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1、课题3 电子仪器仪表的使用,任务1 万用表的结构及正确使用,万用表的基本结构,万用表的性能与它的结构有很大关系，因此有必要对它的总体结构作一个介绍。 1.模拟式万用表的结构 模拟式万用表又称指针式万用表，它主要由指示部分(表头)、测量电路及转换开关等组成。 (1)指示部分(表头) 表头是模拟式万用表的关键部分，用以指示被测量的大小。它实际上是一只灵敏的磁电式直流电流表，该直流电流表的性能是决定万用表性能指标的重要因素。,(2)测量电路 万用表的测量电路实质上就是由多量程直流电流表、多量程直流电压表、多量程整流式交流电压表和多量程欧姆表等几种电路组合而成的，如图3-2所示。,(3)转换开关 转换
2、开关的机械结构是由多个活动的接触点和多个固定的接触点组成的，前者称为“刀”，后者称为“掷”，且刀与刀之间是联动的，转动转换开关可以使某些“刀”与“掷”闭合，从而接通所要求的测量电路。,2.数字式万用表的结构 数字式万用表通常可分为手持式、钳形、主台式三种。其中手持式数字式万用表的结构简图如图3-3所示，它图3-3 手持式数字式万用表的结构简图主要由信号调节器(包括衰减器、A/D转换器、I/DC转换器、R/DC转换器等组成)、A/D转换器、计数器及显示器组成。,其中信号调节器的作用是把各种被测量变换成直流电压；数字部分的作用是用于产生A/D转换过程中的控制信号及对转换后的数字信号进行计数、锁存、
3、译码，最后送往显示器进行数码显示。,万用表使用注意事项,1.模拟式万用表使用注意事项 1)使用时应遵守下列规程，避免意外损失。 测量高电压或大电流时，为避免烧坏转换开关，应在切断电源情况下变换量程。 测未知量的电压或电流时，应先选择最高档位。待第一次读取数值后，方可逐渐转至适当位置以取得较准读数并避免烧坏电路。 如偶然发生因过载而烧断熔断器熔体时，可打开表盒换上相同型号的熔体。,2)测量高电压时，要站在干燥绝缘板上，并用一只手操作，防止意外事故。 3)电阻档用干电池应定期检查、更换，以保证测量精度。如长期不用，应取出电池，以防止电液溢出而腐蚀、损坏其他零件。 4)仪表应保存在室温为040、相对
4、湿度不超过85%及不含有腐蚀性气体的场所。,2.数字式万用表使用注意事项 数字式万用表与模拟式万用表一样，都是多量程、便携式的电工电子仪表，所以使用模拟式万用表要注意的事项，数字式万用表也必须遵循。现将使用数字式万用表需要注意的特别事项说明如下： 1)数字式万用表的电阻档，红表笔与内部电池的正极相连，黑表笔则与内部电池的负极相连，这点正好与模拟式万用表的情况相反。在测有极性元器件(如电解电容器、晶体管等)时，要特别注意。,2)凡插座处标有“”符号旁的数值即为输入该插孔的最大被测电量，虽然过量程输入时显示屏仍能超量程显示，但仪表内部电路已有损坏的可能。 3)电阻档出现过量程显示时，说明被测电阻值
5、超过了所选择量程的最大值或被测电阻开路。 4)200档为最小阻值档。当使用该档位进行测量时，为保证测量精度，必须用修正值对测量值加以修正。具体做法为在200档将表笔短路，观察显示值，此显示值即为修正值，应将测量值减去修正值。,任务2 直流稳压电源的结构及正确使用,直流稳压电源的基本结构,直流稳压电源一般由整流滤波电路与稳压电路两部分组成，基本结构框图如图3-7所示。稳压电路的具体形式有并联型稳压电路、串联型稳压电路和开关型稳压电路等。,输入交流220V电压，通过整流滤波电路后变为平滑的直流电压，直流电压经稳压电路稳压、调整后输出一个稳定的直流电压为负载供电。直流稳压电源同时还能起到过电流、过电
6、压以及过载保护的指示功能。其中串联稳压电路结构简单，调试维修方便。,1.开关型稳压电源的特点、组成和分类 (1)开关型稳压电源的特点 1)效率高。开关型稳压电源中调整管工作在开关状态，管耗小，电路的效率大大提高，其效率一般在80%90%左右。 2)稳压范围宽(调整范围宽)。交流电压在130260V范围内变化时，电路都能具有良好的稳压效果，输出的直流电压的变化范围很小，一般在1%左右，能够始终保持输出直流电压的稳定性。 3)可靠性好。在开关型稳压电源中，专门设置了过电压、过电流保护电路。当负载短路及输出电压过高时，开关型稳压电源能自动切断外加电源，保护器件不会进一步损坏。,4)滤波电容容量小。由
7、于开关型稳压电源中脉冲振荡频率高，所以选用的滤波电容的容量比串联型稳压电源的电容小得多。 5)机内升温小。由于开关调整管工作在开关状态，功耗小，工作温度低，不需要采用大散热片，周围元器件不会因长期工作在高温环境而损坏，因此，采用开关型稳压电源供电的彩色电视机可靠性、稳定性也相应提高。 6)体积小、重量轻。开关型稳压电源中由于省略了电源变压器，采用交流电(220V、50Hz)直接整流方式，其重量是串联型稳压电源的五分之一，有的开关型电源中采用厚膜电路，其外围元器件少，且不需要采用大散热片，电路的体积也大大减小。 7)多路电压输出。由于开关型稳压电源运用了储能变压器，这种变压器有不同匝数的二次绕组
8、，即可获得不同数值的电压输出，而且各输出电压之间不会产生相互干扰。 8)具有遥控功能。开关型稳压电源可通过CPU输出待机控制电平，控制调整管的工作状态，实现对开关电源的遥控，可遥控关机。,(2)开关型稳压电源的组成 开关型电源电路主要由整流电路、滤波电路、开关振荡电路(开关调整管)、控制电路、储能电路、脉冲滤波和取样电路等组成，如图3-8所示。,1)整流电路。整流电路的作用是将220V交流电变为脉动的直流电压。 2)滤波电路。滤波电路的作用是将脉动的直流电压变为300V左右的直流电压。 3)开关调整管。开关调整管(又称振荡管)的作用是把直流电压变换为高频脉冲电压。 4)储能电路。储能电路的作用
9、是把高频脉冲电压转化为磁场能量。 5)脉冲滤波。脉冲滤波的作用是磁场能量转化为电场能量，形成直流电压，为负载供电。 6)取样电路。取样电路的作用是把输出端的变化电压与基准电压进行比较，得到误差电压，放大后送到控制电路。 7)控制电路。控制电路的作用是将取样电路送来的误差电压变化为控制信号，去控制开关调整管的导通与截止时间，从而使输出电压稳定。,(3)开关型稳压电源的分类 1)按开关调整管的连接方式分类。 串联式开关型稳压电源：电路的模型是开关变压器，开关调整管与负载串联，如图3-8所示。 并联式开关型稳压电源：电路的模型是开关变压器，开关调整管与负载之间并联，如图3-9所示。,2)按开关型稳压
10、电源启动方式分类。 按开关型稳压电源的启动形式不同，可分为自激式开关型稳压电源电路与它激式开关型稳压电源电路两种。 自激式开关型稳压电源电路：自激式开关型稳压电源中，利用开关调整管、开关变压器组成正反馈电路，形成自激振荡。图3-9所示的并联式开关型稳压电源也是自激式开关型稳压电源。 它激式开关型稳压电源电路：它激式开关型稳压电源电路必须附加一个能够产生开关脉冲的振荡器，来控制开关型稳压电源电路中开关调整管(振荡器一般采用间歇振荡器)。,3)按稳压的控制方式不同分类。 脉冲调宽式开关型稳压电源：由于开关型稳压电源输出直流电压的大小，正比于开关调整管的导通时间，而反比于开关脉冲的重复周期，输出电压
11、在不稳定时，可通过取样比较，再经比较放大后去控制脉冲的周期或开关调整管导通的时间。这一反馈控制过程可以调整输出电压的大小，从而达到稳压的目的。 脉冲调频式开关型稳压电源：脉冲调频方式是通过反馈，控制开关调整管的脉冲频率，使输出电压达到稳定。,2.开关型稳压电源工作原理 以图3-8所示的串联式开关型稳压电源为例，说明其工作原理。 输入交流220V电压，通过整流电路后变为脉动的直流电压，再经滤波电路后变为300V左右的直流电压。然后由开关调整管、开关变压器、正反馈电路等，把整流滤波电路送来的直流电压变换成高频脉冲电压。最后由脉冲整流电路把高频脉冲电压整流为直流电压，为负载供电。要注意的是开关型稳压
12、电源有多种类型，输出电压的形式也多种多样。,直流稳压电源的使用注意事项,1)避免过冷和过热。不可将直流稳压电源长期暴露在光下或靠近热源的地方，如火炉等。 2)不可在寒冷天气时放在室外使用，工作温度应是040。 3)避免炎热与寒冷环境的交替。不可将稳压电源从炎热的环境中突然转移到寒冷的环境或相反进行，这将导致电源内部形成凝结。 4)避免湿度、水分和灰尘。如果将仪器放在湿度大或灰尘多的地方，可能导致仪器操作出现故障，最佳使用相对湿度范围是35%70%。 5)直流稳压电源应避免放置在强烈振动的地方，周围空气无酸、碱、盐等腐蚀性气体，否则会导致操作出现故障。,6)注意避免存在强磁场的地方。直流稳压电源
13、的表头对电磁场较为敏感，不可在具有强烈磁场作用的地方操作，不可将磁性物体靠近仪器，应避免阳光或紫外线的直接照射。 7)不可将物体放置在直流稳压电源上，注意不要堵塞通风孔。 8)不可强烈地撞击。 9)不可将导线或针插进通风孔。 10)不可用连接线拖拉。 11)不能将烙铁放在直流稳压电源框架或表面上。 12)避免长期倒置存放和运输。,任务3 低频信号发生器的结构及正确使用,信号发生器又称信号源，它能产生不同频率、不同幅度的规则或不规则的波形信号。它在实际运用中，可以为测试、研究和调整电子电路及电子整机产品，提供符合一定技术要求的电信号。 信号发生器种类很多，本节主要讨论XD1B型低频信号发生器。,
14、低频信号发生器的基本结构,低频信号发生器能产生频率范围约20Hz20kHz的正弦波信号，具有一定的电压和功率输出。该仪器主要用于测量电子设备中低频放大器的频率特性。,低频信号发器主要由主振器、放大器、衰减器、指示电压表等部分组成。图3-11所示是低频信号发生器的原理框图。,从主振器产生的低频正弦信号，经放大器进行电压放大输出至衰减器，在输出端就可根据需要获取不同的电压信号。,主振器(正弦波振荡器)是低频信号发生器的核心，常见的电路形式有差频式和RC振荡式两类。放大器的作用是对主振器产生的信号进行放大，它有电压放大和功率放大两种。衰减器的作用是调节输出电压的大小，常采用步进调节和连续调节。指示电
15、压表主要用来指示输出信号电压的大小，实际上是一个检波式电子电压表。,低频信号发生器使用注意事项,1)XD1B型低频信号发生器应接在220V、50Hz的交流电源上，电压变化范围不应超过10%。 2)开机前应检查信号源输出端是否短路，若有短路则不宜开机，否则可能损坏机件。 3)使用中应注意以下匹配原则： 输出变压器部分可在20Hz500kHz范围内对面板规定的50、75、150、600实现阻抗变换；在20Hz200kHz范围内对面板规定的50、75、150、600、5k实现阻抗变换，以使负载获得最大的输出功率。,任务4 示波器的结构及正确使用,示波器是电子测量中最常用的一种仪器。它可以直观地显示电信号的时域波形图像，并根据波形测量信号的电压、频率、周期、相位、调幅系数等参数，亦可间接观察电路的有关参数及元器件的伏安特性。依靠传感器，示波器还可测量各种非电量甚至人体的某些生理现象。示波器也可以工作在X-Y模式下，用来反映相互关联的两信号之间的关系。所以，在科学研究、工农业生产、医疗卫生等方面，示波器获得很广泛的应用。 根据目前发展的现状，示波器主要分模拟式示波器和数字式示波器。,示波器的基本结构,1.通用示波器的电路基本结构 通用示
