實(shí)驗(yàn)1-數(shù)字萬(wàn)用表的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、電 子 測(cè) 量實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)：數(shù)字萬(wàn)用表的應(yīng)用 姓 名： 學(xué) 號(hào)：班 級(jí)：學(xué) 院：指導(dǎo)老師： 實(shí)驗(yàn)一 數(shù)字萬(wàn)用表的應(yīng)用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 理解數(shù)字萬(wàn)用表的工作原理；2 熟悉并掌握數(shù)字萬(wàn)用表的主要功能和使用操作方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1 用數(shù)字萬(wàn)用表檢測(cè)元器件電阻測(cè)量、電容測(cè)量、二極管檢測(cè)、三極管檢測(cè)；2用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量電壓和電流直流電壓及電流的測(cè)量、交流電壓及電流的測(cè)量。三、實(shí)驗(yàn)儀器及器材1 低頻信號(hào)發(fā)生器 1臺(tái)2 數(shù)字萬(wàn)用表 1塊3 功率放大電路實(shí)驗(yàn)板 1塊4 實(shí)驗(yàn)箱 1臺(tái)5 4700Pf、IN4007、9018 各1個(gè)四、實(shí)驗(yàn)要求1 要求學(xué)生自己查閱有關(guān)數(shù)字萬(wàn)用表的功能和相關(guān)工作原理，了解數(shù)字萬(wàn)用

2、表技術(shù)指標(biāo)；2 要求學(xué)生能適當(dāng)了解一些科研過(guò)程，培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力；3 要求學(xué)生獨(dú)立操作每一步驟；4 熟練掌握萬(wàn)用表的使用方法。五、萬(wàn)用表功能介紹（以UT39E型為例） 1概述   UT39E型數(shù)字萬(wàn)用表是一種功能齊全、性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)新穎、安全可靠、高精度的手持式四位半液晶顯示小型數(shù)字萬(wàn)用表。它可以測(cè)量交、直流電壓和交、直流電流，頻率，電阻、電容、三極管值、二極管導(dǎo)通電壓和電路短接等，由一個(gè)旋轉(zhuǎn)波段開(kāi)關(guān)改變測(cè)量的功能和量程，共有28檔。本萬(wàn)用表最大顯示值為±19999，可自動(dòng)顯示“0”和極性，過(guò)載時(shí)顯示“1”，負(fù)極性顯示“”，電池電壓

3、過(guò)低時(shí)，顯示“”標(biāo)志，短路檢查用蜂鳴器。2技術(shù)特性A直流電壓：    量程為200mV、2V、20V、200V和1000V五檔，200mV檔的準(zhǔn)確度為±（讀數(shù)的0.053個(gè)字），2V、20V和200V檔的準(zhǔn)確度為±（讀數(shù)的0.13個(gè)字）, 1000V檔的準(zhǔn)確度為±（讀數(shù)的0.155個(gè)字）；    輸入阻抗，所有直流檔為10M。B交流電壓量程為2V、20V、200V和750V四檔， 2V、20V和200V檔的準(zhǔn)確度為±（讀數(shù)的0.510個(gè)字）, 750V檔的準(zhǔn)確度為±（讀數(shù)的0.815個(gè)

4、字）；輸入阻抗，所有量程約為2M；頻率范圍為40Hz400Hz；顯示：正弦波有效值（平均值響應(yīng)）。C 直流電流    量程為2mA、200mA和20A三檔，2mA檔的準(zhǔn)確度為±（讀數(shù)的0.55個(gè)字），200mA檔的準(zhǔn)確度為±（讀數(shù)的0.85個(gè)字）, 20A檔的準(zhǔn)確度為±（讀數(shù)的210個(gè)字）。D 交流電流    量程為2mA、200mA和20A三檔，2mA檔的準(zhǔn)確度為±（讀數(shù)的0.810個(gè)字），200mA檔的準(zhǔn)確度為±（讀數(shù)的1.210個(gè)字）, 20A檔的準(zhǔn)確度為±（讀數(shù)的2.

5、510個(gè)字）；頻率范圍為40Hz400Hz；顯示：正弦波有效值（平均值響應(yīng)）。E 電阻：量程為200、2k、20k、20M和200M五檔。200檔的準(zhǔn)確度為±（讀數(shù)的0.510個(gè)字），2k、20k和20M檔的準(zhǔn)確度為±（讀數(shù)的0.31個(gè)字），200M檔的準(zhǔn)確度為±（讀數(shù)-100）的510個(gè)字。F 電容測(cè)試：量程為2nF、20nF、200nF和20F四檔，準(zhǔn)確度為±（讀數(shù)的410個(gè)字），測(cè)試信號(hào)為400Hz 40mVrms。G 頻率測(cè)量：量程為2kHz和20kHz二檔，2kHz檔的準(zhǔn)確度為±（讀數(shù)的25個(gè)字），20kHz檔的準(zhǔn)確度為±（

6、讀數(shù)的1.55個(gè)字）。H三極管hFE檢測(cè)：測(cè)試條件為：VCE2.8V，Ibo10A，顯示值范圍01000。I短路檢測(cè)：約小于70時(shí)蜂鳴器發(fā)聲。3面板及操作說(shuō)明（1）  顯示器 ：四位半數(shù)字液晶顯示屏（2） 數(shù)據(jù)保持顯示：按下“HOLD”鍵，LCD上保持顯示當(dāng)前測(cè)量值，再按一下彈起該鍵則退出保持顯示。（3） 顯示符號(hào)：“”為數(shù)據(jù)保持提示符，“”表示顯示負(fù)的讀數(shù)，“”為電池欠壓提示符，“hFE”為晶體管放大倍數(shù)提示，“”為溫度攝氏符號(hào)，“”為二極管測(cè)量提示符，“”為電路通斷測(cè)量提示符，“”為高壓提示符。（4）  電源開(kāi)關(guān) ：按下“POWER”，則接通電源，彈起則關(guān)斷。（5）&#

7、160; 電容測(cè)量插座 ：測(cè)量電容時(shí)，將電容引腳插入插座中。（6） 功能量程開(kāi)關(guān) ：選擇不同的測(cè)量功能和量程。（7）  “A”插孔（不能測(cè)量大于20A電流） ：當(dāng)測(cè)量大于200mA、小于20A的交、直流電流時(shí)，紅表筆應(yīng)插入此20A電流插孔。（8）  “mA”插孔 ：當(dāng)測(cè)量小于200mA的交、直流電流時(shí)，紅表筆應(yīng)插入此電流插孔。（9）  “VHz”插孔 ：當(dāng)測(cè)量交、直流電壓、頻率、電阻、二極管和短路檢測(cè)時(shí)，紅表筆應(yīng)插入此插孔。（10）  接地公共端“COM”插孔 ：黑表筆始終插入此接地插孔中。（11）  hFE測(cè)試插座 ：將被測(cè)三極管的集電極、基

8、極和發(fā)射極分別插入“C”、“B”、“E”插孔內(nèi)，注意區(qū)分三極管是NPN型還是PNP型。 4 使用方法（1）  準(zhǔn)備：按下電源開(kāi)關(guān)，觀察液晶顯示是否正常，有否電池缺電標(biāo)志出現(xiàn)，若有則要先更換電池。（2）  使用（A）       交、直流電流的測(cè)量    根據(jù)測(cè)量電流的大小選擇適當(dāng)?shù)碾娏鳒y(cè)量量程和紅表筆的插入孔，測(cè)量直流時(shí)，紅表筆接觸電壓高一端，黑表筆接觸電壓低的一端，正向電流從紅表筆流入萬(wàn)用表，再?gòu)暮诒砉P流出，當(dāng)要測(cè)量的電流大小不清楚的時(shí)候，先用最大的量程來(lái)測(cè)量，然后再逐漸減

9、小量程來(lái)精確測(cè)量。（B）       交、直流電壓的測(cè)量    紅表筆插入“VHz”插孔中，根據(jù)電壓的大小選擇適當(dāng)?shù)碾妷簻y(cè)量量程，黑表筆接觸電路“地”端，紅表筆接觸電路中待測(cè)點(diǎn)。特別要注意，數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量交流電壓的頻率很低（40400Hz），中高頻率信號(hào)的電壓幅度應(yīng)采用交流毫伏表來(lái)測(cè)量。（C）       電阻的測(cè)量   紅表筆插入“VHz”插孔中，根據(jù)電阻的大小選擇適當(dāng)?shù)碾娮铚y(cè)量量程，紅、黑兩表筆分別接觸電阻兩端，觀察讀數(shù)即

10、可。特別是，測(cè)量在路電阻時(shí)（在電路板上的電阻），應(yīng)先把電路的電源關(guān)斷，以免引起讀數(shù)抖動(dòng)。禁止用電阻檔測(cè)量電流或電壓（特別是交流220V電壓），否則容易損壞萬(wàn)用表。另外，利用電阻檔還可以定性判斷電容的好壞。先將電容兩極短路（用一支表筆同時(shí)接觸兩極，使電容放電），然后將萬(wàn)用表的兩支表筆分別接觸電容的兩個(gè)極，觀察顯示的電阻讀數(shù)。若一開(kāi)始時(shí)顯示的電阻讀數(shù)很?。ㄏ喈?dāng)于短路），然后電容開(kāi)始充電，顯示的電阻讀數(shù)逐漸增大，最后顯示的電阻讀數(shù)變?yōu)椤?”（相當(dāng)于開(kāi)路），則說(shuō)明該電容是好的。若按上述步驟操作，顯示的電阻讀數(shù)始終不變，則說(shuō)明該電容已損壞（開(kāi)路或短路）。特別注意的是，測(cè)量時(shí)要根電容的大小選擇合適的電阻量

11、程，例如47F用20k檔，而4.7F則要用2M檔等等。（D）       二極管導(dǎo)通電壓檢測(cè)    在這一檔位，紅表筆接萬(wàn)用表內(nèi)部正電源，黑表筆接萬(wàn)用表內(nèi)部負(fù)電源。紅表筆接被測(cè)二極管陽(yáng)極，黑表筆接被測(cè)二極管陰時(shí)，被測(cè)二極管正向?qū)?，萬(wàn)用表顯示二極管的正向?qū)妷海瑔挝皇莔V。通常好的硅二極管正向?qū)妷簯?yīng)為500mV800mV，好的鍺二極管正向?qū)妷簯?yīng)為200mV300mV。假若顯示“000”，則說(shuō)明二極管擊穿短路，假若顯示“1”，則說(shuō)明二極管正向不通。若反接，被測(cè)二極管反向截止，應(yīng)顯示“1”，若顯示“

12、000”或其它值，則說(shuō)明二極管已反向擊穿。此檔也可以用來(lái)判斷三極管的好壞以及管腳的識(shí)別。測(cè)量時(shí)，先將一支表筆接在某一認(rèn)定的管腳上，另外一支表筆則先后接到其余兩個(gè)管腳上，如果這樣測(cè)得兩次均導(dǎo)通或均不導(dǎo)通，然后對(duì)換兩支表筆再測(cè)，兩次均不導(dǎo)通或均導(dǎo)通，則可以確定該三極管是好的，而且可以確定該認(rèn)定的管腳就是三極管的基極。若是用紅表筆接在基極，黑表筆分別接在另外兩極均導(dǎo)通，則說(shuō)明該三極管是NPN型，反之，則為PNP型。最后比較兩個(gè)PN結(jié)正向?qū)妷旱拇笮?，讀數(shù)較大的是be結(jié)，讀數(shù)較小的是bc結(jié)，由此集電極和發(fā)射極都識(shí)別出來(lái)了。（E） 三極管值hFE測(cè)試   首先要確定待測(cè)三

13、極管是NPN型還是PNP型，然后將其管腳正確地插入對(duì)應(yīng)類(lèi)型的測(cè)試插座中，功能量程開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到hFE檔，即可以直接從顯示屏上讀取hFE值，若顯示“000”，則說(shuō)明三極管已壞。（F）  短路（通斷）檢測(cè)    將功能、量程開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到“”位置，兩表筆分別接測(cè)試點(diǎn)，若有短路（電阻約小于70），則蜂鳴器會(huì)響。六、實(shí)驗(yàn)步驟1用數(shù)字萬(wàn)用表檢測(cè)元器件11 通斷檢測(cè)：正確選取檔位，檢測(cè)功率放大電路實(shí)驗(yàn)板上線路連接是否良好。12電阻測(cè)量：正確選擇量程，測(cè)量功率放大電路實(shí)驗(yàn)板上電阻1R5、1R7和電位器W1的阻值。（填表1-1）13 電容檢測(cè)：正確選擇量程，測(cè)量給定電容的

14、電容量。（填表1-1）14 二極管檢測(cè)：正確選取檔位，檢測(cè)給定二極管1D1、1D2的好壞。（填表1-1）15 三極管檢測(cè)：正確選取檔位，檢測(cè)給定三極管BG2、BG3的好壞。（填表1-1）2 用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量電壓和電流21 直流電壓測(cè)量：正確選取檔位，測(cè)量實(shí)驗(yàn)箱上直流電源電壓Vcc。（填表1-2）22 直流電流測(cè)量：正確選取檔位，測(cè)量集成功放電路靜態(tài)時(shí)的總電流I。（填表1-2）23 交流電壓測(cè)量：用信號(hào)發(fā)生器按表1-3所列頻率輸出幅度為300mVp_p正弦波加到集成功放輸入端Vin，正確選取萬(wàn)用表交流電壓檔測(cè)量Vin。（填表1-3）24 交流電流測(cè)量：用信號(hào)發(fā)生器按表1-3所列頻率輸出幅度為30

15、0mVp_p正弦波加到集成功放輸入端Vin，正確選取萬(wàn)用表交流電流檔測(cè)量Iin，并計(jì)算輸入阻抗。（填表1-3）3 頻率測(cè)量用信號(hào)發(fā)生器按表1-4所列頻率輸出幅度為1Vp_p正弦波，用萬(wàn)用表測(cè)量其頻率，若以信號(hào)發(fā)生器顯示頻率為實(shí)際值，計(jì)算測(cè)量的絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差。（填表1-4）4數(shù)字萬(wàn)用表檢波類(lèi)型判別自己設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案來(lái)判別數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)交流電壓時(shí)的檢波類(lèi)型。七、預(yù)習(xí)與思考題1 交流電壓的測(cè)量方法有哪幾種？ 答：1、直接測(cè)量法：用萬(wàn)用表將其調(diào)到AC檔,由高至低，逐檔測(cè)量，直到測(cè)出正確值。 2、電阻分壓法：根據(jù)U=IR公式，測(cè)出交流電流值，由其推導(dǎo)出交流電壓值。 3、間接測(cè)量法：交流電壓直流電壓直

16、流電壓表。其中檢波方法就包括平均值、有效 值、峰值、超外差檢波。2 DVM有哪些特點(diǎn)？DVM的測(cè)量誤差如何計(jì)算？ 答：特點(diǎn)如下：(a) 數(shù)字顯示, 消除視覺(jué)誤差. (b) 準(zhǔn)確度高, 78位DVM的相對(duì)誤差可小到±0.0001%. (c) 量程轉(zhuǎn)換有手動(dòng)和自動(dòng)兩種. (d) 分辨力高 (e) 測(cè)量速度快 (f) 輸入阻抗高, 一般在10MW左右, 最高達(dá)104 MW. (g) 抗干擾能力強(qiáng). 誤差計(jì)算：（1）固有誤差 DVM的固有誤差有兩種表示方法: (a) DU= ± a% Ux 幾個(gè)字 (b) DU= ± a% Ux % Um （2）輸入阻抗和輸入零電流的附加

17、誤差g Io =3 DVM的適用頻率范圍是多少？ 答：幾HzGHz量級(jí)。八、實(shí)驗(yàn)要求1 每個(gè)學(xué)生1份實(shí)驗(yàn)報(bào)告；2 根據(jù)實(shí)驗(yàn)1.1-1.4，說(shuō)明用萬(wàn)用表檢測(cè)各種常用元器件的方法； 答：電阻、電容元件均是選取正確的檔位，先選取大量程逐檔進(jìn)行測(cè)量,直接讀數(shù)即可； 二極管的測(cè)量：利用電壓檔， 在這一檔位，紅表筆接萬(wàn)用表內(nèi)部正電源，黑表筆接萬(wàn)用表 內(nèi)部負(fù)電源。紅表筆接被測(cè)二極管陽(yáng)極，黑表筆接被測(cè)二極管陰時(shí)，被測(cè)二極管正向?qū)?，萬(wàn)用表顯示二極管的正向?qū)妷?，比較小。反之則阻值比較大。因而可以通過(guò)正向和反向測(cè)量二極管兩端的電壓來(lái)判斷。當(dāng)發(fā)現(xiàn)電壓極小時(shí)，則紅表筆對(duì)應(yīng)的一端為二極管陽(yáng)極，另一端為陰極。 三極管

18、的測(cè)量： 首先要確定待測(cè)三極管是NPN型還是PNP型，利用測(cè)量二極管的電壓檔來(lái)判斷三極管的型號(hào)。測(cè)量時(shí)，先將一支表筆接在某一認(rèn)定的管腳上，另外一支表筆則先后接到其余兩個(gè)管腳上，如果這樣測(cè)得兩次均導(dǎo)通或均不導(dǎo)通，然后對(duì)換兩支表筆再測(cè)，兩次均不導(dǎo)通或均導(dǎo)通，則可以確定該三極管是好的，而且可以確定該認(rèn)定的管腳就是三極管的基極。若是用紅表筆接在基極，黑表筆分別接在另外兩極均導(dǎo)通，則說(shuō)明該三極管是NPN型，反之，則為PNP型。最后比較兩個(gè)PN結(jié)正向?qū)妷旱拇笮?，讀數(shù)較大的是be結(jié)，讀數(shù)較小的是bc結(jié)，由此集電極和發(fā)射極都識(shí)別出來(lái)了。然后將其管腳正確地插入對(duì)應(yīng)類(lèi)型的測(cè)試插座中，功能量程開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到hFE檔，

19、即可以直接從顯示屏上讀取hFE值。3 根據(jù)實(shí)驗(yàn)2.1-1.4，從減小測(cè)量誤差角度說(shuō)明如何選取量程； 答：1、若事先能夠估計(jì)出所測(cè)元件的值，則選取大于該值且最接近于該值的的量程。 2、若事先無(wú)法估計(jì)元件的值，則應(yīng)將檔位從大到小逐步選取合適的量程。4 估計(jì)實(shí)驗(yàn)2.1的測(cè)量誤差？ 答：測(cè)量直流電壓時(shí)誤差主要是在電壓表的并聯(lián)分流上。 表12中的誤差分別是19%，0.078%，0.38%。5 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說(shuō)明所用萬(wàn)用表的頻率響應(yīng)特性； 答：由表31可知，當(dāng)頻率變化時(shí)交流電壓、電流基本上不變，亦即萬(wàn)用表隨頻率變化不明顯。九、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1 實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先預(yù)習(xí)好。2注意正確選擇量程及紅表筆插孔。對(duì)未知量進(jìn)行測(cè)量

20、時(shí)，應(yīng)首先把量程調(diào)到最大，然后從大向小調(diào)，直到合適為此。若顯示“1”，表示過(guò)截，應(yīng)加大量程。3不測(cè)量時(shí)，應(yīng)隨手關(guān)斷電源。4 改變量程時(shí)，表筆應(yīng)與被測(cè)點(diǎn)斷開(kāi)。5測(cè)量電流時(shí)，切忌過(guò)載。6 不允許用電阻檔和電流檔測(cè)電壓。表1-1 電阻、電容、二極管及三極管的檢測(cè)序號(hào)項(xiàng) 目選取檔位操作及顯示描述結(jié)果/結(jié)論1112測(cè)量1R5200W直接測(cè)量，顯示不太穩(wěn)定10.35測(cè)量1R720K直接測(cè)量，顯示不太穩(wěn)定5.035測(cè)量W12M測(cè)1R5,1R7，W1的總值，從而得出W1的值0.169713檢測(cè)給定電容20nF直接測(cè)量，顯示不太穩(wěn)定4.56014檢測(cè)給定二極管2V直接測(cè)量，顯示不太穩(wěn)定0.26115檢測(cè)給定三極管2V,hFE區(qū)分好三極管型號(hào)后，將其插入萬(wàn)用表中的三極管測(cè)量處。NPN型121.5 (放大倍數(shù)）表1-2直流電壓及直流電流測(cè)量序號(hào)項(xiàng)目測(cè)量1（+5V）測(cè)量（+9V）測(cè)量（+12V）1選取萬(wàn)用表電壓檔位20V20V20V2測(cè)得直流電源電壓U（V）5.0689.00711.9543選取萬(wàn)用表電流檔位200mA200mA200mA4集成功放電路靜態(tài)時(shí)總電流I（mA）7.6216.0522.765集成功放電路靜態(tài)功耗P（W）0.03860.14460.2721表1-3 交流電壓及交流電流測(cè)量序號(hào)信號(hào)發(fā)生器輸出電壓u（mVp_p）300輸入阻抗（W）信號(hào)頻率（Hz）選取萬(wàn)用表電壓檔位