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常用电子仪器仪表的使用指南.doc
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常用电子仪器仪表的使用指南.doc
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第 3 章 常用电子仪器仪表的使用
3.1 数字万用表
3.1.1 数字万用表的结构和工作原理
数字万用表主要由液晶显示屏、模拟(A)/数字(D)转换器、电子计数器、转换开
关等组成。其测量过程如图 3-1-1。被测模拟量先由 A/D 转换器转换成数字量,然后通过
电子计数器计数,最后把测量结果用数字直接显示在显示屏上。可见,数字万用表的核心
部件是 A/D 转换器。目前,教学、科研领域使用的数字万用表大都以 ICL7106、7107 大
规模集成电路为主芯片。
该芯片内部包含双斜积
分 A/D 转 换 器 、 显 示
锁存器、七段译码器、
显示驱动器等。双斜积分 A/D 转换器的基本工作原理是在一个测量周期内用同一个积分器
进行两次积分,将被测电压 U
X
转换成与其成正比的时间间隔,在此间隔内填充标准频率的
时钟脉冲,用仪器记录的脉冲个数来反 U
X
的值。
3.1.2 VC98 系列数字万用表操作面板简介
VC98 系列数字万用表具有 3 (1999)位自动极性显示功能。该表以双斜积分 A/D
转换器为核心,采用 26mm 字高液晶(LCD)显示屏,可用来测量交直流电压、电流,
电阻,电容,二极管,三极管,通
断测试, 温 度 及频 率等 参数 。图
3-1-2 为其操作面板。
1.LCD 液 晶 显 示 屏 : 显 示 仪
表测量的数值及单位。
2.POWER ( 电 源 ) 开 关 : 用
于开启、关闭万用表电源。
3.B/L ( 背 光 ) 开 关 : 开 启 及
关闭背光灯。按下“ B/L” 开关,背
光灯亮,再次按下,背光取消。
4.旋钮开关:用于选择测量功
能及量程。
5.C
x
(电容)测量插孔:用于
放置被测电容。
6.20A 电流测量插孔:当被测
电 流 大 于 200mA 而 小 于 20A 时 ,
应将红表笔插入此孔。
7.小于 200mA 电流测量插孔:
当被测电流小于 200mA 时,应将
红表笔插入此孔。
8.COM ( 公 共 地 ) : 测 量 时
插入黑表笔。
9.V(电压)/Ω(电阻)测量插孔:测量电压/电阻时插入红表笔。
10.刻度盘:共 8 个测量功能。“Ω”为电阻测量功能,有 7 个量程档位;“DCV”为直流
电压测量功能,“ACV”为交流电压测量功能,各有 5 个量程档位;“DCA”为直流电流测量
功能,“ACA”为交流电流测量功能,各有 6 个量程档位;“F”为电容测量功能,有 6 个量程
档位;“hFE”为三极管 hFE 值测量功能;“ ”为二极管及通断测试功能,测试二极管时,近
似显示二极管的正向压降值,导通电阻<70Ω 时,内置蜂鸣器响。
11.hFE 测试插孔:用于放置被测三极管,以测量其 hFE 值。
12.HOLD(保持)开关:按下“HOLD”开关,当前所测量数据被保持在液晶显示屏上
并出现符号 H,再次按下“HOLD”开关,退出保持功能状态,符号 H 消失。
3.1.3 VC98 系列数字万用表的使用方法
1.直流电压的测量
(1)黑表笔插入“COM”插孔,红表笔插入“V/Ω”插孔;
(2)将旋钮开关转至“DCV”(直流电压)相应的量程档;
(3)将表笔跨接在被测电路上,其电压值和红表笔所接点电压的极性将显示在显示屏。
2.交流电压的测量
(1)黑表笔插入“COM”插孔,红表笔插入“V/Ω”插孔:
(2)将旋钮开关转至“ACV”(交流电压)相应的量程档;
(3)将测试表笔跨接在被测电路上,被测电压值将显示在显示屏上。
3.直流电流的测量
(1)黑表笔插入“COM”插孔,红表笔插入“200mA”或“20A”插孔;
(2)将旋钮开关转至“DCA”(直流电流)相应的量程档;
(3)将仪表串接在被测电路中,被测电流值及红表笔点的电流极性将显示在显示屏上。
4.交流电流的测量
(1)黑表笔插入“COM”插孔,红表笔插入“200mA”或“20A”插孔;
(2)将旋钮开关转至“ACA”(交流电流)相应的量程档;
(3)将仪表串接在被测电路中,被测电流值将显示在显示屏上。
5.电阻的测量
(1)黑表笔插入“COM”插孔,红表笔插入“V/Ω”插孔;
(2)将旋钮开关转至“Ω”(电阻)相应的量程档;
(3)将测试表笔跨接在被测电阻上,被测电阻值将显示在显示屏上。
6.电容的测量
将旋钮开关转至“F”(电容)相应的量程档,被测电容插入 Cx(电容)插孔,其值将
显示在显示屏上。
7.三极管 hFE 的测量
(1)将旋钮开关置于 hFE 档;
(2)根据被测三极管的类型(NPN 或 PNP),将发射极 e、基极 b、集电极 c 分别
插入相应的插孔,被测三极管的 hFE 值将显示在显示屏上。
8.二极管及通断测试
(1)红表笔插入“V/Ω”孔(注意:数字万用表红表笔为表内电池正极;指针万用表则
相反,红表笔为表内电池负极),黑表笔插入“COM”孔。
(2)旋钮开关置于“ ”(二极管/蜂鸣)符号档,红表笔接二极管正极,黑表笔接二
极管负极,显示值为二极管正向压降的近似值(0.55V~0.70V 为硅管;0.15V~0.30V 为锗
管)。
(3)测量二极管正、反向压降时,若只有最高位均显示“1”(超量限),则二极管开
路;若正、反向压降均显示“0”,则二极管击穿或短路。
(4)将表笔连接到被测电路两点,如果内置蜂鸣器发声,则两点之间电阻值低于
70Ω,电路通,否则电路为断路。
3.1.4 VC9801A
+
数字式万用表使用注意事项
1、测量电压时,输入直流电压切勿超过 1000V,交流电压有效值切勿超过 700V。
2、测量电流时,切勿输入超过 20A 的电流。
3、被测直流电压高于 36V 或交流电压有效值高于 25V 时,应仔细检查表笔是否可靠
接触、连接是否正确、绝缘是否良好等,以防电击。
4、测量时应选择正确的功能和量程,谨防误操作;切换功能和量程时,表笔应离开测
试点;显示值的“单位”与相应量程档的“单位”一致。
5、若测量前不知被测量的范围,应先将量程开关置到最高档,再根据显示值调到合适
的档位。
6、测量时若只有最高位显示“1”或“-1”,表示被测量超过了量程范围,应将量程开关转
至较高的档位。
7、在线测量电阻时,应确认被测电路所有电源已关断且所有电容都已完全放完电时,
方可进行测量,即不能带电测电阻。
8、用“200Ω”量程时,应先将表笔短路测引线电阻,然后在实测值中减去所测的引线
电阻;用“200MΩ”量程时,将表笔短路仪表将显示 1.0MΩ,属正常现象,不影响测量精度,
实测时应减去该值。
9、测电容前,应对被测电容进行充分放电;用大电容档测漏电或击穿电容时读数将
不稳定;测电解电容时,应注意正、负极,切勿插错。
10、显示屏显示 符号时,应及时更换 9V 碱性电池,以减小测量误差。
【思考与练习】
1.简述 VC98 系列数字万用表操作面板上各开关和插孔的作用。
2.用万用表“ ”档对二极管进行正、反向测试时,其显示值是什么?用“Ω”档对二极管
进行正、反向测试时,其显示值又是什么?
3.能否用万用表测量频率为 10kHz 的正弦信号的有效值?
4.使用 VC98 系列万用表应主要哪些事项?
3.2 交流毫伏表
交流毫伏表是电工、电子实验中用来测量交流电压有效值的常用电子测量仪器。其优
点是:测量电压范围广、频率宽、输入阻抗高、灵敏度高等。交流毫伏表种类很多,现以
AS2294D 型交流毫伏表为例介绍其结构特点、测量方法及使用注意事项等。
3.2.1 AS2294D 型交流毫伏表的结构特点及面板介绍
AS2294D 型 双 通
道交流毫伏表由两组性
能相同的集成电路及晶
体管放大电路和表头指
示电路组成,如图 3-2-
1。其表头采用同轴双
指针式电表,可进行双
路交流电压的同时测量
和比 较, “ 同 步 /异 步”
操作,使立体声双通道
测量带来方便。该表测
量 电 压 范 围 30μV ~
300V 共 13 档;测量电压频率范围 5Hz~2MHz;测量电平范围-90dBV~+50dBV 和-
90dBm~+52dBm。
AS2294D 型双通道交流毫伏表前后面板如图 3-2-2 所示。
1.左通道(L IN)输入插座:输入被测交流电压。
2.左通道(L CHRANGE)量程调节旋钮(灰色)。
3.右通道(R IN)输入插座:输入被测交流电压。
4.右通道(R CHRANGE)量程调节旋钮(桔红色)。
5.“同步/异步”按键:“SYNC”即桔红色灯亮,左右量程调节旋钮进入同步调整状态,
旋转两个量程调节旋钮中的任意一个,另一个的量程也跟随同步改变;“ASYN”即绿灯亮,
量程调节旋钮进入异步状态,转动量程调节旋钮,只改变相应通道的量程。
6.电源开关:按下,仪器电源接通(ON);弹起,仪器电源被切断( OFF)。
7.左通道(L)量程指示灯(绿色):绿色指示灯所亮位置对应的量程为该通道当前所
选量程。
8.右通道(R)量程指示灯(桔红色):桔红色指示灯所亮位置对应的量程为该通道
当前所选量程。
9.电压 / 电 平量 程档:共 13 档,分 别是: 0.3mV/-70dB、1mV/-60dB、 3mV/-
50dB 、 10mV/-40dB 、 30mV/-30dB 、 100mV/-20dB 、 300mV/-10dB 、 1V/
0dB、3V/+10dB、10V/+20dB、30V/+30dB、100V/+40dB、300V/+50dB。
10.表刻度盘:共 4 条刻度线,由上到下分别是 0~1、0~3、-20~0dB、-20~
+2dBm。测量电压时,若所选量程是 10 的倍数,读数看 0~1 即第一条刻度线;若所选
量程是 3 的倍数,读数看 0~3 即第二条刻度线。当前所选量程均指指针从 0 达到满刻度
时的电压值,具体每一大格及每一小格所代表的电压值应根据所选量程确定。
11.红色指针:指示右通道(R IN)输入交流电压的有效值。
12.黑色指针:指示左通道(R IN)输入交流电压的有效值。
13.FLOAT(浮置)/GND(接地)开关。
14.信号输出插座。
15.220V 交流电源输入插座。
3.2.2 AS2294D 型交流毫伏表的测量方法和浮置功能的应用
1.交流电压的测量
AS2294D 型交流毫伏表实际上是两个独立的电压表,因此它可作为两个单独的电压
表使用。测量时,先将被测电压正确的接入所选输入通道,然后根据所选通道的量程开关
及表针指示位置读取被测电压值。
2.异步状态测量
当被测的两个电压值相差较大,如测量放
大电路的电压放大倍数或增益时,可将仪器置
于异步状态进行测量,测量方法如图 3-3-3。
按下‘同步/异步“键使”ASYN“灯亮,将被测放
大电路的输入信号 u
i
和输出信号 u
0
分别接到
左右通道的输入端,从两个不同的量程开关和
表针指示的电压值或 dB 值,就可算出(或直
接读出)放大电路的电压放大倍数(或增益)。
如输入左(L IN)通道的指示值 u
i
=10mV(-40dB),输出右( R IN)通道的指示
值 u
0
=0.5V(-6dB),则电压放大倍数 β= u
0
(0.5×10
3
mV)/u
i
(10mV)=50 倍;
直接读取的电压增益 dB 值为:-6dB-(-40dB)=34dB。
3.同步状态测量
同步状态测量适合于测量立体声录放磁头的灵敏度、录放前置均衡电路及功率放大电
路等。由于两路电压表的性能、量程相同,因此可直接读出两个被测声道的不平衡度。测
量方法如图 3-3-4。将“同步/异步”键置于同步状态即“SYNC”灯亮,分别接入 L、R 立体声
的左右放大器,如性能相同(平衡),红黑表针应重
合,如不重合,则可读出不平衡度的 dB 值。
4.浮置功能的应用
1)在测量差动放大电路双端输出电压时,电路
的两个输出端都不能接地,否则会引起测量结果不准,
此时可将后面板上的浮置/接地开关上扳,采用浮置
方式测量。
2)某些需要防止地线干扰的放大器或带有直流
电压输出的端子及元器件两端电压的在线测量等均可
采用浮置方式测量以免公共接地带来的干扰或短路。
3)在音频信号传输中,有时需要平衡传输,此
时测量其电平时,应采用浮置方式测量。
3.2.3 AS2294D 型交流毫伏表使用注意事项
1.测量时仪器应垂直放置即仪器表面应垂直于桌面。
2.所测交流电压中的直流分量不得大于 100V。
3.测量 30V 以上电压时,应注意安全。
4.接通电源及转换量程开关时,由于电容放电过程,指针有晃动现象,待指针稳定后
方可读数。
5. 测量时应根据被测量大小选择合适的量程,一般应取被测量的 1.2~2 倍即使指针
偏转 1/2 以上。在无法预知被测量大小的情况下先用大量程档,然后逐渐减小量程至合适
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