工程1常見電子元器件的認知及測量儀表的使用學習目標學問目標了解常用元器件的概況。把握常見電阻、電位器元件的根本特性：電阻及電位器的構造與符號、電阻及電位器的分類及特點、電阻及電位器的使用及選用原則、電阻及電位器的特性測試等。把握常見電感元件的根本特性：電感的構造與符號、電感的分類及特點、電感的使用及選用原則等。把握常見電容元件的根本特性：電容的構造與符號、電容的分類及特點、電容的使用及選用原則等。把握常用測量儀表(萬用表、直流穩壓電源、波形發生器、示波器等)的使用，了解各種測量儀器的特點、分類和工作原理。技能目標(1)把握利用萬用表測量電壓、電流、電阻、電容等特性參數的方法。(2)把握直流穩壓電源、信號發生器、示波器的使用。(3)把握利用信號發生器輸出相應幅值和頻率的波形的方法，以及利用示波器測試信號發生器輸出波形的特性參數的方法。生活提點生活中常常用到各種電器，如計算機、手機、隨身聽、剃須刀等，包括將要制作的音頻須把握的內容。工程任務把握萬用表、信號發生器、示波器以及晶體管穩壓電源的使用。把握應用直標法以及測試儀表測試各種元器件的特性參數的方法。嫻熟使用各種常用測量儀表。工程實施萬用表的認知及使用萬用表實物如圖1.1壓與電流、電容量及三極管的極性等參數。指針式萬用表構造組成萬用表主要由測量機構(習慣上稱為表頭)、測量線路、轉換開關和刻度盤四局部構成。萬用表的面板上有多條標度尺的刻度盤、轉換開關旋鈕、調零旋鈕和接線插孔等。表頭:萬用表的表頭通常承受靈敏度高、準確度好的磁電系測量機構，它是萬用表的好壞。靈敏度和內阻是表頭的兩項重要的技術指標。表頭的靈敏度是指指針到達滿刻度時，萬用表只有幾微安到幾百微安滿偏電流值阻，這個值越大，內阻越高，萬用表性能越好。轉換開關。轉換開關用來選擇不同的量程和被測量的電量，它由固定觸點和活動觸點兩大局部組成。轉換開關旋鈕四周有幾種符號，其作用和含義如下。“Ω”表示測量直流電阻擋，以歐(姆)k”(也有用K100”表示表盤上Ω刻度線讀值乘以100，如刻度指示為，則所測阻值為4kΩ。“DCV”表示測量直流電壓擋，以V(伏)為單位，各分擋上的數值是該擋允許實測電壓的上限值，萬用表的表針會滿偏出刻度線ACV”表示測量溝通電壓擋，以V(伏)為單位。各分擋上的數字含義與DCV擋一樣DCmAAA(微安)mA(毫安)為單位。它也由假設干個表示測量允許上限值的分擋組成。度線為非均勻刻度線。指針式萬用表工作原理指針式萬用表是把被測量電量轉換為指針的偏轉角，并使兩者之間保持肯定的比例關件。因此，萬用表的工作原理實際上就是表頭的工作原理。指針式萬用表的性能指標準確度。萬用表的準確度通常稱為精度，它反映了萬用表在測量中的根本誤差的大小。根本誤差是指萬用表在規定正常溫度和放置方式不存在外界電場或磁場影響的狀況下，固有的一種誤差。根本誤差越小，儀表的準確度越高。依據國家標準70.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5和5.01.0～5.0級之間。MF368型萬用表直流電流擋和電阻擋的準確度為2.5級。溝通電壓擋的準確度為5.0級。電壓靈敏度。電壓靈敏度為電壓內阻與該擋量程電壓的比值，即電壓靈敏度電壓表內阻電壓檔量程國產萬用表中，電壓靈敏度最高的可以到達100kΩ/V，而一般的萬用表電壓靈敏度為20kΩ/V。在測量電壓時，萬用表要與被測電路并聯，這樣會產生分流，從而使測量產生誤同時，電壓靈敏度越高，萬用表消耗的功率也越小。測量范圍。萬用表的測量種類和測量范圍也是萬用表的重要性能。不同型號的萬用表，測量的種類和范圍也不一樣。下面以MF368型萬用表為例來介紹測量種類和范圍。直流電壓擋：0～0.5V～10V～50V～250V0～500V～1500V直流電流擋：0～50μA～2.5mA～25mA～0.25A0～2.5A溝通電壓擋：0～2.5V～10V～50V～250V0～500V～1500V直流電阻擋：Ω×1擋：0.2Ω～2kΩ(150mA)Ω×10擋：2Ω～20kΩ(15mA)Ω×100擋：20Ω～200kΩ(1.5mA)Ω×1k擋：200Ω～2MΩ(150A)Ω×10k擋：2kΩ～20MΩ(60A)-10dB～+22dB放大倍數：0～1000負載電流：0～150mA～15mA～1.5mA～150μA負載電壓：0～3V萬用表的使用方法及留意事項正確地進展被測電量和量程的選擇。測量220V溝通電時，轉換開關應置于溝通電壓擋，并選擇量程250V500V。萬用表被用來選擇量程。1/22/3很小，則逐步減小量程。正確讀數。類和量程后，還要依據相應的標度尺去讀數。如：標有“DC”或“—”的標度尺可用來讀取直流量；標有“AC”或“～”的標度尺可以用來讀取溝通量；等等。在讀數時，眼睛應線上每一個小格所代表的值，從而確定最終的讀數值。使用留意事項。①在使用萬用表之前，應先進展“機械調零準確，另一方面也可以保證人身安全。留意。否則，會使萬用表毀壞。如需換擋，應先斷開表筆，換擋后再去測量。④萬用表在使用時，必需水平放置，以免造成誤差。同時，還要留意避開外界磁場對萬用表的影響。用表內部的電池取出來，以免電池腐蝕影響表內其他器件。數字式萬用表數字式萬用表區分于指針式萬用表的特點如下。18mm2或25mm2的液晶顯示器把測量結果直接以數字的形式顯示出來，一目了然，避開了指針式萬用表中的讀數誤差。準確度高。數字式萬用表的準確度是測量結果中系統誤差和隨機誤差的綜合，它表顯示位數有關，其性能遠遠優于指針式萬用表。區分率高。區分率是指數字式萬用表對微小電量的識別力量，它要受到準確度的制約。數字式萬用表中區分率是以能顯示的最小數(零除外)與最大數字的百分比來確定的，百分比越小，區分率越高。例如：3×1/2數字式萬用表可顯示的最小數為11999，1/1999≈0.05%。測量速率快。測量速率是指儀表在每秒內對被測電路的測量次數，單位為“次/完成一次測量過程所需要的時間稱為測量周期，單位為s。明顯，這兩者呈倒數關系。一般數字式萬用表測量速率為2～5次/s，而有些數字式萬用表可達每秒幾十次，甚至幾百或上千次。輸入阻抗高。數字式萬用表具有很高的輸入阻抗，這樣可以削減對被測電路的影響。3×1/2位的數字式萬用表電壓擋的輸入電阻通常為10MΩ5×1/2～8×1/2位的數字式10GΩ。集成度高，便于組裝和修理。目前數字式萬用表均承受中大規模集成電路，外圍電路格外簡潔，組裝和修理都很便利，同時也使萬用表的體積大大縮小。保護功能齊全。數字式萬用表內部有過流、過壓等保護電路，過載力量很強。在不超過極限值的狀況下，即使消滅誤操作(如用電阻擋測量電壓等)，也不會損壞內部電路。數字式萬用表還具有功耗低、抗干擾力量強等特點。電阻元件的認知及測試率也各有不同，在電路中常用來掌握電流、安排電壓。常用的電阻元件實物如圖1.2所示。電阻種類固定電阻的種類比較多，按材料不同，主要分為碳質電阻、碳膜電阻、線繞電阻等。固R1.3所示。各種電阻的特性及使用范圍見表1-1。電阻參數的識別及測量3道或4道色環，靠近電阻器端頭的為第一道色環，其余的順次為二、三、四道色環。第四道色環表示誤差，如沒有，其誤差為±20%1.4所示。色環所代表的意義見表1-2。如一個電阻器的色環分別為紅、紫、棕、銀，則這個電阻器的阻值為270Ω，誤差為±10%。1-2電阻色環代表的意義萬用表測試。選擇碳膜、金屬膜等各種類型和精度的電阻假設干，再依據色環判別出各個電阻的標稱值并記錄。通過萬用表測量電阻值(留意：每更換量程之前先調零)，檢查其1-3之內。1-3電阻測量記錄表的值，這就需要用到在肯定范圍內阻值可變的可變電阻，即電位器。體的兩個固定觸點之間外加一個電壓時，通過轉動或滑動系統轉變觸點在電阻體上的位置，在動觸點與固定觸點之間便可得到一個與動觸點位置成肯定關系的電壓放大電路調整音量、音調以及數顯電容計中進展精度調試時均要用到各種類型的電位器。電容元件的認知及測試1.5所示。電容的圖形符號1.6所示。電容的參數及標注方法標稱容量和誤差標在電容外殼上的電容量數值稱為電容的標稱容量。1-4中的是固定電容的標稱容量系列。1-4固定電容標稱容量系列電容的單位有:法拉(F)、微法(μF)、皮法(pF)。它們之間的換算關系為1F106F1012pF電容的標稱值與其實際容量之差，再除以標稱值所得的百分數，就是電容的容量誤差。3級，即±5%、±10%、±20%，或寫成Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級。有的電解電容的容量誤差可能大于±20%。電容元件上的標注(印刷)方法如下。2～4位數字和一個字母表示標稱容量，其中數字表示有效值，字母表示數值的量級。字母有m、μnpm表示毫法(10-3F)μ表示微法(10-6F)n表示納法(10-9F)p表示皮法(10-12F)。33m33000μF；47n0.047μF；3μ3表示3.3μF；5n95900pF；2p22.2pFR，則表示為零點幾微法，即R表示小數點，如R220.22μF。1～4pF。如用零點μF33003300pF680680pF77pF0.056表示0.056μF。電容的數碼表示法。一般用3位數表示容量的大小。前面兩位數字為電容標稱容量p102表示。在這種表示方法中有一個特別狀況，就是當第三數10-122922×10-1pF，即2.2pF。額定直流工作電壓(耐壓值)大直流電壓。絕緣電阻質性能的好壞。使用電容時，應選用阻值大的絕緣電阻。由于絕緣電阻越小，漏電就越多，這樣可能會影響電路的正常工作。電容種類及應用1-5。用萬用表檢測電容測。漏電電阻的測量用萬用表的歐姆擋(R×10k或R×1k擋，視電容的容量而定)，當兩表筆分別接觸電容的兩根引線時，表針首先朝順時針方向(R為零的方向)搖擺，然后又漸漸地向反方向退回到的電容在測漏電阻時，表針退回到無窮大位置時，又順時針搖擺，此時電容漏電更嚴峻。電容斷路的測量0.01μF以下的小容量電容用萬用表不能推斷其是否斷路，只能用其他儀表進展鑒別(Q表等)0.01μF以上300μFR×10k或R×1k10～300μF的電容可放在R×100k0.47～10μF的電容可放在R×1k0.01～0.47μF的電容可放在R×10k擋。具體的測量方法是：用萬用表的兩表筆分別接觸電容的兩根引線(測量時，手不能同時碰觸兩根引線)，如表針不動，將表針對調后再測量，表針仍不動，說明電容斷路。電容短路的測量用萬用表的R×100擋，將兩表筆分別接觸電容的兩引線，如表針指示阻值很小或為適中選擇量程，電容量越小，量程R要越小，否則就會把電容的充電誤認為是擊穿。電解電容的極性的推斷極。電感元件的認知及測試常見電感實物如圖1.7所示。電感工作原理及作用作的。其作用：阻溝通通直流、阻高頻通低頻(濾波)。也就是說，高頻信號通過電感線圈時會較簡潔地通過它。電感線圈對直流電的電阻幾乎為零。電感器的種類依據外形，電感器可分為空心電感器(空心線圈)與實心電感器(實心線圈)；依據工作性()和低頻電感器(圈等)；依據封裝形式，電感器可分為一般電感器、色環電感器、環氧樹脂電感器、貼片電感器等；依據電感量，電感器可分為固定電感器和可調電感器。晶體管直流穩壓電源的認知及使用直流穩壓電源實物如圖1.8所示。直流穩壓電源均須用到直流穩壓電源來進展元件的測試和單元電路的調試的特性及使用方法。晶體管直流穩壓電源的面板操作1.9所示。1.9晶體管直流穩壓電源面板電源開關將電源開關彈出，即為“關”位置，將電源線接入，按電源開關，以接通電源。電壓調整(VOLTAGE)VOLTAGEFINE為粗調旋鈕，為微調旋鈕。(C.V.)當電路處于恒壓狀態時，C.V.燈亮。電流調整(CURRENT)直流穩壓電源中，CURRENT為電流輸出調整局部。其中，FINE為粗調旋鈕，COARSE為微調旋鈕。5.恒壓指示燈(C.C.)當電路處于恒壓狀態時，C.C.燈亮。課內實訓：直流穩壓電源的使用訓練要求：調整直流穩壓電源輸出，并用數字式萬用表測量輸出直流電壓。訓練步驟如下。接通電源。調整直流穩壓電源輸出，先用電壓調整粗調旋鈕將電壓輸出調至2V左右，再通過微調旋鈕準確調至2V，用萬用表測試輸出是否滿足要求，并記錄直流穩壓電源當前的輸出示值和測量值。同理，分別將直流穩壓電源輸出值調至5V、8V、10V、12V、15V，并記錄。使用一個激發裝置(即信號源)來鼓勵一個系統，以便觀看、分析它對鼓勵信號的反響如何，這是電子測試技術的標準試驗之一，其中使用到的激發裝置就是函數信號發生器。信號發生器的認知及使用YB1600系列的函數信號發生器實物如圖1.10所示。1.10函數信號發生器實物信號發生器曲線均可以用三角函數方程式來表示。能夠產生多種波形(如三角波、鋸齒波、矩形波、正弦波)的電路被稱為函數信號發生器。函數信號發生器在電路試驗和設備檢測中具有格外廣(高頻)放射，這里的射頻波就是載波，把音頻(低頻)、視頻信號或脈沖信號運載出去，就需要能夠產生高頻的振蕩器。在工都需要功率或大或小、頻率或高或低的振蕩器。比方要做的音頻放大電路以及數顯電容計，為了觀看每一個工程電路工作是否正常和幅值的周期性的波形，這就需要用到函數信號發生器。函數信號發生器的使用如圖1.11所示，為了了解函數信號發生器的使用，以綠楊YB1600系列信號發生器為例，先來看一下其掌握面板。1.11信號發生器面板電源開關(POWER)：將電源開關按鍵彈出，即為“關”位置，將電源線接入，按電源開關，以接通電源。LED顯示窗口：此窗口指示輸出信號的頻率，當“外測”開關按下，則顯示外測信號的頻率。如超出測量范圍，溢出指示燈亮。頻率調整旋鈕(FREQUENCY)：調整此旋鈕轉變輸出信號的頻率，順時針旋轉，則頻率增大，逆時針旋轉，則頻率減小，微調旋鈕可以微調頻率。占空比(DUTY)：占空比開關和占空比調整旋鈕。將占空比開關按下，占空比指示燈亮，此時，調整占空比旋鈕可轉變波形的占空比。波形選擇開關(WAVEFORM)：按下對應波形的按鈕，可選擇需要的波形。衰減開關(ATTE)：電壓輸出衰減開關，二檔開關組合為20dB、40dB。頻率范圍選擇開關(并兼頻率計閘門開關)：依據所需要的頻率，按下其中一個按鈕。同時函數信號發生器默認10k擋正弦波。計數、復位開關：按計數鍵，LED顯示開頭計數，按復位鍵，LED0。計數/頻率端口：計數、外測頻率輸入端口。外測頻率開關：此開關按下，LED顯示窗顯示外測信號頻率或計數值。電平調整：按下電平調整開關，電平指示燈亮，此時調整電平調整旋鈕可轉變直流的偏置電平。幅度調整旋鈕(AMPLITUDE)：順時針調整此旋鈕，增大電壓輸出幅度。逆時針調節此旋鈕可減小電壓輸出幅度。電壓輸出端口(VOLTAGEOUT)：電壓輸出由此端口輸出。TTL/CMOS輸出端口：由此端口輸出TTL/CMOS信號。VCF：由此端口輸入電壓掌握頻率變化。掃頻：按入掃頻開關，電壓輸出端口輸出的信號為掃頻信號，調整速率旋鈕，可轉變掃頻速率，轉變線性/對數開關可產生線性掃頻和對數掃頻。電壓輸出指示：3位LED顯示輸出電壓值，輸出接50負載時應將讀數除以2。示波器的認知及使用YB4328系列示波器實物如圖1.12所示。1.12示波器實物生疏示波器面板為了了解示波器的使用，以綠楊YB4328系列示波器為例，先來看一下其掌握面板，如圖1.13所示。電源和光屏顯示旋鈕①為電源開關按鍵；②為“亮度”旋鈕；③為“聚焦”旋鈕；④為光跡旋轉；⑤為“標峰值為2.0，用于自校準。1.13示波器面板“垂直工作方式選擇”按鍵由于YB4328型示波器是雙蹤顯示，按下“垂直工作方式選擇”按鍵，中間就有一條細線將其分成兩局部CH1和CH2，而且是對稱的，其功能一樣，必需通過“垂直工作方式選擇4CH1CH2，則信號從⑦CH1中輸CH2CH1CH2和“常態”按鍵打算其顯示方式為雙蹤顯示按下CH1、彈起CH2時，信號從CH1中輸入，⑥～⑩各旋鈕才起作用。其中，⑥按下，信AC，DC分別為溝通，直流耦合。⑧、⑨旋鈕為“垂直方向偏轉靈敏度”的粗調和微調旋鈕，假設要其準確指示，微調旋鈕須以逆時針方向調到底。⑩為“垂11為“垂直方向(Y方向)位移”旋鈕。13~18僅用于通道信號的調整，功能和CH1中的各旋鈕一樣。CH1和CH2公用旋鈕19為“水平方向(X方向)位移”旋鈕，用以調整信號在水平方向的位置。20為“極性”按鍵，用以選擇被測信號在上升沿或下降沿觸發掃描。21為“電平”旋鈕，用以調整被測信號在變化至某一電尋常觸發掃描。還有“掃描”旋鈕，由于其功能較為特別，將它單列出來。“掃描”旋鈕22為掃描方式，用于選擇產生掃描的方式。換為觸發掃描狀態，調整電平可使波形穩定地顯示在屏幕上，此方式適合觀看頻率在50Hz以上的信號。常態：無信號輸入時，屏幕上無光跡顯示，有信號輸入且觸發電平旋鈕在適宜位置上50Hz時，必需選擇該方式。鎖定：儀器工作在鎖定狀態后，無需調整電平即可使波形穩定地顯示在屏幕上。單次：于等待狀態，當觸發信號輸入時，掃描只產生一次，下次掃描需再次按動復位鍵。為“掃描因數(時基掃描或稱掃描速率SEC/DIV)粗調”旋鈕，依據被測信號的頻率凹凸，選擇適宜的2.5描擴開放關將×55倍。其他旋鈕或按鍵為“觸發源”按鍵，用于選擇不同的觸發源。CH1：在雙蹤顯示時，觸發信號來自CH1通道，單蹤顯示時，觸發信號來自被顯示的通道。CH2CH1。關的信號。電源：觸發信號來自市電。外接：觸發信號來自于觸發輸入端口。機殼接地端。30AC/DC按鍵：外觸發信號的觸發方式，中選擇外觸發源且信號頻率很低時，應將開DC位置。常態/TV按鍵：一般測量此開關置常態位置，當需觀看電視信號時，應將此開關置TV位置。外觸發輸入：中選擇外觸發方式時，觸發信號由此端口輸入。用示波器測試信號發生器輸出波形的特性參數調整信號發生器的輸出信號頻率的調整方法：按下面板下方“頻率范圍”波段開關并協作右上方3個“頻率調整”旋鈕，可以輸出20Hz～200kHz內的任意正弦波信號。當“輸出衰減”旋鈕為0dB時，調整輸出微調使表頭指示為2V。并通過“頻率范圍次調出20Hz、350Hz、1kHz、35kHz、200kHz的信號波形。使用示波器進展測試將示波器接通電源，待預熱后順時針調整“光度旋鈕”，使觸發方式開關置于AUTXY細而清楚。在此過程中生疏“光度X軸上下和左右移動、Y軸上下和左右移動旋鈕的作用。將低頻信號發生器輸出端接示波器Y其輸出電壓(有效值)2V，頻率為1kHz，用示波器觀看電壓波形，并測量信號幅度、周期及頻率，生疏“YY軸增幅”旋鈕的作用。調整有關旋鈕，使熒光屏上顯示的波形增加或削減，例如在熒光屏上得到1個、3個或6個完整的正弦波，生疏“掃描時間”及“穩定度”等旋鈕的作用。將信號頻率改成100Hz、10kHz、100kHz，調整有關旋鈕使波形清楚、穩定，并執行上述(2)、(3)的操作。重點小結電阻、電位器、電容、電感等是構成電子電路的根本器件。萬用表可用來測試電路及電子器件的各種不同電參數，如電阻、電壓、電流等。晶體管直流穩壓電源可輸出可調的直流電壓，可給各種電子電路能夠供給持續穩定、滿足(如三角波、鋸齒波、矩形波、正弦波)，信號發生器在電路試驗和設備檢測中具有格外廣泛的應用。5．示波器是一種常用電子測量儀表，可用于測量各種信號的電壓、電流的幅值、頻率等根本特性。一、選擇題低頻信號發生器是用來產生()信號的信號源。AB．標準直流C．標準高頻正弦D．標準低頻正弦使用低頻信號發生器時，()。A．先將“電壓調整”放在最小位置，再接通電源B．先將“電壓調整”放在最大位置，再接通電源C．先接通電源，再將“電壓調整”放在最小位置D．先接