《電工電子基本技能操作項(xiàng)目教程》課件項(xiàng)目十六

項(xiàng)目十六常用電子儀表的使用能力目標(biāo)1．熟練使用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，正確調(diào)整輸出波形的電壓及頻率；2．熟練使用示波器觀測(cè)電壓波形、相位關(guān)系；3．熟練使用交流毫伏表測(cè)量電壓；4．在測(cè)量中能正確連線；5．具有細(xì)致的觀察能力、實(shí)事求是的科學(xué)精神。知識(shí)目標(biāo)1．知道函數(shù)發(fā)生器的作用；2．知道示波器的作用及測(cè)量?jī)?nèi)容；3．知道毫伏表的作用及與萬(wàn)用表的區(qū)別。常用電子儀表的使用一、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的使用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器是一種可以產(chǎn)生多波形的信號(hào)源。它能產(chǎn)生正弦波、方波(矩形波)、三角波(鋸齒波)等。為了產(chǎn)生各種輸出波形，函數(shù)信號(hào)發(fā)生器利用各種電路通過(guò)函數(shù)變換實(shí)現(xiàn)波形之間的轉(zhuǎn)換。根據(jù)合成信號(hào)的方式不同函數(shù)信號(hào)發(fā)生器有模擬式與數(shù)字式兩種。

1、模擬式函數(shù)信號(hào)發(fā)生器以通用電工電子學(xué)生實(shí)驗(yàn)臺(tái)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器為例。1)面板旋鈕及插孔功能(1)三角波、方波、正弦波、公共地插孔：從三個(gè)不同插孔中可以獲得相應(yīng)三種不同的波形，作為函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的輸出端。項(xiàng)目?jī)?nèi)容與原理常用電子儀表的使用(2)

頻率顯示表：指示頻率(5Hz～550kHz)。(3)頻率倍乘：輸出頻率是指示頻率的倍數(shù)(×1、×10、×102、×103、×104)。(4)頻率細(xì)調(diào)：可調(diào)整頻率表指示頻率。(5)正弦波電壓指示表：可指示電壓輸出幅度(0～4.5?V)(6)正弦波幅度衰減：將輸出電壓進(jìn)行衰減(0、20?dB、40?dB)。(7)正弦波幅度：可調(diào)整正弦波電壓輸出幅度。(8)矩形波幅度：可調(diào)整矩形波電壓輸出幅度。常用電子儀表的使用

2)頻率與幅度的調(diào)整(1)正弦波幅度的調(diào)整：首先選擇正弦波衰減倍數(shù)，再調(diào)整正弦波幅度調(diào)節(jié)旋鈕使正弦電壓指示表指示為所需電壓，則此時(shí)正弦波輸出電壓為電壓表指示值除以正弦波衰減倍數(shù)，即

輸出電壓=例：若正弦波幅度衰減選擇20dB，調(diào)整正弦波幅度旋鈕，電壓表指示為2V時(shí)，則此時(shí)正弦波輸出電壓為2V/10=0.2V(0dB=1倍，20dB=10倍，40dB=100倍)。常用電子儀表的使用(2)信號(hào)頻率的調(diào)整：根據(jù)所需頻率首先選擇頻率倍乘，然后調(diào)整頻率細(xì)調(diào)，使頻率表指示為所需頻率示數(shù)，則此時(shí)輸出信號(hào)頻率為信號(hào)頻率=頻率表指示數(shù)×頻率倍乘

例：若需信號(hào)頻率為1?kHz，則所選頻率倍乘為102，調(diào)節(jié)頻率細(xì)調(diào)，使頻率表指示為10，則此時(shí)的信號(hào)輸出頻率為：102?×?10?=?1000?Hz。2、數(shù)字式函數(shù)發(fā)生器的使用以DG4000系列數(shù)字信號(hào)發(fā)生器為例，它采用DDS直接數(shù)字合成技術(shù)，可生成穩(wěn)定、精確、純凈、低失真的輸出信號(hào)。1)前面板前面板如圖16-1所示。常用電子儀表的使用圖16-1數(shù)字式函數(shù)信號(hào)發(fā)生器常用電子儀表的使用常用電子儀表的使用(1)電源開(kāi)關(guān)。(2)USB接口。(3)顯示屏，可用于顯示信號(hào)波形、頻率、電壓幅度、起始相位、偏移電平、諧波次數(shù)等。(4)波形選擇按鈕區(qū)有正弦波、方波、鋸齒波、脈沖信號(hào)、噪聲、諧波、任意波形選擇。(5)鍵盤輸入按鈕區(qū)有0～9數(shù)字按鈕。(6)通道選擇區(qū)有雙通道CH1、CH2。(7)模式選擇區(qū)有掃頻、調(diào)制等。(8)功能選擇區(qū)有打印、編輯、幫助等。(9)手輪。(10)顯示按鈕區(qū)在不同的功能模式下顯示不同的參數(shù)。常用電子儀表的使用2)使用步驟以輸出正弦波信號(hào)為例。(1)將輸出電纜接到CH1或CH2。(2)打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，函數(shù)信號(hào)發(fā)生器起動(dòng)自檢。(3)根據(jù)要求選擇輸出波形，按下相應(yīng)的正弦波按鈕。(4)按下頻率顯示按鈕，根據(jù)需求從鍵盤輸入相應(yīng)頻率。(5)按下電壓幅度顯示按鈕，根據(jù)需求輸入相應(yīng)電壓幅值。(6)相應(yīng)輸出通道指示燈亮，從該通道有相應(yīng)頻率、電壓幅度的波形輸出。3、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器使用注意事項(xiàng)

(1)將函數(shù)信號(hào)發(fā)生器放置于干燥通風(fēng)處，不可放置在潮濕環(huán)境下。(2)不可由高處摔下。(3)輸出導(dǎo)線最好使用有屏蔽作用的同軸電纜，在小信號(hào)時(shí)避免受外界干擾。常用電子儀表的使用常用電子儀表的使用二、交流毫伏表的使用交流毫伏表主要是用來(lái)測(cè)量高頻小信號(hào)電壓幅度的一種測(cè)量?jī)x器，其特點(diǎn)是工作頻率范圍寬，從幾赫茲到幾百兆赫茲都可測(cè)量；測(cè)量電壓范圍廣，從微安級(jí)到幾百伏。測(cè)量靈敏度高，輸入電阻大。交流毫伏表測(cè)量交流電壓時(shí)，不可用萬(wàn)用表代替。萬(wàn)用表只能測(cè)交流頻率在50～100Hz的信號(hào)，且電壓測(cè)量范圍小，微弱信號(hào)無(wú)法測(cè)量，其靈敏度低，輸入電阻小。

1、指針式晶體管毫伏表的使用以晶體管交流毫伏表DA-16型為例，其工作頻率為5Hz～2MHz，測(cè)量電壓范圍100?mV～300?V，如圖16-2所示。常用電子儀表的使用圖16-2DA-16數(shù)字毫伏表常用電子儀表的使用1)前面板功能說(shuō)明(1)指針式表頭：指示電壓值(有效值)。(2)調(diào)零旋鈕。(3)輸入插孔。(4)電壓量程選擇旋鈕。(5)電源指示燈。(6)電源開(kāi)關(guān)。常用電子儀表的使用2)使用步驟(1)準(zhǔn)備工作。①調(diào)零：觀察指針指示是否停在零刻度位置，若不是則調(diào)整調(diào)零旋鈕，使指針指到零刻度。②量程置于最大擋：觀察量程選擇旋鈕是否在最大量程(300V)，若不是則將之轉(zhuǎn)換到300V量程擋。③輸入表筆短接：將輸入同軸電纜紅黑兩表筆互相短接。④插好電源，打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)進(jìn)行預(yù)熱10分鐘待用。常用電子儀表的使用(2)測(cè)量。①估算所測(cè)電壓大小，選擇相應(yīng)的量程擋位。原則是所選量程一定要大于被測(cè)量。(若無(wú)法估算被測(cè)量，則選用最大量程擋，再根據(jù)指針?biāo)D(zhuǎn)的角度逐漸減小量程至合適擋位，指針偏轉(zhuǎn)最好大于滿刻度2/3。)②將交流毫伏表兩表筆并聯(lián)至被測(cè)電路兩端。(3)讀數(shù)：等指針?lè)€(wěn)定之后讀數(shù)。(4)用完之后，將量程轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)停留在最大量程(300V)擋。常用電子儀表的使用3)交流毫伏表使用注意事項(xiàng)(1)通電前，一定要將輸入電纜的紅黑表筆相互短接。防止儀器在通電時(shí)因外界干擾信號(hào)通過(guò)輸入電纜進(jìn)入電路放大后，再進(jìn)入表頭將表針打彎。(2)接通220V電源，按下電源開(kāi)關(guān)，電源指示燈亮，儀器立刻工作。為了保證儀器穩(wěn)定性，需預(yù)熱10秒鐘后使用，開(kāi)機(jī)后10秒鐘內(nèi)指針無(wú)規(guī)則擺動(dòng)屬正常。(3)測(cè)量前，應(yīng)短路調(diào)零。將測(cè)試線的紅黑夾子夾在一起，將量程旋鈕旋到1mV量程，指針應(yīng)指在零位(可通過(guò)面板上的機(jī)械調(diào)零電位器進(jìn)行調(diào)零)。若指針偏離零點(diǎn)過(guò)多，應(yīng)檢查測(cè)試線是否斷路或接觸不良，應(yīng)更換測(cè)試線。常用電子儀表的使用(4)在不測(cè)試信號(hào)時(shí)應(yīng)將量程旋鈕旋到最高量程擋。(5)交流毫伏表接入被測(cè)電路時(shí)，其地端(黑表筆)應(yīng)始終接在電路的地上(成為公共接地)，以防干擾。(6)因交流毫伏表靈敏度高，在低量程擋時(shí)兩紅黑表筆不能開(kāi)路，以免干擾信號(hào)的作用將指針打彎。(7)所測(cè)電壓不能超過(guò)交流毫伏表的最大量程。(8)不可置于強(qiáng)磁場(chǎng)中，以免影響測(cè)量數(shù)據(jù)。常用電子儀表的使用2、數(shù)字式毫伏表的使用以DF1930B為例進(jìn)行說(shuō)明。(1)DF1930B數(shù)字毫伏表的面板功能如圖16-3所示。①數(shù)字顯示。數(shù)碼顯示屏可自動(dòng)顯示所測(cè)量量數(shù)據(jù)的大小。數(shù)字顯示有電壓顯示與分貝顯示。電壓的單位為V與mV，分貝的單位為dB或dBm，其換算關(guān)系是dB?=?20logV。所測(cè)量量的單位是V還是mV則相應(yīng)的燈就會(huì)點(diǎn)亮。OVER：表示過(guò)量程。UNDER：表示欠量程。②量程選擇。量程選擇有3?mV、30?mV、300?mV，3?V、30?V、300?V可選。通過(guò)按鈕?、?可改變所選量程。常用電子儀表的使用圖16-3DF1930B數(shù)字毫伏表面板常用電子儀表的使用③工作方式選擇。自動(dòng)AUTO擋：選擇此擋則相應(yīng)燈亮，毫伏表會(huì)根據(jù)所測(cè)電壓進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整量程。手動(dòng)MANU擋：選擇此擋則相應(yīng)燈亮，量程的選擇可根據(jù)所測(cè)電壓大小自行選擇。④電源開(kāi)關(guān)與信號(hào)輸入插孔。信號(hào)輸入其最大值應(yīng)小于450V。常用電子儀表的使用

(2)數(shù)字毫伏表的使用。數(shù)字毫伏表的使用很簡(jiǎn)單。①選擇自動(dòng)擋測(cè)量：打開(kāi)電源，按下自動(dòng)擋(AUTO燈亮)，測(cè)量，讀數(shù)。(注意：因選擇量程由毫伏表自動(dòng)完成，需要一定的時(shí)間，所以測(cè)量時(shí)要讓毫伏表穩(wěn)定之后才能讀數(shù))②選擇手動(dòng)擋測(cè)量：打開(kāi)電源，按下手動(dòng)擋(MANU燈亮)，根據(jù)被測(cè)電壓大小，選擇量程(被測(cè)電壓一定要比量程小)，測(cè)量，讀數(shù)。常用電子儀表的使用三、示波器電子示波器是一種時(shí)域測(cè)量?jī)x器，用于觀察信號(hào)電壓幅度變化與時(shí)間的關(guān)系曲線。它可以測(cè)量信號(hào)電壓的形狀、幅度(峰峰值)、頻率、相位等。以CA8120A型電子示波器的使用為例。

1、前面板前面板說(shuō)明如圖16-4所示。

1)面板旋鈕作用與功能

(1)

輝度：調(diào)整掃描軌跡的亮度。

(2)

聚集：使掃描軌跡的線條更加細(xì)小清晰。

(3)光跡旋鈕：當(dāng)掃描基準(zhǔn)線不為水平時(shí)，調(diào)整光跡旋鈕使之水平。

(4)

X移位：調(diào)整掃描軌跡水平方向移動(dòng)。常用電子儀表的使用圖16-4CA8120A示波器面板常用電子儀表的使用(5)Y1或Y2移位：調(diào)整掃描軌跡垂直方向移動(dòng)。(6)電平：調(diào)整電平可選擇掃描軌跡適當(dāng)?shù)挠|發(fā)電平使掃描曲線穩(wěn)定。(7)掃描速率：(SEC/DIV)調(diào)整掃描速率旋鈕可改變被測(cè)信號(hào)一個(gè)或幾個(gè)周期在水平方向的顯示寬度。將中置旋鈕順時(shí)針旋到底，且聽(tīng)到關(guān)的聲音，則已置于校準(zhǔn)位置，中置旋鈕置于校準(zhǔn)位置后測(cè)量信號(hào)時(shí)不可再改變。(8)Y軸幅度衰減：(VOLTS/DIV)調(diào)整Y軸幅度衰減，可改變被測(cè)信號(hào)在垂直方向的顯示高度。將中置旋鈕順時(shí)針旋到底，且聽(tīng)到關(guān)的聲音，則已置于校準(zhǔn)位置，中置旋鈕置于校準(zhǔn)位置后測(cè)量信號(hào)時(shí)不可再改變。常用電子儀表的使用2)面板按鈕作用(1)電源開(kāi)關(guān)按鈕：按下電源開(kāi)關(guān)按鈕，示波器通電。(2)方式：有Y1、Y2、交替、斷續(xù)四個(gè)工作方式可選，按下相應(yīng)的按鈕則相應(yīng)的輸入通道工作。如：按下Y1則此時(shí)Y1通道工作。按下交替時(shí)Y1或Y2交替工作。交替顯示一般適宜于輸入信號(hào)頻率較高時(shí)使用。“斷續(xù)”適宜于輸入信號(hào)頻率較低時(shí)使用。(3)內(nèi)觸發(fā)電源：三個(gè)可選。內(nèi)觸發(fā)電源與方式關(guān)聯(lián)工作，選擇哪個(gè)工作方式則相應(yīng)選擇哪個(gè)內(nèi)觸發(fā)電源。如選擇Y1方式則選擇Y1內(nèi)觸發(fā)電源。常用電子儀表的使用

(4)峰值選擇：有電視、常態(tài)、自動(dòng)與峰值自動(dòng)四種狀態(tài)可選擇，一般情況下都選擇峰值自動(dòng)。(5)GND：按地，表示此時(shí)輸入端接地。(6)AC或DC：表示輸入信號(hào)是交流或直流的耦合方式。(7)X軸×1或×10：當(dāng)按下×10，說(shuō)明掃描時(shí)間顯示與實(shí)際衰減了10倍，讀數(shù)時(shí)需×10。常用電子儀表的使用2、電子示波器的使用步驟

1)信號(hào)通道的選擇(1)選擇通道Y1(Y2)。(2)將探頭插入Y1(Y2)接線孔中。(3)按下方式Y(jié)1(Y2)。(4)按下內(nèi)觸發(fā)電源中Y1(Y2)。常用電子儀表的使用2)掃描軌跡的尋找與調(diào)整打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，掃描基線應(yīng)清晰地顯示在屏幕中央，如果打開(kāi)電源沒(méi)有看到掃描基線，則進(jìn)行如下操作：(1)按下GND，使輸入信號(hào)接地。(2)調(diào)整輝度，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)則是增加掃描基線亮度，使掃描基線亮度適當(dāng)。(3)調(diào)整聚焦，使掃描基線細(xì)小而清晰。(4)調(diào)整Y移位，使基線垂直位置顯示在屏幕中央。(5)調(diào)整X移位，使基線在水平位置顯示在屏幕中央。常用電子儀表的使用3)測(cè)量將探頭并聯(lián)在被測(cè)信號(hào)兩端，按下AC或DC(測(cè)直流按下C，測(cè)交流則按下AC)。(1)將X軸掃描速率與Y軸幅度衰減的中置旋鈕順時(shí)針旋到底，且聽(tīng)到關(guān)的聲音則已置于校準(zhǔn)狀態(tài)，測(cè)量過(guò)程中不能再調(diào)動(dòng)。(2)調(diào)整Y軸幅度衰減，使被測(cè)信號(hào)的幅度在屏幕上顯示合適的高度(一般為屏幕高度的1/3～2/3)。(3)調(diào)整掃描速率，使被測(cè)信號(hào)在屏幕上顯示兩到三個(gè)周期，以適合讀數(shù)。常用電子儀表的使用4)讀數(shù)周期的讀數(shù)與幅度的讀數(shù)。(1)電壓幅度的讀數(shù)。在屏幕上的高度以1厘米為一格，用DIV表示。信號(hào)的幅度是指底點(diǎn)到頂點(diǎn)的高度，稱之為峰峰值，用VP-P?表示。如圖16-5所示A點(diǎn)與C點(diǎn)之間的高度為峰峰值。電壓幅度VP-P?

=Y軸幅度擋位VOLTS×波形顯示高度DIV若此時(shí)VOLTS/DIV的擋位為0.5V，A與C之間的高度為2格，則電壓的峰峰值為0.5V×2=1V。常用電子儀表的使用圖16-5峰峰值圖示常用電子儀表的使用(2)周期或頻率的讀數(shù)。在水平方向，以1厘米為一格，用DIV表示。讀取信號(hào)的一個(gè)周期，在屏幕上占用的格數(shù)，如圖16-5中A點(diǎn)至B點(diǎn)之間為一個(gè)周期，占四格，則周期=掃描時(shí)間擋位SEC×格數(shù)DIV

頻率=若此時(shí)SEC/DIV的擋位為5ms，A點(diǎn)與B點(diǎn)之間的格數(shù)為4格，則信號(hào)周期為5ms×4=20ms，頻率為50Hz。常用電子儀表的使用探頭是示波器的重要附件，其質(zhì)量的好壞直接影響示波器的測(cè)量準(zhǔn)確度。探頭的電纜必須是精心設(shè)計(jì)與制造的專用電纜。因此當(dāng)使用示波器進(jìn)行測(cè)量時(shí)，應(yīng)該選擇質(zhì)量?jī)?yōu)良的探頭，最好是示波器的原配探頭。當(dāng)使用探頭進(jìn)行測(cè)量時(shí)，其衰減器是選擇×10擋，還是選擇×1擋，要根據(jù)被測(cè)電路與被測(cè)信號(hào)的具體情況而定。如果被測(cè)點(diǎn)是高阻節(jié)點(diǎn)，或被測(cè)信號(hào)是頻率較高，則應(yīng)選擇×10擋；若被測(cè)點(diǎn)是低阻節(jié)點(diǎn)或信號(hào)頻率較低則選擇×1擋。常用電子儀表的使用3、示波器使用注意事項(xiàng)

(1)示波器的輸入信號(hào)峰峰值不能超過(guò)最大輸入電壓400V。(2)在讀數(shù)前一定要將掃描時(shí)間旋鈕與幅度衰減旋鈕上的中置旋鈕置于校準(zhǔn)位置，且一旦校準(zhǔn)之后不再調(diào)整此旋鈕，否則讀數(shù)將不準(zhǔn)確。(3)探頭使用示波器專用探頭。(4)示波器輝度不可太亮，以免影響示波器屏幕的使用壽命。(5)聚焦盡可能使顯示波形線條細(xì)小，清晰。線條不可太粗，以免影響讀數(shù)精度。(6)讀數(shù)時(shí)要注意示波器面板X軸是否已將×10按下，檢查探頭置于10∶1。項(xiàng)目訓(xùn)練準(zhǔn)備(1)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器；(2)示波器；(3)交流毫伏表。常用電子儀表的使用項(xiàng)目操作與測(cè)量(一)儀器使用與測(cè)量(1)按圖16-6所示電路連線。圖16-6信號(hào)發(fā)生器、示波器、毫伏表接線示意圖常用電子儀表的使用(2)調(diào)整函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，使之產(chǎn)生信號(hào)頻率及幅度如下，將調(diào)整結(jié)果填入表16-1中。函數(shù)信號(hào)發(fā)生器信號(hào)頻率/Hz頻率指示頻率倍乘輸出電壓值正弦波衰減電壓表示數(shù)正弦波500

3?V

1000

0.3?V

5000

30?mV

10000

10?mv

三角波500

///1000

///矩形波500

//1000

//表16-1函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的使用常用電子儀表的使用(3)繼上一步驟，用毫伏表測(cè)