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模电、数电实验与技能实训设备:常用仪器仪表的使用

模电、数电实验与技能实训设备

实训一常用仪器仪表的使用

一、直流稳压电源

直流稳压电源是实验室中最常使用的直流电源,它可以将220V、50Hz的正弦交流电变换成直流电。本设备实验台上已装配双路稳压稳流电源,其电压输出具有连续可调功能,当输出直流超过最大允许值时,电源内部继电器动作,保护电源。该电源输出额定电压为0~30V连续可调,额定电流0~1.5A。


1——Ⅰ路电流输出指示     5——Ⅰ、Ⅱ路电源开关        9——Ⅰ路电源输出接线柱

2——Ⅰ路电压输出指示     6——Ⅰ、Ⅱ路电源保险座     10——Ⅱ路电压输出调节

3——Ⅱ路电流输出指示     7——Ⅰ路电流调节旋钮       11——Ⅱ路电流调节旋钮

4——Ⅱ路电压输出指示     8——Ⅱ路电压输出调节旋钮   12——Ⅱ路电源输出接线柱

(一)使用方法

a、将电压连续调节旋钮逆时针转到底;

b、打开面板上的电源开关,开关内指示灯亮;

c、顺时针调节电压连续调节旋钮至所需的电压值,此值可在电压/电流表上显示出来;

d、在输出接线柱端口测试输出电压。

(二)使用注意事项

a、通电时检查供应电压是否符合仪表要求,以免损坏仪表;

b、开机前需将电压调压旋钮逆时针旋到底;

c、调节电压、电流时,调节幅度不宜过大,接近旋钮极限位置时要轻调,以免损坏电位器;

d、在使用中,防止输出端口过载和短路,发现电压表指示突然降为零,表示输出电流过大,内部保护电路部分动作而停止输出电压,这时需关闭电源,调整外部负载,重新开启电源。

(三)实训练习

调节直流稳压电源电压调节旋钮,使输出端分别获得4V、18V、26V的直流电压。

二、指针式万用表

MF-500万用表在实验室中广泛应用,它可以测量交直流电压、直流电流、电阻及音频电平等,使用携带方便等特点。

(一)使用方法

    使用前应检查指针是否指在机械零位,若不指在零位上,可旋转表盖上的调零旋钮,使指针指在零位。红、黑表笔分别插在面板上的“+”、“-”插座上。

a、直流电流测量   MF-500万用表直流电流档量程如下:1mA-10mA-100mA-500mA,测量时左边转换开关旋钮至“A”位置上,选择合适量程档位。将万用表串接在被测电路中,红表笔为电流流入端,黑表笔为电流流出端。

b、交直流电压测量   右边的转换开关旋钮至“”位置,测交流电压或直流电压,调节左边转换开关旋钮。“”为测交流电压,“V”为测直流电压。选择合适的量限,当不能预计被测直流电压大约数值时,可将开关旋钮旋在最大量限的位置上,然后根据指示值之大约数值,再选择适当的量限位置,使指针得到最大的偏转度。

c、电阻的测量   电阻档有以下量程: R×1Ω、 R×10Ω、 R×100Ω、 R×1KΩ、

R×10KΩ。使用时,应检查表内是否装好电池(R×10KΩ档需9V电池)。转换开关至所需电阻档位,将测试表笔短接,观察指针是否指在零欧姆,若不是,应调整零欧姆调节电位器,使指针指在零欧姆处,然后分开测试笔进行电阻测量。使用时应注意:每次交换电阻档位进行测量前,都必须先调零;在电路中测量电阻时,必须先切断电源。

(二)使用注意事项

a、测量高电压和大电流时,为避免烧坏开关,应在切断电源的情况下变换量程;

b、测量未知电压或电流时,应先选择最高电压或电流量程,待第一次读取数值后,方可转到适当位置,以取得较准确的读数,并且避免烧坏电路;

c、定期检查干电池,发现电池无电流或电压不足,应及时更换,以保证电阻档测量准确。

(三)实训练习

熟悉指针式万用表的面板结构、各旋钮的作用、测量种类和量程范围,识别表盘上各种符号的意义和各标尺的读数方法。

三、数字式万用表

数字式万用表是目前常用的一种数字化仪表。它具有以下特点:数字显示,读取直观、准确,可避免指针式万用表的读数误差;分辨率高;测量速度快;输入阻抗和集成度高;测试功能、保护电路齐全;功率损耗。豢垢扇拍芰η。下面以DT890A为例,进行介绍。

DT890A型万用表面板示意图如图1-2所示。

1——按键电源开关

2——液晶显示器

3——晶体管测试座

4——量程转换开关

5——电容测试座

6——输入插孔

7——温度测试座

图1-2  DT890A型万用表面板示意图

(一)使用方法

操作时首先将ON-OFF开关置于ON位置。检查9V电池,如果电压不足,需更换电池。

1、直流电压(DCV)测量   将量程转换开关置于DCV范围,并选择量程,其量程分为五档:200mV、2V、20V、200V、1000V。测量时,将黑表笔插入COM插孔,红表笔插入V/Ω插孔,测量时若显示器上显示“1”表示过量程,应重新选择量程。

2、交流电压(ACV)测量   将量程转换开关置于ACV范围,并选择量程,其量程分为五档:200mV、2V、20V、200V、700V。测量时,将黑表笔插入COM插孔,红表笔插入V/Ω插孔,测量时不允许超过额定值,以免损坏内部电路。显示值为交流电压的有效值。

3、直流电流(DCA)测量   将量程转换开关转到DCA位置,并选择量程,其量程分为四档:2mA、20mA、200mA、20A。测量时,将黑表笔插入COM插孔,当测量最大值为200mV时,红表笔插入mA插孔;当测量最大值为20A时,红表笔插入A插孔。注意:测量电流时,应将万用表串入被测电路。

4、交流电流(ACA)测量   将量程转换开关转到ACA位置,选择量程,其量程分为四档:2mA、20mA、200mA、20A。测量时,将测试表笔串入被测电路,黑表笔插入COM插孔,当测量最大值为200mA时,红表笔插入mA插孔;当测量最大值为20A时,红表笔插入A插孔。显示值为交流电压的有效值。

5、电阻测量  电阻档量程分为七档:200Ω、2KΩ、20KΩ、200KΩ、2MΩ、20MΩ、

200MΩ。测量时,将量程转换开关置于Ω量程,将黑表笔插入COM插孔,红表笔插入

V/Ω插孔。注意:在电路中测量电阻时,应切断电源。

6、电容测量  电容档量程分为五档:2000pF、20nF、200nF、2μF、20μF。 测量时,将量程转换开关置于CAP处,将被测电容插入电容插座中,注意:不能利用表笔测量。测量容量较大的电容时,稳定读数需要一定的时间。

7、二极管测试及带蜂鸣器的连续性测试   测试二极管时,只需将量程转换开关转换到二极管的测试端,显示器显示二极管的正向压降近似值。

8、晶体管hFE的测试   将量程转换开关置于hFE量程,确定NPN或PNP,将E、B、C分别插入相应插孔。

9、音频频率测量   音频频率测量分为两档:2kHz、20kHz。测量时,将量程转换开关置于kHz量程,黑表笔插入COM插孔,红表笔插入V/Ω/ƒ插孔,将测试笔连接到频率源上,直接在显示器上读取频率值。

10、温度测试   温度测试分为三档:-20~0℃、0~400℃、400~1000℃。测试时,将热电偶传感器的冷端插入温度测试座中,热电偶的工作端置于待测物上面或内部,可直接从显示器上读取温度值。

(二)使用注意事项

1、测量电流时应将表笔串接在被测电路中,测量电压时应将表笔并接在被测电路中。

2、不能测量高于1000V的直流电压和高于700V的交流电压。

3、测量高电压时要注意,避免触电。

4、测量电流时,若显示器显示“1”,表示过量程,量程转换开关应及时置于更高量程。

5、更换电池或保险管时,应检查确信测试表笔已从电路中断开,以避免电击。

(三)实训练习

1、将直流稳压电源输出电压调至1V、3V、10V、15V、30V,用指针式万用表、数字式万用表分别进行测量,将测量结果记入表1-1中。

表1-1  直流电压测量结果记录表

输出电压

V

指针式万用表测量

数字式万用表测量

量  程

指 示 值

量  程

指 示 值

1

 

 

 

 

3

 

 

 

 

10

 

 

 

 

15

 

 

 

 

30

 

 

 

 

2、分别用指针式万用表、数字式万用表测量阻值为5.1Ω、100Ω、1KΩ、8.2K、10KΩ、47KΩ的实际值,注意选择量程,将测量结果记入表1-2中。

表1-2  电阻测量结果记录表

电阻值

指针式万用表测量

数字式万用表测量

档  位

指 示 值

档  位

指 示 值

5.1Ω

 

 

 

 

100Ω

 

 

 

 

1KΩ

 

 

 

 

8.2K

 

 

 

 

10KΩ

 

 

 

 

47KΩ

 

 

 

 

四、示波器

示波器是电子设备检测中必不可少的测试设备,用它可以直接观察电路中各点的波形,并且可以对信号进行各种测量。下面以日立V-212示波器面板为例进行介绍。

日立V-212示波器面板如图1-3。

(一)面板与控制部件

A、电源与示波管

1、POWER   电源开关,红色指示灯亮表示电源接通

2、TRACE  ROTATION   基线调节旋钮

3、INTENSITY   辉度控制旋钮

4、FOCUS   聚焦控制旋钮

5、CAL 0.5V、1KHz的校正方波

B、垂直偏转系统

1、VOLTS/div   Y轴灵敏度选择开关,在最外侧的部分,可以分段选择。档位有5V、2V、1V、0.5V、0.2V、0.1V、50mV、20mV、10mV、5mV、2mV、1mV档,分别代表Y轴上每一大格的电压值。

2、VAR PULL×5 GAIN   Y 轴灵敏度微调旋钮,在拉出时,垂直系统扩展5倍,此旋钮在Y轴灵敏度里面伸出部分。使用此档时,示波器衷减一半。通常,灵敏度旋钮处于关状态,以保证Y轴读数的准确。

例:当输入扫描信号的Vp-p(代表峰-峰值)为6格,VOLTS/div置于0.1V档,当灵敏度微调旋钮未拉出时,Vp-p=6×0.1×10V=6V(×10因探头本身衷减10倍);当灵敏度微调旋钮拉出时,Vp-p=6×0.1×2V=1.2V。

3、POSITION  垂直位移调节旋钮。它可以使扫描信号在荧光屏上上下移动而处于适当位置。拉出时为直流偏置,控制通道CH1。

4、POSITION  PULL  INVERT 垂直位移调节旋钮。调节它,可以获得CH2通道信号。

5、DC  BAL   直流平衡调节控制旋钮。

6、MODE(CH1、CH2、ALT、CHOP、ADD) 工作方式选择开关。各选择开关含义分别是:

1)当开关置于CH1时,荧光屏上只显示CH1通道的信号。

2)当开关置于CH2时,荧光屏上只显示CH2通道的信号。

3)当开关置于ALT时,荧光屏上同时显示CH1和CH2通道的信号。

4)当开关置于CHOP时,荧光屏上断续显示CH1和CH2通道的信号。

5)当开关置于ADD时,荧光屏上显示CH1和CH2通道信号的代数和。

7、INPUT(CH1或X)  通道CH1输入信号插座,在X-Y输入信号的方式下,为X轴输入信号。

8、INPUT(CH2或Y)  通道CH2输入信号插座,在X-Y输入信号的方式下,为Y轴输入信号。

9、AC-GND-DC  Y轴放大器输入耦合方式选择开关。DC为直流,AC为交流,GND为接地。

图1-3  日立V-212示波器面板示意思图

1——辉度调节                        14——CH2通道坐标上下位移调节旋钮

2——跟踪控制                        15——CH2通道输入端插座

3——电源指示灯                      16——CH2通道Y轴放大器输入耦合方式

4——电源开关                        17——接地端

5——扫描时间选择旋钮                18、21——直流校准控制

6——扫描微调控制                    19——内部触发选择控制钮

7——水平位移调节钮                  20——方式选择开关

8——触发方式选择开关                22——CH1通道坐标上下位移调节旋钮

9——触发电平控制                    23——CH1通道Y轴放大器输入耦合方式

10——触发电平同步控制钮             24——CH1通道输入端插座

11——触发源选择钮                   25——标准方波信号输出

12——CH1通道幅值刻度选择旋钮       26——CH1通道幅值刻度选择旋钮

13——CH2通道幅值扩展5倍键         27——CH1通道幅值扩展5倍键       28——聚焦调节钮

10、INT TRIG   内触发信号源的选择开关。置于CH1时,CH1通道信号作为触发信号;置于CH2时,CH2通道信号作为触发信号;置于VERT MODE时,交替选用CH1和CH2的触发信号。

C、水平偏转系统

1、TIME/div  扫描时间选择开关。

2、SWP VAR  扫描微调控制旋钮。当旋钮置于CAL时,扫描时间由TIME/div直接读出;当它反时针旋转到头时,扫描因数扩大2.5倍。

3、POSITION  PULL×10  水平位移旋钮。通过调节该旋钮,可以使输入信号置于适当位置,拉出时扫描因数扩大10倍。

4、MODE AUTO NORM TV-V TV-H  TRIG触发方式选择开关。置于AUTO时,为自动触发;置于NORM时,为普通触发方式;置于TV-V时,为电视场扫描方式触发;置于TV-H时,为电视行扫描方式触发。

5、LEVEL PULL(-)SLOPE(+)  TRIG触发电平控制旋钮,确定扫描波形的起始点。

6、TRIG IN  外加信号源输入端。

7、INT LINE EXT  触发信号选择开关。置于INT时,将CH1或CH2的触发信号作为触发源;置于LINE时,将电源信号作为触发源;置于EXIT时,将外信号作为触发源。

(二)使用注意事项

1)使用前应利用校正方波校准。

2)使用时显示波形不允许超出荧光屏范围。

3)测试电压峰峰值不允许超过400V。

4)定量观测时微调旋钮必须放在校准位置。

(三)实训练习

  1)熟悉示波器各旋钮的作用。

2)观察示波器自校正方波,读出峰峰值Vp-p和周期T。

 

 

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