使用伏安法时,应根据被测电阻的大小,选择合适的测量电路;如果预先无法估计被测电阻的大小,可以两个电路都试一下,看两种电路电压表和电流表的读数的差别情况,若两种电路电压表的读数差别比电流表的读数差别小,则可选择电压表前接法,即如图1.2.2(a)所示电路。
反之,则可选择电压表后接法即如
图1.2.2(b)所示电路。
二、电位器的测量
1.用万用表测量电位器
用万用表测量电位器的方法与测量固定电阻的方法相同,先测量电位器两固定端之间的总体固定电阻,然后测量滑动端对任意一端之间的电阻值,并不断改变滑动端的位置,观察电阻值的变化情况,直到滑动端调到另一端为止。
在缓慢调节滑动端时,应滑动灵活,松紧适度,听不到咝咝的噪声,阻值指示平稳变化,没有跳变现象,否则说明滑动端接触不良,或滑动端的引岀机构内部存在故障。
2,用示波器测量电位器的噪声
如图1.2.3所示,给电位器两端加一适当的直流电源E,E的大小应不造成电位器超功耗,最好用电池。
让一定电流流过电位位器,缓慢调节电位器的滑动端,在示波器的荧光屏上显示岀一条光滑的水平亮线,
随着电位器滑动端的调节,水平亮线在垂直方向移动,若水平亮线上有不规则的毛刺岀现,则表示有滑动噪声或静态噪声存在。
图123用示波器测电位器的噪声
三、非线性电阻的测量
非线性电阻如热敏电阻、二极管的内阻等,它们的阻值与工作环境以及外加电压和电流的大小有关,一般采用专用设备测量其特性。
当无专用设备时,可采用前面介绍的伏安法,测量一定直流电压下的直流电流值,然后改变电压的大小,逐点测量相应的电流,最后作岀伏安特性曲线,所得电阻值只表示一定电压或电流下的直流电阻值。
如果电阻值与环境温度有关时还应制造一定的外界环境。
1.2.2电容的测量
电容的主要作用是贮存电能。
它由两片金属中间夹绝缘介质构成。
由于存在绝缘电阻(绝缘介质的损耗)
和引线电感。
而引线电感在工作频率较低时,可以忽略其影响。
因此,电容的测量主要包括电容量值与电容器损耗(通常用损耗因数D表示)两部分内容,有时需要测量电容器的分布电感。
一、谐振法测量电容量
将交流信号源、交流电压表、标准电感L和被测电容Cx连成如图124所示的并联电路,其中CO为标
准电感的分布电容。
测量时,调节信号源的频率,使并联电路谐振,即交流电压表读数达到最大值,反复调节几次,确定电
压表读数最大时所对应的信号源的频率?
,则被测电容值Cx为■-
二、交流电桥法测量电容量和损耗因数
交流电桥有如图1.2.5(a)和(b)所示的串联和并联两种电桥。
对于如图1.2.5(a)所示的串联电桥,Cx为被
测电容,Rx为其等效串联损耗电阻,由电桥的平衡条件可得
测量时,先根据被测电容的范围,通过改变R3来选取一定的量程,然后反复调节R4和Rn使电桥平衡,即检流计读数最小,从R4,Rn刻度读Cx和Dx的值。
这种电桥适用于测量损耗小的电容器。
对于如图1.2.5(b)所示的并联电桥,Cx为被测电容,Rx为其等效并联损耗电阻,测量时,调节Rn和Cn
使电桥平衡,此时
G=定G
亠=心=
这种电桥适于测量损耗较大的电容器。
三、用万用表估测电容
用模拟式万用表的电阻档测量电容器,不能测岀其容量和漏电阻的确切数值,更不能知道电容器所能承受的耐压,但对电容器的好坏程度能粗略判别,在实际工作中经常使用。
1.估测电容量
将万用表设置在电阻档,表笔并接在被测电容的两端,在器件与表笔相接的瞬间,表针摆动幅度越大,
表示电容量越大,这种方法一般用来估测0.01以上的电容器。
2.电容器漏电阻的估测
除铝电解电容外,普通电容的绝缘电阻应大于10MD,用万用表测量电容器漏电阻时,万用表置x1k或x10k
倍率档,当表笔与被测电容并接的瞬间,表针会偏转很大的角度,然后逐渐回转,经过一定时间,表针退
回到处,说明被测电容的漏电阻极大,若表针回不到处,则示值即为被测电容的漏电阻值。
铝电解
电容的漏电阻应超过200k?
才能使用。
若表针偏转一定角度后,无逐渐回转现象,说明被测电容已被击穿,不能使用了。
1.2.3电感的测量
电感的主要特性是贮存磁场能。
但由于它一般是用金属导线绕制而成的,所以有绕线电阻(对于磁芯电感
还应包括磁性材料插入的损耗电阻)和线圈匝与匝之间的分布电容。
采用一些特殊的制作工艺,可减小分布电容,工作频率也较低时,分布电容可忽略不计。
因此,电感的测量主要包括电感量和损耗(通常用品质因
数Q表示)两部分内容。
一、谐振法测量电感
如图1.2.6所示为并联谐振法测电感的电路,其中C为标准电感,L为被测电感,Co为被测电感的分布
电容。
测量时,调节信号源频率,使电路谐振,即电压表指示最大,记下此时的信号源频率f,则
图126谐振法测量电感
由上两式可得I"':
f'
将Co代入L的表达式,即可得到被测电感的感量。
图127交流电桥法测量电感
如图1.2.7(a)所示的马氏电桥适用于测量Qv10的电感,图中Lx为被测电感,Rx为被测电感损耗电阻,
马氏电桥由电桥平衡条可得
一般在马氏电桥中,R3用开关换接作为量程选择,R2和Rn为可调元件,由R2的刻度可直读Lx,由
Rn的刻度可直读Q值。
图1.2.7(b)所示的海氏电桥适用于测量Q>10的电感,测量方法和结论与马氏电桥
相同。
1.2.4电压的测量
在电子测量领域中,电压是基本参数之一。
许多电参数,如增益、频率特性、电流、功率调幅度等都可视为电压的派生量。
各种电路工作状态,如饱和、截止等,通常都以电压的形式反映岀来。
不少测量仪器也都用电压来表示。
因此,电压的测量是许多电参数测量的基础。
电压的测量对调试电子电路可以说是必不可少的。
电子电路中电压测量的特点是:
(1)频率范围宽;电子电路中电压的频率可以从直流到数百兆赫范围内变化。
(2)电压范围广;电子电路中,电压范围由微伏级到千伏以上高压,对于不同的电压档级必须采用不同的电压表进行测量。
(3)存在非正弦量电压;被测信号除了正弦电压外,还有大量的非正弦电压。
(4)交、直流电压并存;被测的电压中常常是交流与直流并存,甚至还夹杂有噪声干扰等成分。
(5)要求测量仪器有高输入阻抗;由于电子电路一般是高阻抗电路,为了使仪器对被测电路的影响减至足够小,要求测量仪器有更高的输入电阻。
所以,在电子电路中,应根据被测电压的波形、频率、幅度、等效内阻,针对不同的测量对象采用不同的测量方法。
如:
测量精度要求不高,可用示波器或普通万用表;如果希望测量精度较高,根据现有条件,选择合适的测量仪器。
一、直流电压的测量
电子电路中的直流电压一般分为两大类,一类为直流电源电压,它具有一定的直流电动势E和等效内阻
R0,如图1.2.8(a)所示。
另一类是直流电路中某元器件两端之间的电压差或各点对地的电位,如图1.2.8
(b)所示,图中R1,R2,R3,R4可以是任意元器件的直流等效电阻,UR1、UR3为元器件两端电压,
Ul、U2既是对地电位又是元器件两端电压。
图1.2.8两种直流电压
直流电压的测量方法大体上有直接测量法和间接测量法两种。
(1)直接测量法
将电压表直接并联在被测支路的两端,如图128所示,如果电压表的内阻为无限大,则电压表的示数即
是被测两点间的电压值。
实际电压表的的内阻不可能为无穷大,因此直接测量法必定会影响被测电路,造成测量误差。
测量时还应注意电压表的极性。
它影响到测量值与参考极性之的关系,也影响模拟式电压表指针的偏转方向。