电子测量实验指导书.docx

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电子测量实验指导书

实验一电子测量基本知识

一、使用电子测量仪器的一般注意事项

电子测量仪器的类型很多。

各种不同的使用特点。

但下列若干注意事项，对一般的实验用仪器是具有普遍指导意义的。

掌握这些知识，可以减少测量误差，防止损坏仪器或被测电路，也可防止发上人身事故。

使用前应阅读技术说明书或有关仪器使用方法的资料，即使对实验经验丰富的人，当使用不熟悉的仪器时，也应做到这一点，切记盲目乱用，如使用中发现有异常现象，应即使报告实验室管理人员并记载于仪器履历卡中。

对精密仪器的实验，一般要求实验室提供所用仪器经周期鉴定后的修正值。

接通电源前，应先检查仪器的量程、功能、频段、衰减、增益、时基、极性等旋钮及开关，看是否有松脱及滑位、错位等现象，发现时应及时修复，然后把上述各旋钮置于所需位置。

当时被测对象不太了解时，一般情况下应将仪器的“增益”、“输出”、“灵敏度”、“调制”等旋钮置于最小部位，将“衰减”、“量程”等旋钮置于最高位。

要注意被测电路中是否喊有直流高压以及该直流高压是否超出了仪器的耐压能力。

必要时应加隔直电容。

有时，被测电路的直流成分会影响测量结果，这在选择及使用仪器时要特别小心。

1、接通电源前，应仔细检查实验装置的各连接线是否有接错和短路现象。

要特别注意地线的连接。

测量时，要先接地线在接高电位端。

测量完毕，要先去掉高电位端再去条地线。

2、注意仪器的预热，电子测量仪器都必须经过足够的预热时间，工作性能才能稳定。

在一般精度要求不高的电子测量实验中，通常预热10-30分钟已能满足要求。

3、不少电子测量仪器需要在使用前调零，调零的基本原则是：

当无任何信号（包括被测的和外界干扰的）输入时，应调节仪器的读数刚好指零或某规定值。

4、开机通电后，如发现仪器内部的变压器发出反常的翁翁声或有焦味、冒烟等现象，应立即切断电源进行检查，如发生烧保险丝现象，应在仔细检查电源电压、外部接线和负载情况后，再换上相同容量的保险丝重新通电。

严禁随意加大保险丝容量。

如第二次通电又烧保险丝，则说明故障尚未排除，应确实查清故障并加以排除后，再换上相同容量的保险丝重新通电。

5、对于内部装有电风扇强制通风的电子测量仪器，开机通电后要注意风扇是否运转正常，如发现叶片不转或转动时噪声太大，转速不稳等，应加润滑油或拆下检修。

高温季节进行测量实验时，可用外部电风扇连续实验时间不宜太长。

6、目前，不少电子测量仪器都附有内部校准装置，利用内部校准装置可以有效地消除仪器因元件性能不稳及老化等造成的系统误差，从而提高测量精度。

通电校准，还可以判断仪器各电路电源是否正常工作。

对于没有内部校准装置的仪器，也可以进行类似的校准。

例如用已知的电容、电感或电阻去校准（或比对）电桥、Q表、欧姆表的读数等。

7、注意安全操作；当被测对象的电压较高时，要先检查测量笔或测量探头的绝缘是否良好，手不要接触高电位点；测量晚场后要及时拆去接线，并将电压表、电流表等置于高量程处，碰到打火，元器件冒烟，电解电容爆裂及其它意外事故，要冷静，首先切断电源，切忌尖叫、乱跑、以免造成额外损失。

二、测量装置的组成

一项实验究竟有哪些型号的仪器及设备来组成测量装置，这是根据实验任务、要求、并结合实验室具体条件来决定的。

方案确定以后为了保证仪器的正常工作和一定的精度，在现场布置和接线方面，需注意以下几个方面问题：

1、便于观测

各仪器的布置应保证读取测量结果时视差小，不易疲劳（例如：

指针式仪器不宜放得太高或太偏）

2、便于操作

应根据不同仪器上可调旋钮的布置情况来安排其位置，可调节起来方便舒适。

例如：

对需要调节谐振成平衡状态的仪器，应便于实验人员用右手肘部支撑桌面，以达到调节灵活目的。

3、安全稳定

当必须把两台机器重叠放置时，应把体积小、重量轻的放在上面。

有的仪器把大功率晶体管安装在机壳外面，重叠仪器时注意不要造成短路；对于功率大、发热多的仪器，要注意本身散热和对周围仪器的影响。

4、接线正确

引线是否合理，常是测量成败的关键。

一般仪器引线都有高电位端与低电位端之分，通常低电位殿与屏蔽壳相连。

用同心电缆线做输入或输出引线时，通常是芯线为高电位端，皮线为低电位端。

仪器之间连接时，一要高端对高端，低端对低端。

仪器的布置要力求使接线尽量短。

对于高增益、弱信号或高频的测量，应特别注意不要将被测器件输入与输出接线靠近，以免引起信号的串扰及寄生振荡。

三、实验的记录及数据的处理

1、实验的记录

实验的记录是整个电子测量实验重要组成部分。

记录的内容主要包括以下几个方面：

（1）实验目的、任务及内容；

（2）所使用仪器及设备的型号、出厂号或实验室统一编号、数量；

（3）实验装置的方框图、连线图、工作原理简述等；

（4）实验中的有关现象，测量的原始数据，波形图等；

（5）实验人员姓名、实验日期、地点、实验时的环境条件（温度湿度、电源电压等）。

对实验记录的基本要求是真实和细心。

对于实验中出现的异常现象，与理论值或估计相差很大的测量数据，在未查明原因时，都要如实记录下来，而不应随便弃去或改动。

这在拟订新的实验项目及从事科学研究中是特别重要的。

因为有些异常现象及离群的数据，可能恰好反映了测量装置的某些隐患（例如接触不良、有寄生振荡、周围有间断想的电磁干扰等等）；在科学研究中，它们还可能是某种新发现或新发明的信号。

实验中还有许多现象是不太明显或瞬时即逝的，需要实验人员特别细心才能把它们真实的记录下来。

2、量数据的处理

见教材及有关参考书，此外不在讲解

3、实验报告

一项实验任务，包括准备（预习等）、实际操作、书写实验报告三个阶段。

实验报告的内容，除了前述全部实验记录及必要的理论概述外还包括对原始测量数据进行认真饿处理分析。

对实验中的各种现象（包括某种异常现象）进行深刻的讨论。

回答有关的各项思考题实验方案提出改进意见等。

在现代化科学研究中，实验工作是一项必不可少的重要内容。

书写实验报告也是从事科学研究的一项必不可少的重要内容。

书写实验报告也是从事科学研究的一项基本技能训练。

实验的目的不仅仅在于训练实际操作技能，更重要的是使理论与实践更紧密的结合，并在理论指导下，将实践中发生的各种现象加以归纳、分析，上升为理论。

这一认识上的升华工作，主要是从实验报告中反映出来。

因此，实验报告必须作到实事求是，书写整齐，一丝不苟，分析深入，并尽可能提出自己的见解。

实验二模拟万用表与数字万用表的使用

万用表（又名多用表、三用表）是无线电爱好者、电子技术爱好者、电工和技师、工程最常用的多用途、便携式仪表，可以用它测量直流、交流电压，直流、交流电流和电阻。

比较新型的万用表，还可以用它测量电容、电感、音频电平、晶体二极管正反向电阻、晶体三极管放大倍数。

配合一些简单的电子线路和技巧，还可以用它检测单结晶体管、场效应管、电声器件、录音机磁头、集成电路以及热敏、光敏、压敏电阻等。

万用表一般分为模拟万用表和数字万用表两类。

一、实验目的

1、掌握使用万用表的注意事项

2、掌握万用表的正确使用方法。

3、了解数字万用表的使用

二、实验设备

1、500型万用表：

2、数字万用表

三、用表主要技术性能和使用说明

（一）模拟万用表

1、结构

面板上一般有表头、调零电位器、量程转换开关、机械调零旋钮、表笔插孔等；内部有各种测试电路。

它们的作用如下。

A、表头

表头的作用是指示被测电学量的数值，有万用表的心脏之称，万用表的主要性能指标主要取决于表头的性能。

为了提高灵敏度和便于扩大电流量程，一般常用内阻比较大的高灵敏度的磁电式直流电流表。

500型万用表的内阻约2．8kΩ。

由于直流表头通过电流有正负极性，因此万用表右下角的两个表笔插孔标有+和x符号。

测量直流时极性反接，不但得不到正确的读数，还可能把电表指针打弯，甚至烧坏表头。

B、表盘

万用表的性能优劣，一般以灵敏度方式标在表盘上，灵敏度的单位以每伏多少欧姆Ω／V）表示。

灵敏度越高，表示万用表对被测对象的影响越小，测量误差也就越小。

目前，万用表灵敏度的水平，一般在20000Ω／V左右。

万用表所能检测的功能较多，为了方便使用者读数，表盘上制作有数条刻度线，并有各种说明符、字母等。

万用表中常见符号、字母的含义如表1—1、表1—2所示。

万用表表盘上，直流电压和直流电流刻度是均匀分布的，刻度线两头有“一”或DC标志。

交流电压和交流电流刻度是不均匀的，刻度线两头有“≈”或AC标志。

一般电压和电流的刻度是共用的。

电阻刻度线是不均匀的，零点在右边，大阻值在左边（最左端有∞标志，表示电阻值为无穷大）。

电阻刻度线的标志为Ω。

万用表上还有一条10V交流电压刻度线，以便提高小电压测量的准确度。

有的万用表上还有一条不均匀的分贝（dB）刻度线。

C．转换开关

500型万用表上一般有两个转换开关，它们互相配合，对不同测量线路进行选择，完成各项测试功能。

如果其中一个转换开关用于选择测试种类，那么另一个则用于选择量程大小。

例如测量直流电压时，右边的转换开关应转到V挡处，左边的转换开关则可在500、250、50、10、2．5五个挡中适当选择。

从万用表中读数时，电压、电流可直接从刻度线上读出；电阻的阻值只有转换开关处在X1位置时，才可直接从刻度线上读出；其余各挡必须将读数乘以量程倍数10（X10挡）、100（X100挡）、1000（X1k挡）和10000（X10k挡）。

500型万用表，除了可利用两个转换开关选择不同量程外，还可改变表笔插孔的位置来变换测试量程。

万用表上左边2500V插孔，可用于测试较高的电压。

这时将其中一只表笔插入2500V孔，另一只表笔保留在x插孔中。

2．使用方法和注意事项

万用表的使用方法和注意事项如下。

（1）测量电阻前，应先将两只表笔短接，观察指针是否指在零点处。

如果不指在零点上，可调节万用表上的电位器使指针归零。

如果顺时针、反时针旋转电位器到底，指针仍不归零，则电池电压可能不足，或有其他毛病。

一般更换量程后，原来已指零的指针会有小的变化，应重新短接两表笔，调整指针再归零。

（2）测量电阻时，应注意选择合适的量程。

测量低值电阻时，应避免接触电阻的影响和干扰；测量高值电阻（大于100kΩ）时，应注意人的两只手不能同时触摸两只表笔金属部分或电阻两端的引线部分，防止人体电阻（一般几百千欧）对测试的影响。

（3）测量电子线路中的电阻时，应将电源先断开，并注意电阻两端是否有并联支路。

如果有并联支路，最好焊开一端。

如果电路中有电容存在，应先将电容两端短路放电，防止损

坏万用表。

（4）测量电流或者电压前，如果对于被测电流、电压数值估计不出来，应先将量程置于最高挡，进行粗测，确保万用表安全。

然后视粗测值大小，再选择合适的量程，进行正确测定，减小误差。

严禁在测量过程中带电转换量程。

（5）测量电压前，应将量程转换开关拨到电压挡，切勿停留在电阻、电流挡，以免损坏表头。

（6）测量直流电压或直流电流时，应使万用表表笔与被测对象正负极性相符。

测量电压是将两只表笔与被测对象并联；测量电流是断开电路，把万用表串入被测对象处。

（7）测定2500V高压前，最好先将万用表垫在较好的绝缘板上，把被测对象电源断开。

将大容量电容短路放电，将两只表笔插入2500V和x插孔，注意作好人身安全工作，然

后再接通电源进行测量。

．

（8）测量交流电压时，应考虑被测对象的波形特征。

因为万用表交流电压挡的刻度，是按照正弦波的有效值刻度的，只能测定正弦波的电压有效值，不能测定非正弦波（例如脉冲

波）的有效值。

非正弦波电压或电流的有效值，一般应用电动式或电磁式仪表测定。

（9）万用表使用完毕，应将量程转换开关置于断路处。

应避免停留在电阻挡并误把两只表笔碰在一起，引起万用表内电池长期放电，产生误差；严重时，电池内液体溢出，腐蚀电表。

（二）数字万用表

把随时间连续变化的物理量称为模拟量，把测量模拟量的仪表称为模拟指示仪表，如前面介绍过的模拟万用表。

温度计、电流表、电压表等，它们都能够连续指示某一物理量在一定范围之内的量值。

人们又把不随时间连续变化，而以阶跃形式、断续变化的物理量称为数字量，数字量无法实现连续指示。

采用A／D转换器为手段，最终以数字量形式反映模拟量量值的仪表称为数字测量仪表。

四、实验步骤

电阻测量

（1）、调零。

所谓调零，就是将模拟万用表的两只表笔短接后，调节万用表上的Ω旋钮，将指针调到0位置上。

调零是准确测量电阻值必须要作的步骤，而且更换电阻量程后，一般应当重新调零。

如果在几个量程上，左、右旋转Ω旋钮到头，电表指针均调不到0位置，一般说明内装电池电压不足，应当更换新电池后再进行测量。

数字万用表，如果将两只电表表笔短接，一般会自动归0。

选择适当量程。

因为模拟万用表的电阻挡刻度是非均匀分布的，所以应当合理选择量程，使待测电阻器的读数尽可能避开左、右端端点区域的那一小部分，而使读数处在右端10％至全刻度的2／3区域内。

可以采用先粗测，视粗测值的大小，适当变换量程，达到准确测定的目的。

准确测定时，如果待测电阻的阻值为几欧至几十欧，几十欧至几百欧、几百欧至几千欧，几千欧至几十千欧，则应分别选择量程为R×l、及×10、R×100、R×lk各挡。

碰到接近兆欧的电阻器则应选择量程为尺×10k挡，否则测量误差可能较大。

（2）、当用数字万用表测量电阻阻值时，应将黑表笔插入COM插孔，红表笔插入V／Ω插孔（注意：

与模拟万用表不同，这里红表笔极性为正），然后将量程开关置于电阻挡，将直接显示电阻值。

采用数字万用表测量电阻应当注意：

①如果被测电阻值超过所选量程的最大值，将显示过量程符号1，应转换到更高的量程继续测量；②碰到大于1MΩ或更高的电阻，要几秒钟后读数才能稳定，这是正常现象；③当无输入时，如开路情况显示为1，④当检测仪器内部线路电阻时，应先关掉仪器电源，并让所有电容器放电。

（3）、准确读数。

采用模拟万用表，读取被测电阻的阻值时，两只眼睛应注视电表指针的正上方，并将万用表水平放置。

如果表盘内有一弧形反射镜，则应看到指针与其镜中的影象重合时才能读数；如果电表指针不是正好指在某一刻度线上，而是指在两条小线之间，则应估计一个正确的读数。

五、实验报告要求

l、学会万用表的使用及注意事项。

2、学会用万用表测各种元器件。

3、总结实验中的收获与体会。

实验三稳压电源的原理及使用

DFl701SB是由二路可调输出电源和一路固定输出电源组成的高精度电源。

其中二路可调输出电源具有稳压与稳流自动转换功能，其电路由调整管功率损耗控制电路、运算放大器和带有温度补偿的基准稳压器等组成。

因此电路稳定可靠，电源输出电压能从0～标称电压值之间任意调整，在稳流状态时，稳流输出电流能从0～标称电流值之间连续可调。

二路可调电源间又可以任意进行串联或并联，在串联和并联的同时又可由一路主电源进行电压或电流（并联时）跟踪。

串联时最高输出电压可达两路电压额定值之和、并联时最大输出电流可达两路电流额定值之和。

电源具有体积小，性能好，款式新颖等特点，是科研、院校、工厂及电子电器修理等单位的首选使用电源。

一、实验目的

1、掌握稳压电源的正确使用方法。

2、掌握稳压工作原理

3、研究稳压电源工作方式

二、实验设备

1、稳压电源：

DFl701SB型

2、万用表

三、DFl701SB稳压电源主要技术性能和使用说明

1、技术参数

1．1输入电压：

AC220V土10％50Hz+2Hz（输出电流小于5A）

AC220V／（+10;-5）％50Hz+2Hz（输出电流小于等于10A）

1．2双路可调整电源

1．3保护：

电流限制保护

1．4指示表头；电压表和电流精度2．5级

1．5其它：

双路电源可进行串联和并联，串、并时可由一路主电源进行输出电压调节，此时从电源输出电压严格跟踪主电源输出电压值。

并联稳流时也可由主电源调节稳流输出电流，此时从电源输出电流严格跟踪主电源输出电流值。

1．3．6保护，电流限制及短路保护

2、工作原理及面板各按钮的作用

2．1工作原理

可调电源由整流滤波电路；辅助电源电路；基准电压电路；稳压、稳流比较放大电路；调整电路及稳压稳流取样电路等组成。

其方框图如图1所示。

图1稳压电源原理图

当输出电压由于电源电压或负载电流变化引起变动时，则变动的信号经稳压取样电路与基准电压相比较，其所得误差信号经比较放大器放大后，经放大电路控制调整管使输出电压调整为给定值。

因为比较放大器由集成运算放大器组成，增益很高，因此输出端有微小的电压变动，也能得到调整，以达到高稳定输出的目的。

稳流调节与稳压调节基本一样，因此同样具有高稳定性。

2．2面板各按钮的作用

（1）电表或数字表：

指示主路输出电压、电流值。

（2）主路输出指示选择开关c选择主路的输出电压或电流值。

（3）从路输出指示选择开关：

选择从路的输出电压或电流值。

（4）电表：

指示从路输出电压、电流值。

（5）从路稳压输出电压调节旋钮：

调节从路输出电压值。

（6）从路稳流输出电流调节旋钮：

调节从路输出电流值。

（即限流保护点调节）

（7）电源开关；当此电源开关被置于“ON”时（即开关被揿下时），机器

处于“开”状态，此时稳压指示灯亮或稳流指示灯亮。

反之，机器处于“关”

状态（即开关弹起时）。

（8）从路稳流状态或二路电源并联状态指示灯；当从路电源处于稳流工作状态时或二路电源处于并联状态时，此指示灯亮。

（9）从路稳压状态指示灯；当从路电源处于稳压工作状态时，此指示灯亮。

（10）从路直流输出负接线柱；输出电压的负极，接负载负端。

（11）机壳接地端:

机壳接大地。

（12）从路直流输出正接线柱：

输出电压的正极，接负载正端。

（13）二路电源独立、串联，并联控制开关。

（14）二路电源独立、串联、并联控制开关。

（15）主路直流输出负接线柱：

输出电压的负极，接负载负端。

（16）机壳接地端：

机壳接大地。

（17）主路直流输出正接线柱：

输出电压的正极，接负载正端。

（20）主路稳流输出电流调节旋钮：

调节主路输出电流值（即限流保护点调节）。

（21）主路稳压输出电压调节旋钮：

调节主路输出电压值。

3、使用方法

3.1双路可调电源独立使用。

3.2将（13）和（14）开关分别置于弹起位置

3.3可调电源作为稳压源使用时，首先应将稳流调节旋钮（6）和（22）顺时针调节到最大，然后打开电源开关（7），并调节电压调节旋钮（5）和（23），使从路和主路输出直流电压至需要的电压值，此时稳压状态指示灯（9）和（19）发光。

3.4可调电源作为稳流源使用时，在打开电源开关（7）后，先将稳压调旋钮（5）和（23）顺时针调节到最大，同时将稳流调节旋钮（6）和（22）反时针调节到最小，然后接上所需负载，再顺时针调节稳流调节旋钮（6）和（22），使输出电流至所需要的稳定电流值。

此时稳压状态指示灯（9）和（19）熄灭，稳流状态指示灯（8）和（18）发光。

3.5在作为稳压源使用时稳流电流调节旋钮（6）和（22）一般应该调至最大，但是本电源也可以任意设定限流保护点。

设定办法为，打开电源，反时针将稳流调节旋钮（6）和（22）调到最小，然后短接输出正、负端子，并顺时针调节稳流调节旋钮（6）和（22），使输出电流等于所要求的限流保护点的电流值，此时限流保护点就被设定好了。

3.6若电源只带一路负载时，为延长机器的使用寿命减少功率管的发量请使用在主路电源上。

3.7将（13）开关按下（14）开关置于弹起,此时调节主电源电压调节旋钮（23），从路的输出电压严格跟踪主路输出电压。

使输出电压最高可达两路电流的额定值之和（即端子（10）和（17）之间电压）。

3.8在两路电源串联以前应先检查主路和从路电源的负端是否有联接片于接地端相联，如有则应将其断开，不然在两路电源串联时将造成从路电源的短路。

3.9在两路电源处于串联状态时，两路的输出电压由主路控制但是两路的电流调节仍然是独立的。

因此在两路串联时应注意（6）电流调节旋钮的位置，如旋钮（6）在反时针到底的位置或从路输出电流超过限流保护点，此时从路的输出电压将不再跟踪主路的输出电压。

所以一般两路串联时应旋钮（6）顺时针旋到最大。

3.10在两路电源串联时，如有功率输出则应用与输出功率相对应的导线将主路的负端和从路的正端可靠短接。

因为机器内部是通过一个开关短接的，所以当有功率输出时短接开关将通过输出电流。

长此下去将无助于提高整机的可靠性。

3.11双路可调电源并联使用

3.12将（13）开关按下（14）开关也按下,此时两路电源并联，调节主电源电压调节旋钮（23），两路输出电压一样。

同时从路稳流指示灯（8）发光。

3.13在两路电源处于并联状态时，从路电源的稳流调节旋钮（6）不起作用。

当电源做稳流源使用时，只需调节主路的稳流调节旋钮（22），此时主、从路的输出电流均受其控制并相同。

其输出电流最大可达二路输出电流之和。

3.14在两路电源并联时，如有功率输出则应用与输出功率对应的导线分别将主、从电源的正端和正端、负端和负端可靠短接，以使负载可靠的接在两路输出的输出端子上。

不然，如将负载只接在一路电源的输出端子上，将有可能造成两路电源输出电流的不平衡，同时也有可能造成串并联开关的损坏。

4注意事项

4.1本电源设有完善的保护功能，两路可调电源具有限流保护功能，由于电路中设置了调整管功率损耗控制电路，因此当输出发生短路现象时，此时大功率调整管上的功率损耗并不是很大，完全会对本电源造成任何损坏。

但是短路时本电源仍有功率损耗，为了减少不必要的机器老化和能源消耗，所以应尽早发现并关掉电源，将故障排除。

4.2使用完毕后，请放在干燥通风的地方，并保持清洁，若长期不使用应将电源插头拔下后再存放。

4.3对稳定电源进行维修时，必需将输入电源断开。

．

4.4因电源使用不当或使用环境异常及机内元器件失效等均可能引起电源故障，当电源发生故障时，输出电压有可能超过额定输出最高电压，使用时务请注意以防造成不必要的负载损坏。

4.5三芯电源线的保护接地端，必须可靠接地，以确保使用安全。

四、实验步骤

1、用万用表测量输出电压，调整主、从路稳压输出电压调节旋钮：

调节主、从路输出电压值。

2、调节面板各按钮的作用，同时用万用表进行观察。

五、实验报告要求

l、掌握稳压电源的使用及注意事项。

2、学会使用稳压电源为元器件提供电源的方法。

3、总结实验中的收获与体会。

实验四频率测量实验

一、实验目的

1、熟悉各种不同的测量频率的方法。

2、用示波器测出频率信号的频率值和电压值

二、实验内容

学会使用信号发生器

三、实验用的仪器设备

1、信号发生器

2、示波器

四、实验原理及说明

1、电源开关（POWER）：

将电源开关按键弹出即为“关”位置，将电源线接入，按电源开关，以接通电源。

2、LED显示窗口：

此窗口指示输出信号的频率，当“外测”开关按入，显示外测信号的频率。

如超出测量范围，溢出指示灯亮。

’

3、频率调节旋钮（FRE