?dB、40?dB)。(7)正弦波幅度：可調整正弦波電壓輸出幅度。(8)矩形波幅度：可調整矩形波電壓輸出幅度。常用電子儀表的使用

2)頻率與幅度的調整(1)正弦波幅度的調整：首先選擇正弦波衰減倍數(shù)，再調整正弦波幅度調節(jié)旋鈕使正弦電壓指示表指示為所需電壓，則此時正弦波輸出電壓為電壓表指示值除以正弦波衰減倍數(shù)，即

輸出電壓=例：若正弦波幅度衰減選擇20dB，調整正弦波幅度旋鈕，電壓表指示為2V時，則此時正弦波輸出電壓為2V/10=0.2V(0dB=1倍，20dB=10倍，40dB=100倍)。常用電子儀表的使用(2)信號頻率的調整：根據所需頻率首先選擇頻率倍乘，然后調整頻率細調，使頻率表指示為所需頻率示數(shù)，則此時輸出信號頻率為信號頻率=頻率表指示數(shù)×頻率倍乘

例：若需信號頻率為1?kHz，則所選頻率倍乘為102，調節(jié)頻率細調，使頻率表指示為10，則此時的信號輸出頻率為：102?×?10?=?1000?Hz。2、數(shù)字式函數(shù)發(fā)生器的使用以DG4000系列數(shù)字信號發(fā)生器為例，它采用DDS直接數(shù)字合成技術，可生成穩(wěn)定、精確、純凈、低失真的輸出信號。1)前面板前面板如圖16-1所示。常用電子儀表的使用圖16-1數(shù)字式函數(shù)信號發(fā)生器常用電子儀表的使用常用電子儀表的使用(1)電源開關。(2)USB接口。(3)顯示屏，可用于顯示信號波形、頻率、電壓幅度、起始相位、偏移電平、諧波次數(shù)等。(4)波形選擇按鈕區(qū)有正弦波、方波、鋸齒波、脈沖信號、噪聲、諧波、任意波形選擇。(5)鍵盤輸入按鈕區(qū)有0～9數(shù)字按鈕。(6)通道選擇區(qū)有雙通道CH1、CH2。(7)模式選擇區(qū)有掃頻、調制等。(8)功能選擇區(qū)有打印、編輯、幫助等。(9)手輪。(10)顯示按鈕區(qū)在不同的功能模式下顯示不同的參數(shù)。常用電子儀表的使用2)使用步驟以輸出正弦波信號為例。(1)將輸出電纜接到CH1或CH2。(2)打開電源開關，函數(shù)信號發(fā)生器起動自檢。(3)根據要求選擇輸出波形，按下相應的正弦波按鈕。(4)按下頻率顯示按鈕，根據需求從鍵盤輸入相應頻率。(5)按下電壓幅度顯示按鈕，根據需求輸入相應電壓幅值。(6)相應輸出通道指示燈亮，從該通道有相應頻率、電壓幅度的波形輸出。3、函數(shù)信號發(fā)生器使用注意事項

(1)將函數(shù)信號發(fā)生器放置于干燥通風處，不可放置在潮濕環(huán)境下。(2)不可由高處摔下。(3)輸出導線最好使用有屏蔽作用的同軸電纜，在小信號時避免受外界干擾。常用電子儀表的使用常用電子儀表的使用二、交流毫伏表的使用交流毫伏表主要是用來測量高頻小信號電壓幅度的一種測量儀器，其特點是工作頻率范圍寬，從幾赫茲到幾百兆赫茲都可測量；測量電壓范圍廣，從微安級到幾百伏。測量靈敏度高，輸入電阻大。交流毫伏表測量交流電壓時，不可用萬用表代替。萬用表只能測交流頻率在50～100Hz的信號，且電壓測量范圍小，微弱信號無法測量，其靈敏度低，輸入電阻小。

1、指針式晶體管毫伏表的使用以晶體管交流毫伏表DA-16型為例，其工作頻率為5Hz～2MHz，測量電壓范圍100?mV～300?V，如圖16-2所示。常用電子儀表的使用圖16-2DA-16數(shù)字毫伏表常用電子儀表的使用1)前面板功能說明(1)指針式表頭：指示電壓值(有效值)。(2)調零旋鈕。(3)輸入插孔。(4)電壓量程選擇旋鈕。(5)電源指示燈。(6)電源開關。常用電子儀表的使用2)使用步驟(1)準備工作。①調零：觀察指針指示是否停在零刻度位置，若不是則調整調零旋鈕，使指針指到零刻度。②量程置于最大擋：觀察量程選擇旋鈕是否在最大量程(300V)，若不是則將之轉換到300V量程擋。③輸入表筆短接：將輸入同軸電纜紅黑兩表筆互相短接。④插好電源，打開電源開關進行預熱10分鐘待用。常用電子儀表的使用(2)測量。①估算所測電壓大小，選擇相應的量程擋位。原則是所選量程一定要大于被測量。(若無法估算被測量，則選用最大量程擋，再根據指針所偏轉的角度逐漸減小量程至合適擋位，指針偏轉最好大于滿刻度2/3。)②將交流毫伏表兩表筆并聯(lián)至被測電路兩端。(3)讀數(shù)：等指針穩(wěn)定之后讀數(shù)。(4)用完之后，將量程轉換開關停留在最大量程(300V)擋。常用電子儀表的使用3)交流毫伏表使用注意事項(1)通電前，一定要將輸入電纜的紅黑表筆相互短接。防止儀器在通電時因外界干擾信號通過輸入電纜進入電路放大后，再進入表頭將表針打彎。(2)接通220V電源，按下電源開關，電源指示燈亮，儀器立刻工作。為了保證儀器穩(wěn)定性，需預熱10秒鐘后使用，開機后10秒鐘內指針無規(guī)則擺動屬正常。(3)測量前，應短路調零。將測試線的紅黑夾子夾在一起，將量程旋鈕旋到1mV量程，指針應指在零位(可通過面板上的機械調零電位器進行調零)。若指針偏離零點過多，應檢查測試線是否斷路或接觸不良，應更換測試線。常用電子儀表的使用(4)在不測試信號時應將量程旋鈕旋到最高量程擋。(5)交流毫伏表接入被測電路時，其地端(黑表筆)應始終接在電路的地上(成為公共接地)，以防干擾。(6)因交流毫伏表靈敏度高，在低量程擋時兩紅黑表筆不能開路，以免干擾信號的作用將指針打彎。(7)所測電壓不能超過交流毫伏表的最大量程。(8)不可置于強磁場中，以免影響測量數(shù)據。常用電子儀表的使用2、數(shù)字式毫伏表的使用以DF1930B為例進行說明。(1)DF1930B數(shù)字毫伏表的面板功能如圖16-3所示。①數(shù)字顯示。數(shù)碼顯示屏可自動顯示所測量量數(shù)據的大小。數(shù)字顯示有電壓顯示與分貝顯示。電壓的單位為V與mV，分貝的單位為dB或dBm，其換算關系是dB?=?20logV。所測量量的單位是V還是mV則相應的燈就會點亮。OVER：表示過量程。UNDER：表示欠量程。②量程選擇。量程選擇有3?mV、30?mV、300?mV，3?V、30?V、300?V可選。通過按鈕?、?可改變所選量程。常用電子儀表的使用圖16-3DF1930B數(shù)字毫伏表面板常用電子儀表的使用③工作方式選擇。自動AUTO擋：選擇此擋則相應燈亮，毫伏表會根據所測電壓進行自動調整量程。手動MANU擋：選擇此擋則相應燈亮，量程的選擇可根據所測電壓大小自行選擇。④電源開關與信號輸入插孔。信號輸入其最大值應小于450V。常用電子儀表的使用

(2)數(shù)字毫伏表的使用。數(shù)字毫伏表的使用很簡單。①選擇自動擋測量：打開電源，按下自動擋(AUTO燈亮)，測量，讀數(shù)。(注意：因選擇量程由毫伏表自動完成，需要一定的時間，所以測量時要讓毫伏表穩(wěn)定之后才能讀數(shù))②選擇手動擋測量：打開電源，按下手動擋(MANU燈亮)，根據被測電壓大小，選擇量程(被測電壓一定要比量程小)，測量，讀數(shù)。常用電子儀表的使用三、示波器電子示波器是一種時域測量儀器，用于觀察信號電壓幅度變化與時間的關系曲線。它可以測量信號電壓的形狀、幅度(峰峰值)、頻率、相位等。以CA8120A型電子示波器的使用為例。

1、前面板前面板說明如圖16-4所示。

1)面板旋鈕作用與功能

(1)

輝度：調整掃描軌跡的亮度。

(2)

聚集：使掃描軌跡的線條更加細小清晰。

(3)光跡旋鈕：當掃描基準線不為水平時，調整光跡旋鈕使之水平。

(4)

X移位：調整掃描軌跡水平方向移動。常用電子儀表的使用圖16-4CA8120A示波器面板常用電子儀表的使用(5)Y1或Y2移位：調整掃描軌跡垂直方向移動。(6)電平：調整電平可選擇掃描軌跡適當?shù)挠|發(fā)電平使掃描曲線穩(wěn)定。(7)掃描速率：(SEC/DIV)調整掃描速率旋鈕可改變被測信號一個或幾個周期在水平方向的顯示寬度。將中置旋鈕順時針旋到底，且聽到關的聲音，則已置于校準位置，中置旋鈕置于校準位置后測量信號時不可再改變。(8)Y軸幅度衰減：(VOLTS/DIV)調整Y軸幅度衰減，可改變被測信號在垂直方向的顯示高度。將中置旋鈕順時針旋到底，且聽到關的聲音，則已置于校準位置，中置旋鈕置于校準位置后測量信號時不可再改變。常用電子儀表的使用2)面板按鈕作用(1)電源開關按鈕：按下電源開關按鈕，示波器通電。(2)方式：有Y1、Y2、交替、斷續(xù)四個工作方式可選，按下相應的按鈕則相應的輸入通道工作。如：按下Y1則此時Y1通道工作。按下交替時Y1或Y2交替工作。交替顯示一般適宜于輸入信號頻率較高時使用。“斷續(xù)”適宜于輸入信號頻率較低時使用。(3)內觸發(fā)電源：三個可選。內觸發(fā)電源與方式關聯(lián)工作，選擇哪個工作方式則相應選擇哪個內觸發(fā)電源。如選擇Y1方式則選擇Y1內觸發(fā)電源。常用電子儀表的使用

(4)峰值選擇：有電視、常態(tài)、自動與峰值自動四種狀態(tài)可選擇，一般情況下都選擇峰值自動。(5)GND：按地，表示此時輸入端接地。(6)AC或DC：表示輸入信號是交流或直流的耦合方式。(7)X軸×1或×10：當按下×10，說明掃描時間顯示與實際衰減了10倍，讀數(shù)時需×10。常用電子儀表的使用2、電子示波器的使用步驟

1)信號通道的選擇(1)選擇通道Y1(Y2)。(2)將探頭插入Y1(Y2)接線孔中。(3)按下方式Y1(Y2)。(4)按下內觸發(fā)電源中Y1(Y2)。常用電子儀表的使用2)掃描軌跡的尋找與調整打開電源開關，掃描基線應清晰地顯示在屏幕中央，如果打開電源沒有看到掃描基線，則進行如下操作：(1)按下GND，使輸入信號接地。(2)調整輝度，順時針旋轉則是增加掃描基線亮度，使掃描基線亮度適當。(3)調整聚焦，使掃描基線細小而清晰。(4)調整Y移位，使基線垂直位置顯示在屏幕中央。(5)調整X移位，使基線在水平位置顯示在屏幕中央。常用電子儀表的使用3)測量將探頭并聯(lián)在被測信號兩端，按下AC或DC(測直流按下C，測交流則按下AC)。(1)將X軸掃描速率與Y軸幅度衰減的中置旋鈕順時針旋到底，且聽到關的聲音則已置于校準狀態(tài)，測量過程中不能再調動。(2)調整Y軸幅度衰減，使被測信號的幅度在屏幕上顯示合適的高度(一般為屏幕高度的1/3～2/3)。(3)調整掃描速率，使被測信號在屏幕上顯示兩到三個周期，以適合讀數(shù)。常用電子儀表的使用4)讀數(shù)周期的讀數(shù)與幅度的讀數(shù)。(1)電壓幅度的讀數(shù)。在屏幕上的高度以1厘米為一格，用DIV表示。信號的幅度是指底點到頂點的高度，稱之為峰峰值，用VP-P?表示。如圖16-5所示A點與C點之間的高度為峰峰值。電壓幅度VP-P?

=Y軸幅度擋位VOLTS×波形顯示高度DIV若此時VOLTS/DIV的擋位為0.5V，A與C之間的高度為2格，則電壓的峰峰值為0.5V×2=1V。常用電子儀表的使用圖16-5峰峰值圖示常用電子儀表的使用(2)周期或頻率的讀數(shù)。在水平方向，以1厘米為一格，用DIV表示。讀取信號的一個周期，在屏幕上占用的格數(shù)，如圖16-5中A點至B點之間為一個周期，占四格，則周期=掃描時間擋位SEC×格數(shù)DIV

頻率=若此時SEC/DIV的擋位為5ms，A點與B點之間的格數(shù)為4格，則信號周期為5ms×4=20ms，頻率為50Hz。常用電子儀表的使用探頭是示波器的重要附件，其質量的好壞直接影響示波器的測量準確度。探頭的電纜必須是精心設計與制造的專用電纜。因此當使用示波器進行測量時，應該選擇質量優(yōu)良的探頭，最好是示波器的原配探頭。當使用探頭進行測量時，其衰減器是選擇×10擋，還是選擇×1擋，要根據被測電路與被測信號的具體情況而定。如果被測點是高阻節(jié)點，或被測信號是頻率較高，則應選擇×10擋；若被測點是低阻節(jié)點或信號頻率較低則選擇×1擋。常用電子儀表的使用3、示波器使用注意事項

(1)示波器的輸入信號峰峰值不能超過最大輸入電壓400V。(2)在讀數(shù)前一定要將掃描時間旋鈕與幅度衰減旋鈕上的中置旋鈕置于校準位置，且一旦校準之后不再調整此旋鈕，否則讀數(shù)將不準確。(3)探頭使用示波器專用探頭。(4)示波器輝度不可太亮，以免影響示波器屏幕的使用壽命。(5)聚焦盡可能使顯示波形線條細小，清晰。線條不可太粗，以免影響讀數(shù)精度。(6)讀數(shù)時要注意示波器面板X軸是否已將×10按下，檢查探頭置于10∶1。項目訓練準備(1)函數(shù)信號發(fā)生器；(2)示波器；(3)交流毫伏表。常用電子儀表的使用項目操作與測量(一)儀器使用與測量(1)按圖16-6所示電路連線。圖16-6信號發(fā)生器、示波器、毫伏表接線示意圖常用電子儀表的使用(2)調整函數(shù)信號發(fā)生器，使之產生信號頻率及幅度如下，將調整結果填入表16-1中。函數(shù)信號發(fā)生器信號頻率/Hz頻率指示頻率倍乘輸出電壓值正弦波衰減電壓表示數(shù)正弦波500

3?V

1000

0.3?V

5000

30?mV

10000

10?mv

三角波500

///1000

///矩形波500

//1000

//表16-1函數(shù)信號發(fā)生器的使用常用電子儀表的使用(3)繼上一步驟，用毫伏表測