第7章常用电子测量仪器

第7章常用电子测量仪器万用表7.1毫伏表7.2信号发生器7.3示波器7.4频率特性测试仪7.57.1.1指针式万用表1．指针式万用表面板及表盘字符的含义在万用表指针盘面上，会有一些特定的符号，这些符号标明万用表的一些重要性能和使用要求，在使用万用表时，必须按这些要求进行，否则会导致测量不准确、发生事故、造成万用表损坏，甚至造成人身危险。万用表表盘上的常用字符含义如表7.1所示。7.1万用表标志符号意义标志符号意义公用端以标度尺长度百分数表示的准确度等级COM公用端1.5以指示值百分数表示的准确度等级接地端以量程百分数表示的准确度等级A电流端被测量为直流mA被测电流适合mA挡的接入端被测量为交流5A专用端（如5A）被测量为直流与交流具有声响的通断测试Ⅲ级防外电场Ⅲ级防外磁场二极管检测A-V-测量对象包括电流、电压、电阻磁电系测量机构零点调节器1.51.5或«ⅢⅢ表7.1万用表表盘上的常用字符含义测量线路中带有整流器20k/V表示直流电压灵敏度为20k/V，有的也以20000/VDC表示刻度盘水平放置使用表示交流电压灵敏度为4k/V刻度盘垂直放置使用45…55…1000Hz使用频率范围45～1000Hz标准频率范围45～55Hz绝缘试验电压为6kVdB-1mW600在600负载电阻上功耗1mW，定义为零分贝（dB）高电压，注意安全注意+正端－负端标志符号意义标志符号意义6！V~4k/续表（1）准确度准确度是指万用表测量结果的准确程度，即测量值与标准值之间的基本误差值。准确度越高，测量误差越小。2．指针式万用表的主要性能指标万用表的准确度根据国际标准规定有7个等级，它们是0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0。通常万用表主要有1.0、1.5、2.5、5.0四个等级。其数值越小，等级越高。其中2.5级的万用表应用最为普遍。2.5级的准确度即表示基本误差为±2.5%，其他依次类推。万用表的精度等级与基本误差如表7.2所示。精度等级0.10.20.51.01.52.55.0基本误差±0.1%±0.2%±0.5%±1.0%±1.5%±2.5%±5.0%表7.2万用表的精度等级与基本误差（2）直流电压灵敏度直流电压灵敏度是指使用万用表的直流电压挡测量直流电压时，该挡的等效内阻与满量程电压之比。例如某万用表在250V电压挡时的内阻为2.5M，其电压的灵敏度就为2.5×106/250V，即10000/V。万用表的直流电压灵敏度的单位是/V或k/V，一般直接标注在万用表的表盘上。万用表的电压灵敏度越高，表明万用表的内阻越大，对被测电路的影响就越小，其测量结果就越准确。因此电压灵敏度高的万用表适于测量有一定要求的电子电路，而电压灵敏度低的万用表适于测量要求不高的电路。如检修电视机时，就要求万用表的灵敏度要等于或大于20k/V；而检修收音机时，采用灵敏度为10k/V的万用表就可以了。（3）交流电压灵敏度交流电压灵敏度与直流电阻灵敏度，除所测电压的交、直流有区别外，其他物理含义完全一样。但由于交流测量时，表内的整流电路降低了万用表的内阻，故使用万用表进行交流电流或电压测量时，它的测量灵敏度和精度要比测量直流时低。（4）中值电阻中值电阻是当欧姆挡的指针偏转至标度尺的几何中心位置时，所指示的电阻值正好等于该量程欧姆表的总内阻值。由于欧姆挡标度的不均匀性，使欧姆表有效测量范围仅局限于基本误差较小的标度尺中央部分。它一般对应于（1/10～10）倍的中值电阻，因此测量电阻时应合理选择量程，使指针尽量靠近中心处（满刻度的1/3～2/3），确保所测阻值准确。（5）频率特性频率特性是指万用表测量交流电时，有一定的频率范围，如超出规定的频率范围，就不能保证其测量准确度。一般便携式万用表的工作频率范围为45～2000Hz，袖珍式万用表的工作频率为45～1000Hz。除此之外，指针式万用表还有绝缘等级、防电场等级和防磁场等级等性能指标。常用的万用表拨盘开关有两种方式，一种是单拨盘开关方式，它只有一个多挡的拨盘开关，挡位的选择只需要将这只开关拨到相应位置即可，如图7.1所示MF960型万用表的单拨盘开关；另一种是双拨盘开关方式，它有两个多挡的拨盘开关，挡位的选择需要由这两只开关配合拨到相应位置，如图7.2所示MF500型万用表的拨盘开关。3．挡位的拨选10K1K100101ΩhFECBECBENPNPPN1022dB5025010001000OFF25050102.50.250.150uA2.5252502.5A1.5V9VBATTDCmADCVACV0ΩADJHVPROBECOM2.5AOUTPUTNP图7.1MF960型万用表的单拨盘开关25001050110100_Ω~uA10015001KV10KmA+5A*2.510502505005002505010AAΩ-~VV-~(2500V)(2500V)Ω图7.2MF500型万用表的拨盘开关（1）单拨盘开关万用表挡位的选择MF960型万用表的拨盘有多个段（如图7.1所示），其中“DCV”为直流电压测量段，单位为V，该表的最小测量挡为0.1V，最大为1000V；“ACV”为交流电压测量段，单位也是V。最小测量挡为10V挡，最大为1000V挡，其中10V挡作电平测量时，满量程为22dB；“”为电阻测量段，最小测量挡为×1挡，最大为×10k挡，其中×10挡可作三极管的直流放大系数hfe的测量；“DCmA”为直流电流测量段，除最小的50挡和2.5A挡外，其余挡位的单位均为mA，注意，该表50A挡是与0.1V共用的。提示在万用表不使用时，应将拨盘开关拨到“OFF”位置，使万用表表头线圈短路，保护表头不受外电流和振动的损坏。（2）双拨盘开关万用表挡位的选择MF500型万用表以其测量范围广，测量精度高，读数方便准确，被无线电爱好者所推崇。MF500型万用表是一种典型的双拨盘方式的万用表，如图7.2所示。在选择挡位时，需将左右两个开关配合选择，才能选择到需要的测量功能。下面分别进行介绍。如果要测量电压，应先将右开关拨到“”位，再将左开关拨到“”位段可进行直流电压的测量，拨到“”位段可进行交流电压的测量。需要注意的是，在这两个位段下方，还有“2500”和“2500”的标志，这表示在进行交流高压和直交流高压测量时，左开关应拨到这两个位段的任一挡位上。V~VV~VV~测量直流电流时，应先将左开关拨到“”位，再将右开关拨到“mA”位段可测量相应mA数以下的直流电流；如果右开关拨到“50”挡，则可测量小电流，其满量程为50。AμAμA如果要测量交流电流，只需将左开关拨到“”位，再将右开关拨到与测量直流电流相同的位置即可。如果要测量电阻，则需先将左开关拨到“”位上，再通过右开关在“”位段上选择相应的挡位，即可进行电阻测量。A~提示在万用表不使用时，应将右开关拨到“·”位置，以保护万用表。在使用前应检查指针是否指在机械零位上，如果未指在零位时，可旋转表盖上的调零器使指针指示在零位上。一般测量时，应将红、黑表笔插头分别插入“+”、“*”插孔中，如图7.3所示。4．MF500型万用表的使用方法25001050110100_Ω~uA10015001KV10KmA+5A*2.510502505005002505010AAΩ-~VV-~(2500V)(2500V)Ω红表笔黑表笔图7.3一般测量时的表笔接插位置指针式万用表的读数盘上有多条刻度，在选择了不同的挡位时，应在不同的刻度上读数。想一想怎样进行电压、电流、电阻的测量？（1）直流电压的测量量程开关转到合适的电压量程（如果不能估计被测电压的大约数值，应先转到最大量程“500V”，经试测后再确定适当量程），设两拨盘开关位置如图7.4（a）所示；将测试表笔跨接于被测电路两端时，表盘指针位置如图7.4（b）所示。图7.4直流电压的测量直流电压的读数，应使用表盘上第二条刻度线（即两头有“”标志的刻度线），由于拨盘挡位开关拨到“10V”挡位置，因此万用表的满量程为10V，可使用最大为“50”的数标，并将读数除以5即可。如图7.4（b）所示的指针位置，所读出的数据为7.3V。«（2）交流电压的测量万用表拨盘挡位开关拨到如图7.5（a）所示挡位时，指针位置如图7.5（b）所示。图7.5（a）中，拨盘挡位开关的位置是“250V”，因此可以直接使用第二条刻度线（“”刻度线）的第一组数标（最大值为“250”），图7.5（b）所示指针位置所读出的数据为交流217V。«图7.5交流电压的测量提示如果拨盘挡位开关的位置是如图7.6（a）所示的“10”挡，则应读取表盘上的第三条刻度线（即两头有“10”标志的刻度线）。如图7.6（b）所示的指针位置，所读出的数据为交流电压1.2V。V~V~图7.610挡的测量V~图7.610提示测量交、直流高压时，红表笔插头插到标有“2500V”的插孔中，则左拨盘挡位开关只需拨到相应位段上的任意位置即可。（3）直流和交流电流的测量直流电流的测量与交流电压测量所使用的刻度线是一样的，即标有“”的第二条刻度线，读数方法也是一样的，即先根据拨盘挡位开关的数值确定满量程，再选择相应的数标进行读数，如图7.7所示。~图7.7直流电流的测量提示测量电流时万用表应串接于被测电路中。由图7.7（a）所示拨盘挡位开关位置可知，满量程应为100mA，读数刻度仍为第二条刻度线，图7.7（b）所示指针位置所读得的数据为64mA。交流电流的测量除左拨盘挡位开关应拨在“”的位置外，其余与直流电流的测量完全一样。A~（4）直流大电流的测量直流大电流的测量使用的刻度线也是第二条刻度线，满量程为5A，可使用最大数值为50的一组数标，但表笔的位置和拨盘挡位开关位置应如图7.8所示。25001050110100_Ω~uA10015001KV10KmA+5A*2.510502505005002505010AAΩ-~VV-~(2500V)(2500V)Ω黑表笔红表笔图7.8直流大电流的测量（5）交流大电流的测量交流大电流测量时，拨盘挡位开关与表笔位置如图7.9（a）所示。而在读数时，则应使用第四条刻度线（标有“”的刻度线），如图7.9（b）所示，图中指针位置的读数为4.06A。A~图7.9交流大电流的测量（6）电阻的测量测量电阻时，左拨盘挡位开关应拨到“”的位置，右拨盘挡位开关应拨到“”位段上的相应挡位，如图7.10所示。图7.10测量电阻时挡位开关的位置测量电阻时，应使用第一条刻度线，即标有“”的刻度线。提示“”的刻度线有两个与其他刻度线的不同之处：一是该刻度线的“0”刻度在最右端，指针偏转越大，电阻值越小；二是该刻度线是不均匀的，越往左，刻度越密，在最左端，所标志的电阻为无穷大，即两表笔处于开路状态。读取测量数据时，应先将刻度上的数据读出，如图7.11所示为数据8.2。再与拨盘挡位开关的数值相乘，按图7.10所示挡位开关的位置，被测电阻的大小为8.2k。数字万用表是以数字的方式直接显示被测量的大小，十分便于读数。DT-830型万用表是7.1.2DT-830型数字万用表图7.11电阻测量时的指针位置一种位袖珍式仪表，与一般指针式万用表相比，该表具有测量精度高、显示直观、可靠性好、功能全、体积小等优点。另外，它还具有自动调零、显示极性、超量程显示及低压指示等功能，装有快速熔丝管过流保护电路和过压保护元件。213其所有被测量经过V/V、I/V、/V、AC/DC变换，被折算成200mV以内的直流电压送入内部7106单片CMOSA/D转换器进行A/D变换和测量。提示数字万用表显示的最高位不能显示0～9的所有数字，即称作“半位”，写成“”位。例如袖珍式数字万用表共有4个显示单元，习惯上叫“位”（读作“三位半”）数字万用表。12132DT-830型万用表的面板结构如图7.12所示。DT-830型万用表面板中各部分的功能如下。1．DT-830型万用表的面板功能图7.12DT-830型万用表的面板结构①电源开关POWER。开关置于“ON”时，电源接通；置于“OFF”时，电源断