第1部分-電子技術(shù)基礎(chǔ)的基本知識(shí)

1、電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)第 1 部分電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)1.1電子電路測(cè)量技術(shù)的基本知識(shí)電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的目的和意義實(shí)驗(yàn)是將事物置于特定的條件下加以觀測(cè)，是對(duì)事物發(fā)展規(guī)律進(jìn)行科學(xué)認(rèn)識(shí)的必要環(huán)節(jié)，是科學(xué)理論的源泉，自然科學(xué)的根本，工程技術(shù)的基礎(chǔ)。任何科學(xué)技術(shù)的發(fā)展都離不開實(shí)驗(yàn)。電子技術(shù)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，其任務(wù)是使學(xué)生獲得電子技術(shù)方面的基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能。加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練特別是技能的訓(xùn)練，對(duì)提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力，特別是實(shí)際工作能力，具有十分重要的意義。電子技術(shù)是一門飛速發(fā)展的學(xué)科，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)需要的是具有一定實(shí)際工作能力的復(fù)合型人才，而實(shí)驗(yàn)教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力、觀測(cè)

2、能力、表達(dá)能力、動(dòng)手能力、查閱文獻(xiàn)資料的能力等綜合素質(zhì)方面有不可替代的作用。在實(shí)驗(yàn)過程中，通過分析、驗(yàn)證器件和電路的工作原理及功能；對(duì)電路進(jìn)行分析、調(diào)試、故障排除和性能指標(biāo)的測(cè)量；自行設(shè)計(jì)、制作各種功能的實(shí)際電路等多方面的系統(tǒng)訓(xùn)練，可以使學(xué)生的各種實(shí)驗(yàn)技能得以提高，實(shí)際工作能力也得到了鍛煉。同時(shí)，通過實(shí)驗(yàn)還可以培養(yǎng)學(xué)生勤奮進(jìn)取、嚴(yán)肅認(rèn)真、理論聯(lián)系實(shí)際的務(wù)實(shí)作風(fēng)和為科學(xué)事業(yè)奮斗的精神。電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)，按性質(zhì)可分為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、訓(xùn)練性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)四大類。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和訓(xùn)練性實(shí)驗(yàn)是針對(duì)于電子技術(shù)基礎(chǔ)理論而設(shè)置的，通過實(shí)驗(yàn)獲得感性認(rèn)識(shí)。驗(yàn)證和鞏固重要的基礎(chǔ)理論，同時(shí)使學(xué)生掌握測(cè)量儀器的工作原

3、理和規(guī)范使用，熟悉常用元器件的原理和性能，掌握其參數(shù)的測(cè)量方法和元器件的使用方法，掌握基本實(shí)驗(yàn)知識(shí)、基本實(shí)驗(yàn)方法和基本實(shí)驗(yàn)技能。同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生一定的安裝、調(diào)試、分析、尋找故障等技能。綜合性實(shí)驗(yàn)側(cè)重于對(duì)一些理論知識(shí)的綜合應(yīng)用和實(shí)驗(yàn)的綜合分析，其目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用理論知識(shí)能力和解決較復(fù)雜的實(shí)際問題的能力，包括實(shí)驗(yàn)理論的系統(tǒng)性、實(shí)驗(yàn)方案的完整性、可行性、元器件及測(cè)量儀器的綜合應(yīng)用等。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生來說，既有綜合性又有探索性。它主要側(cè)重于某些理論知識(shí)的靈活應(yīng)用。要求學(xué)生在教師的指導(dǎo)下獨(dú)立查閱資料、設(shè)計(jì)方案與組合實(shí)驗(yàn)等工作，并寫出試驗(yàn)報(bào)告。借助于計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)，可以使實(shí)驗(yàn)方案更加完善、合理。電子技

4、術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的一般要求盡管每個(gè)電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)的目的和內(nèi)容不同， 但為了培養(yǎng)良好的學(xué)風(fēng)， 充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)精神，促使其獨(dú)立思考、獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)并有所創(chuàng)新。我們對(duì)電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備階段、進(jìn)行階段、完成階段和實(shí)驗(yàn)報(bào)告分別提出下列基本要求。一、實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備為了避免盲目性，參加實(shí)驗(yàn)者應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)。通過預(yù)習(xí)，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?，掌握?shí)驗(yàn)的基本原理，看懂實(shí)驗(yàn)電路圖，查閱有關(guān)資料，擬出實(shí)驗(yàn)方法和步驟，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)表格，對(duì)思考題做出解答，初步估算（或分析）實(shí)驗(yàn)結(jié)果，最后做出預(yù)習(xí)報(bào)告。二、實(shí)驗(yàn)進(jìn)行 參加實(shí)驗(yàn)者要自覺遵守實(shí)驗(yàn)室規(guī)則。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容合理布置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)。儀器設(shè)備和實(shí)驗(yàn)裝置安放要適當(dāng)。檢查所用器件和儀器是否完

5、好，然后按實(shí)驗(yàn)方案搭接實(shí)驗(yàn)電路和測(cè)試電路。并認(rèn)真檢查，確保無誤后方可通電測(cè)試。 認(rèn)真記錄實(shí)驗(yàn)條件和所得資料、波形（并進(jìn)行分析判斷所得資料、波形是否正確） 。發(fā)生故障應(yīng)獨(dú)立思考，耐心尋找故障原因并排除，記錄排除故障的過程和方法。- 1 -第 1 部分 電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí) 仔細(xì)申閱實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求，確保實(shí)驗(yàn)內(nèi)容完整，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確無誤，現(xiàn)象合理。 實(shí)驗(yàn)中若發(fā)生異?，F(xiàn)象，應(yīng)立即切斷電源，并報(bào)請(qǐng)指導(dǎo)教師和實(shí)驗(yàn)室有關(guān)人員，等候處理。三、實(shí)驗(yàn)完成必須實(shí)驗(yàn)報(bào)告是對(duì)實(shí)驗(yàn)工作的全面總結(jié)。學(xué)生做完實(shí)驗(yàn)后用簡明的形式將實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)情況完整地和真實(shí)地表達(dá)出來。1. 實(shí)驗(yàn)報(bào)告的內(nèi)容實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括以下幾個(gè)部分： 實(shí)

6、驗(yàn)的目的和要求。 實(shí)驗(yàn)電路、測(cè)試電路和實(shí)驗(yàn)的工作原理。 實(shí)驗(yàn)用的儀器、主要工具。 實(shí)驗(yàn)的具體步驟、實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)及實(shí)驗(yàn)過程的詳細(xì)情況記錄。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析。必要時(shí)，應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行誤差分析。 實(shí)驗(yàn)小結(jié)。實(shí)驗(yàn)小結(jié)即總結(jié)實(shí)驗(yàn)完成情況，對(duì)實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論，對(duì)實(shí)驗(yàn)中遇到的問題進(jìn)行分析，簡單敘述實(shí)驗(yàn)的收獲和體會(huì)。 參考資料。記錄實(shí)驗(yàn)前、后閱讀的有關(guān)資料。應(yīng)記錄資料的名稱、作者和簡單內(nèi)容。為今后查閱提供方便。實(shí)驗(yàn)報(bào)告的基本要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告的基本要求是：結(jié)論正確、分析合理、討論深入、文理通順、簡明扼要、符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)、字跡端正、圖表清晰。在實(shí)驗(yàn)報(bào)告上還應(yīng)注明：課題、實(shí)驗(yàn)者、實(shí)驗(yàn)日期、使用儀器編號(hào)等內(nèi)容。誤差分

7、析與測(cè)量結(jié)果的處理在科學(xué)實(shí)驗(yàn)與生產(chǎn)實(shí)踐的過程中，為了獲取表征被研究對(duì)象的特征的定量信息，必須準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量。在測(cè)量過程中，由于各種原因，測(cè)量結(jié)果和待測(cè)量的客觀真值之間總存在一定差別，即測(cè)量誤差。因此，分析誤差產(chǎn)生的原因，如何采取措施減少誤差，使測(cè)量結(jié)果更加準(zhǔn)確，對(duì)實(shí)驗(yàn)人員及科技工作者來說是必須了解和掌握的。一、誤差的來源與分類1. 測(cè)量誤差的來源測(cè)量誤差的來源主要有以下幾個(gè)方面： 儀器誤差儀器誤差是指測(cè)量儀器本身的電氣或機(jī)械等性能不完善所造成的誤差。顯然，消除儀器誤差的方法是配備性能優(yōu)良的儀器并定時(shí)對(duì)測(cè)量儀器進(jìn)行校準(zhǔn)。 使用誤差使用誤差也叫操作誤差，是指測(cè)量過程中因操作不當(dāng)而引起的誤差。減小使

8、用誤差的辦法是測(cè)量前詳細(xì)閱讀儀器的使用說明書，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，提高實(shí)驗(yàn)技巧和對(duì)各種儀器和操作能力。例如：萬用表表盤上的符號(hào)：、 60o 分別表示萬用表垂直位置使用、水平位置使用、與水平面傾斜成 60o 使用。使用時(shí)應(yīng)按規(guī)定放置萬用表，否則會(huì)帶來誤差，至于用歐姆檔測(cè)量電阻前不調(diào)零所帶來的誤差，更是顯而易見的。 方法誤差方法誤差也叫理論誤差，是指由于使用的測(cè)量方法不完善、理論依據(jù)不嚴(yán)密、對(duì)某些經(jīng)典測(cè)量方法作了不適當(dāng)?shù)男薷暮喕a(chǎn)生的，即凡是在測(cè)量結(jié)果的表達(dá)式中沒有得到反映的因素，而實(shí)際上這些因素在測(cè)量過程中又起到一定的作用所引起的誤差。例如，用伏安法測(cè)電阻時(shí)，若直接以電壓表示值與電流表示值之比作

9、測(cè)量結(jié)果，而不計(jì)電表本身內(nèi)阻的影響，就會(huì)引起誤差。2. 測(cè)量誤差的分類測(cè)量誤差按性質(zhì)和特點(diǎn)可分為系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和疏失誤差三大類。 系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差是指在相同條件下重復(fù)測(cè)量同一量時(shí)，誤差的大小和符號(hào)保持不變，或按照一定的規(guī)律變化的誤差。系統(tǒng)誤差一般可通過實(shí)驗(yàn)或分析方法，查明其變化規(guī)律及產(chǎn)生原因后，可以減少或消除。電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)中系統(tǒng)誤差常來源于測(cè)量儀器的調(diào)整不當(dāng)和使用方法不當(dāng)所致。- 2 -電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo) 隨機(jī)誤差（偶然誤差）隨機(jī)誤差也叫偶然誤差。在相同條件下多次重復(fù)測(cè)量同一量時(shí)，誤差大小和符號(hào)無規(guī)律的變化的誤差稱為隨機(jī)誤差。隨機(jī)誤差不能用實(shí)驗(yàn)方法消除。但從隨機(jī)誤差的統(tǒng)計(jì)規(guī)律中可了解它的

10、分布特性，并能對(duì)其大小及測(cè)量結(jié)果的可靠性做出估計(jì)，或通過多次重復(fù)測(cè)量，然后取其中算術(shù)平均值來達(dá)到目的。 疏失誤差疏失誤差也叫過失誤差。這種誤差是由于測(cè)量者對(duì)儀器不了解、粗心，導(dǎo)致讀數(shù)不正確而引起的，測(cè)量條件的突然變化也會(huì)引起粗差。含有粗差的測(cè)量值稱為壞值或異常值。必須根據(jù)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法的某些準(zhǔn)則去判斷哪個(gè)測(cè)量值是壞值，然后去除。二、誤差的表示方法誤差可以用絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差來表示。1. 絕對(duì)誤差設(shè)被測(cè)量的真值為0，測(cè)量儀器的示值為X ，則絕對(duì)值為： XX 0在某一時(shí)間及空間條件下，被測(cè)量的真值雖然是客觀存在的，但一般無法測(cè)得，只能盡量逼近它。故常用高一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量儀器的測(cè)量值代替真值0，則： XX

11、C 表示。對(duì)于被測(cè)量，在測(cè)量前，測(cè)量儀器應(yīng)由高一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)儀器進(jìn)行校正，校正量常用修正值高一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)儀器的示值減去測(cè)量儀器的示值所得的差值，就是修正值。實(shí)際上，修正值就是絕對(duì)誤差，只是符號(hào)相反：C X X利用修正值便可得該儀器所測(cè)量的實(shí)際值：AXC例如，用電壓表測(cè)量電壓時(shí)，電壓表的示值為1.1V ，通過鑒定得出其修正值為0.01V 。則被測(cè)電壓的真值為A 1.1（ 0.01） 1.09V修正值給出的方式可以是曲線、公式或數(shù)表。對(duì)于自動(dòng)測(cè)驗(yàn)儀器，修正值則預(yù)先編制成有關(guān)程序，存于儀器中，測(cè)量時(shí)對(duì)誤差進(jìn)行自動(dòng)修正，所得結(jié)果便是實(shí)際值。2. 相對(duì)誤差絕對(duì)誤差值的大小往往不能確切地反映出被測(cè)量量的準(zhǔn)確程度。例

12、如，測(cè)100V 電壓時(shí)， X 1 2V ，在測(cè) 10V 電壓時(shí)， X 2 .5，雖然 X 1 X 2，可實(shí)際 X 1 只占被測(cè)量量的，而 X 2 卻占被測(cè)量的 5。顯然，后者的誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響相對(duì)較大。因此，工程上常采用相對(duì)誤差來比較測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確程度。相對(duì)誤差又分為實(shí)際相對(duì)誤差、示值相對(duì)誤差和引用（或滿度）相對(duì)誤差。實(shí)際相對(duì)誤差：實(shí)際相對(duì)誤差就是用絕對(duì)誤差X 與被測(cè)量的實(shí)際值A(chǔ) 的比值的百分?jǐn)?shù)來表示的相對(duì)誤差，記為：XA10000示值相對(duì)誤差：示值相對(duì)誤差就是用絕對(duì)誤差X 與儀器給出值X 的百分?jǐn)?shù)來表示的相對(duì)誤差，即：XXX100 00引用（或滿度）相對(duì)誤差：引用（或滿度）相對(duì)誤差就是用

13、絕對(duì)誤差 X 與儀器的滿刻度值 Xm 之比的百分?jǐn)?shù)來表示的相對(duì)誤差，即：Xm10000X m電工儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)就是由m 決定的，如1.5 級(jí)的電表，表明m ± 1.5。我國電工儀- 3 -第 1 部分電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)表按m 值共分七級(jí)： 0.1、0.2、 0.5、1.0、 1.5、2.5、5.0。若某儀表的等級(jí)是S 級(jí)，它的滿刻度值為X m，則測(cè)量的絕對(duì)誤差為： X X m×S其示值相對(duì)誤差為：mX m S 0 0X在上式中，總是滿足 X Xm 的，可見當(dāng)儀表等級(jí) S 選定后， X 愈接近 X m 時(shí)， X 的上限值愈小，測(cè)量愈準(zhǔn)確。因此，當(dāng)我們使用這類儀表進(jìn)行

14、測(cè)量時(shí)，一般應(yīng)使被測(cè)量的值盡可能在儀表滿刻度值的二分之一以上。三、測(cè)量結(jié)果的處理測(cè)量結(jié)果通常用數(shù)字或圖形表示，下面分別進(jìn)行討論。1. 測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理（ 1）有效數(shù)字由于存在誤差，所以測(cè)量資料總是近似值，它通常由可靠數(shù)字和欠準(zhǔn)數(shù)字兩部分組成。例如，由電流表測(cè)得電流為 12.6mA ，這是個(gè)近似數(shù)， 12 是可靠數(shù)字，而末位6 為欠準(zhǔn)數(shù)字，即 12.6 為三位有效數(shù)字。有效數(shù)字對(duì)測(cè)量結(jié)果的科學(xué)表述極為重要。對(duì)有效數(shù)字的正確表示，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：與計(jì)量單位有關(guān)的“ 0”不是有效數(shù)字，例如， 0.054A與 54mA 這兩種寫法均為兩位有效數(shù)字。小數(shù)點(diǎn)后面的“ 0”不能隨意省略，例如，18mA 與

15、 18.00mA 是有區(qū)別的，前者為兩位有效數(shù)字，后者則是四位有效數(shù)字。對(duì)后面帶“ 0”的大數(shù)目數(shù)字，不同寫法其有效數(shù)字位數(shù)是不同的，例如，3000 如寫成 30× 102，則成為兩位有效數(shù)字；若寫成3× 103 ，則成為一位有效數(shù)字；如寫成3000± 1，就是四位有效數(shù)字。如已知誤差，則有效數(shù)字的位數(shù)應(yīng)與誤差所在位相一致，即：有效數(shù)字的最后一位數(shù)應(yīng)與誤差所在位對(duì)齊。如；儀表誤差為±0.02V ，測(cè)得數(shù)為 3.2832V ，其結(jié)果應(yīng)寫作3.28V 。因?yàn)樾?shù)點(diǎn)后面第二位“ 8”所在位已經(jīng)產(chǎn)生了誤差，所以從小數(shù)點(diǎn)后面第三位開始后面的“32”已經(jīng)沒有意義了，

16、結(jié)果中應(yīng)舍去。當(dāng)給出的誤差有單位時(shí)， 則測(cè)量資料的寫法應(yīng)與其一致。如：頻率計(jì)的測(cè)量誤差為±數(shù)kHz ，其測(cè)得某信號(hào)的的頻率為7100kHz ，可寫成 7.100MHz 和 7100× 103Hz ，若寫成 7100000 或 7.1MHz是不行的。因?yàn)楹笳叩挠行?shù)字與儀器的測(cè)量誤差不一致。（ 2）數(shù)據(jù)舍入規(guī)則為了使正、負(fù)舍入誤差出現(xiàn)的機(jī)會(huì)大致相等，現(xiàn)已廣泛采用“小于5 舍，大于 5 入，等于5 時(shí)取偶數(shù)”的舍入規(guī)則。即：若保留 n 位有效數(shù)字，當(dāng)后面的數(shù)值小于第n 位的 0.5單位就舍去。若保留 n 位有效數(shù)字，當(dāng)后面的數(shù)值大于第n 位的 0.5單位就在第 n 位數(shù)字上加

17、1。若保留 n 位有效數(shù)字， 當(dāng)后面的數(shù)值恰為第n 位的 0.5 單位，則當(dāng)?shù)?n 位數(shù)字為偶數(shù) （0，2，4， 6， 8）時(shí)應(yīng)舍去后面的數(shù)字（即末位不變） ，當(dāng)?shù)?n 位數(shù)字為奇數(shù)（1，3， 5， 7， 9）時(shí)，第 n位數(shù)字應(yīng)加 1（即將末位湊成為偶數(shù)） 。這樣，由于舍入概率相同，當(dāng)舍入次數(shù)足夠多時(shí)，舍入的誤差就會(huì)抵消。同時(shí)，這種舍入規(guī)則，使有效數(shù)字的尾數(shù)為偶數(shù)的機(jī)會(huì)增多，能被除盡的機(jī)會(huì)比奇數(shù)多，有利于準(zhǔn)確計(jì)算。（ 3）有效數(shù)字的運(yùn)算規(guī)則當(dāng)測(cè)量結(jié)果需要進(jìn)行中間運(yùn)算時(shí)，有效數(shù)字的取舍，原則上取決于參與運(yùn)算的各數(shù)中精度最差的那一項(xiàng)。一般應(yīng)遵循以下規(guī)則： 當(dāng)幾個(gè)近似值進(jìn)行加、減運(yùn)算時(shí)，在各數(shù)中（采

18、用同一計(jì)量單位） ，以小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)最少的那一個(gè)數(shù)（如無小數(shù)點(diǎn)，則為有效位數(shù)最少者）為準(zhǔn)，其余各數(shù)均舍入至比該數(shù)多一位后再進(jìn)行加減運(yùn)算，結(jié)果所保留的小數(shù)點(diǎn)后的位數(shù)，應(yīng)與各數(shù)中小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)最少者的位數(shù)相同。 進(jìn)行乘除運(yùn)算時(shí)，在各數(shù)中，以有效數(shù)字位數(shù)最少的那一個(gè)數(shù)為準(zhǔn)，其余各數(shù)及積（或商）均舍入至比該因子多一位后進(jìn)行運(yùn)算，而與小數(shù)點(diǎn)位置無關(guān)。運(yùn)算結(jié)果的有效數(shù)字的位數(shù)應(yīng)取舍成- 4 -電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)與運(yùn)算前有效數(shù)字位數(shù)最少的因子相同。 將數(shù)平方或開方后，結(jié)果可比原數(shù)多保留一位。 用對(duì)數(shù)進(jìn)行運(yùn)算時(shí)，n 位有效數(shù)字的數(shù)應(yīng)該用n 位對(duì)數(shù)表示。 若計(jì)算式中出現(xiàn)如e、 、3 等常數(shù)時(shí)，可根據(jù)具體情況來決定

19、它們應(yīng)取的位數(shù)。2. 測(cè)量結(jié)果的曲線處理在分析兩個(gè)（或多個(gè)）物理量之間的關(guān)系時(shí)，用曲線比用數(shù)字、公式表示常常更形象和直觀。因此，測(cè)量結(jié)果常要用曲線來表示。在實(shí)際測(cè)量過程中，由于各種誤差的影響，測(cè)量數(shù)據(jù)將出現(xiàn)離散現(xiàn)象，如將測(cè)量點(diǎn)直接連接起來，將不是一條光滑的曲線，而是呈折線狀。如圖所示，但我們應(yīng)用有關(guān)誤差理論， 可以把各種隨機(jī)因素引起的曲線波動(dòng)抹平， 使其成為一條光滑均勻的曲線，這個(gè)過程稱為曲線的修勻。圖直線連接測(cè)量點(diǎn)時(shí)曲線的波動(dòng)情況圖 分組平均法修正曲線在要求不太高的測(cè)量中，常采用一種簡便、可行的工程方法分組平均法來修勻曲線。這種方法是將各測(cè)量點(diǎn)分成若干組，每組含 2 4 個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，然后分別估

20、取各組的幾何重心，再將這些重心連接起來。圖就是每組取 2 4 個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行平均后的修正曲線。這條曲線，由于進(jìn)行了測(cè)量點(diǎn)的平均，在一定程度上減少了偶然誤差的影響，使之較為符合實(shí)際情況。測(cè)量儀器的阻抗對(duì)測(cè)量的影響被測(cè)電路的輸入或輸出阻抗與測(cè)量儀器的輸入或輸出阻抗間的關(guān)系，如果沒有合理的匹配將造成測(cè)量誤差，下面作簡單敘述。一、測(cè)量儀器和被測(cè)電路并聯(lián)圖圖 以用示波器或數(shù)字電壓表測(cè)量電路的內(nèi)部電壓為例，在圖中，被測(cè)電路的輸出阻抗為ZS，內(nèi)部電壓為 V 。用輸入阻抗為Zm 的示波器，或者數(shù)字電壓表測(cè)量時(shí)，測(cè)量點(diǎn)A 、 B 間的電壓 V 為：- 5 -第1部分電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)當(dāng) Zm>>

21、;Zs 時(shí)，V V ，此時(shí)誤差非常小。 如果 Z m Zs，V V/2 ，指示值為實(shí)際電壓的1/2。因此，在這種情況下，必須使測(cè)量儀器的輸入阻抗比被測(cè)電路的輸出阻抗大很多。另外，一般Z m 和 Zs 是頻率的函數(shù)（通常多是頻率越高，阻抗越低），尤其在高頻測(cè)量時(shí)必須注意這一點(diǎn)。測(cè)量儀器和被測(cè)電路串聯(lián)測(cè)量電流時(shí)，如圖1.1.4，若未接 Z m 前的真值電流為I ，串接 Z m 后電流為 I，則： (測(cè)量值 )V1m(真值 )Z sS若 Zm>>Zs ，則 I I ，測(cè)量值近于真值。如果Z m Zs，則 I I 2，測(cè)量指示值為真值的 1 2 倍。因此，在這種情況下，測(cè)量儀器的輸入阻抗應(yīng)

22、遠(yuǎn)小于被測(cè)電路的輸出阻抗。由此也可見，如果忽略了測(cè)量儀器的阻抗，會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生較大影響，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)給予足夠的重視。二、阻抗匹配用信號(hào)發(fā)生器進(jìn)行測(cè)量時(shí)，如圖，當(dāng)被測(cè)電路輸入阻抗Z m 和信號(hào)發(fā)生器的輸出阻抗Zs相等時(shí)，稱為阻抗匹配，匹配的目的在于使負(fù)載Zm 上得到最大功率，特別在高頻電路中，此種匹配還為了在負(fù)載端不產(chǎn)生反射。在高頻、脈沖傳輸系統(tǒng)中，傳輸線多數(shù)采用50? ，它比用600? 系統(tǒng)時(shí)，電抗成分影響小，因此，前沿陡的脈沖及高頻的測(cè)量比較正確。圖接地、電源接地一、接地的含義一般電子技術(shù)中的接地有兩種含義。第一種含義是指接真正的大地即與地球保持等電位，而且常常局限于所在實(shí)驗(yàn)室附近的大地。 對(duì)于交

23、流供電電網(wǎng)的地線， 通常是指三相電力變壓器的中線 (又稱零線 )，它是在發(fā)電廠接大地。 第二種含義是指接電子測(cè)量儀器、 設(shè)備、被測(cè)電路等的公共聯(lián)接點(diǎn)。這個(gè)公共聯(lián)接點(diǎn)通常與機(jī)殼直接聯(lián)接在一起， 或通過一個(gè)大電容 (有時(shí)還并聯(lián)一個(gè)大電阻有形或無形的 )與機(jī)殼相聯(lián) (這在交流意義上也相當(dāng)于短路 )。因此，至少在交流意義上，可以把一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)中的公共聯(lián)接點(diǎn)，即電路的地線與儀器或設(shè)備的機(jī)殼看作同義語。研究接地問題應(yīng)包括兩方面的內(nèi)容：保證實(shí)驗(yàn)者人身安全的安全接地和保證正常實(shí)驗(yàn)、抑制噪聲的技術(shù)接地。二、安全接地絕大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室所用的測(cè)量儀器和設(shè)備都由50Hz，220V 的交流電網(wǎng)供電，供電線路的中線(零線 )

24、已經(jīng)在發(fā)電廠用良導(dǎo)體接大地，另一根為相線(又稱為火線 )。如果儀器或設(shè)備長期處于濕度較高的環(huán)境或長期受潮未烘烤、變壓器質(zhì)量低劣等，變壓器的絕緣電阻就會(huì)明顯下降。通電后，如人體接觸機(jī)殼就有可能觸電。為了防止因漏電使儀器外殼電位升高，造成人身事故，應(yīng)將儀器外殼接大地。為了避免觸電事故的發(fā)生，可在通電后用試電筆檢查機(jī)殼是否明顯帶電。一般情況下，電源變- 6 -電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)壓器初級(jí)線圈兩端的漏電阻是不相同的，因此，往往把單相電源插頭換個(gè)方向插入電源插座中部可削弱甚至消除漏電現(xiàn)象。圖利用三孔插座進(jìn)行安全比較安全的辦法是采用三孔插頭座，如圖中，三孔插座中間較粗的插孔與本實(shí)驗(yàn)室的地線 (實(shí)驗(yàn)室的大地

25、 )相接，另外兩個(gè)較細(xì)的插孔，一個(gè)接 220V 相線 (火線 )，另一個(gè)接電網(wǎng)零線 （中線），由于實(shí)驗(yàn)室的地線與電網(wǎng)中線的實(shí)際節(jié)點(diǎn)不同，二者之間存在一定的大地電阻Rd ( 這個(gè)電阻還隨地區(qū)、距離、季節(jié)等變化，一般是不穩(wěn)定的)，如圖所示。電網(wǎng)零線與實(shí)驗(yàn)室大地之間由于存在沿線分布的大地電阻，因此不允許把電網(wǎng)中線與實(shí)驗(yàn)室地線相聯(lián)。 否則，零線電流會(huì)在大地電阻Rd 上形成一個(gè)電位差。同樣道理， 也不能用電網(wǎng)零線代替實(shí)驗(yàn)室地線。實(shí)驗(yàn)室地線是將大的金屬板或金屬棒深埋在實(shí)驗(yàn)室附近的地下(并用撒食鹽等辦法來減小接地電阻 )，然后用粗導(dǎo)線與之焊牢再引入實(shí)驗(yàn)室，分別接入各電源插座的相應(yīng)位置。圖實(shí)驗(yàn)室的地線與電網(wǎng)電

26、線間的電阻三孔插頭中較粗的一根插頭應(yīng)與儀器或設(shè)備的機(jī)殼相聯(lián)，另外兩根較細(xì)的插頭分別與儀器或設(shè)備的電源變壓器的初級(jí)線圈的兩端相聯(lián)。利用如圖所示的電源插接方式，就可以保證儀器或設(shè)備的機(jī)殼始終與實(shí)驗(yàn)室大地處于同電位，從而避免了觸電事故。如果電子儀器或設(shè)備沒有三孔插頭，也可以用導(dǎo)線將儀器或設(shè)備的機(jī)殼與實(shí)驗(yàn)室大地相聯(lián)。三、技術(shù)接地1. 接地不良引入干擾在電子電路實(shí)驗(yàn)中，由信號(hào)源、被測(cè)電路和測(cè)試儀器所構(gòu)成的測(cè)試系統(tǒng)必須具有公共的零電位線 (即接地的第二種含義 )，被測(cè)電路、測(cè)量儀器的接地除了保證人身安全外，還可防止干擾或感應(yīng)電壓竄入測(cè)量系統(tǒng)或測(cè)量儀器形成相互間的干擾，以及消除人體操作的影響。接地是使測(cè)量穩(wěn)

27、定所必需的，抑制外界的干擾，保證電子測(cè)量儀器和設(shè)備能正常工作。如果接地不當(dāng)，可能會(huì)產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)者所不希望的結(jié)果。下面舉幾個(gè)常見的例子來說明。如圖所示為用晶體管毫伏表測(cè)量信號(hào)發(fā)生器輸出電壓，因未接地或接地不良引入干擾的- 7 -第 1 部分電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)示意圖。在圖中， 1、 2 分別為信號(hào)發(fā)生器和晶體管毫伏表的電源變壓器初級(jí)線圈對(duì)各自機(jī)殼(地線 )的分布電容， 3、 4 分別為信號(hào)發(fā)生器和晶體管毫伏表的機(jī)殼對(duì)大地的分布電容。由于圖中晶體管毫伏表和信號(hào)發(fā)生器的地線沒有相連，因此實(shí)際到達(dá)晶體管毫伏表輸入端的電壓為被測(cè)電壓x 與分布電容 3、 4 所引入的 50Hz 干擾電壓 3、 4 之和

28、 (如圖所示 )，由于晶體管毫伏表的輸入阻抗很高 (兆歐級(jí) )，故加到它上面的總電壓可能很大而使毫伏表過負(fù)荷，表現(xiàn)為在小量程檔表頭指針超量程而打表。圖接地不良引入干擾如果將圖中的晶體管毫伏表改為示波器，則會(huì)在示波器的熒光屏上看到如圖所示的干擾電壓波形， 將示波器的靈敏度降低可觀察到如圖所示的一個(gè)低頻信號(hào)疊加一個(gè)高頻信號(hào)的信號(hào)波形，并可測(cè)出低頻信號(hào)的頻率為50Hz。如果將圖中信號(hào)發(fā)生器和晶體管毫伏表的地線相聯(lián)( 機(jī)殼 )或兩地線 (機(jī)殼 )分別接大地，干擾就可消除。 因此，對(duì)高靈敏度、 高輸入阻抗的電子測(cè)量儀器應(yīng)養(yǎng)成先接好地線再進(jìn)行測(cè)量的習(xí)慣。在實(shí)驗(yàn)過程中，如果測(cè)量方法正確、被測(cè)電路和測(cè)量儀器的

29、工作狀態(tài)也正常，而得到的儀器讀數(shù)卻比預(yù)計(jì)值大得多或在示波器上看到如圖所示的信號(hào)波形，那么，這種現(xiàn)象很可能就是地線接觸不良造成的。（a）（b）圖示波器觀測(cè) 50Hz 干擾信號(hào)波形2. 儀器信號(hào)線與地線接反引入干擾有的實(shí)驗(yàn)者認(rèn)為，信號(hào)發(fā)生器輸出的是交流信號(hào)，而交流信號(hào)可以不分正負(fù)，所以信號(hào)線與地線可以互換使用，其實(shí)不然。如圖所示，用示波器觀測(cè)信號(hào)發(fā)生器的輸出信號(hào)，將兩個(gè)儀器的信號(hào)線分別與對(duì)方的地線 (機(jī)殼 )相聯(lián)，即兩儀器不共地。1、 2 分別為兩儀器的電源變壓器的初級(jí)線圈對(duì)各自機(jī)殼的分布電容， 3、 4 分別為兩儀器的機(jī)殼對(duì)大地的分布電容，那么圖可以用圖來表示，圖中 e 3、 e4 為分布電容

30、3、 4 所引入的 50Hz 干擾，在示波器熒光屏上所看到的信號(hào)波形疊加有 50Hz 干擾信號(hào)，因而包絡(luò)不再是平直的而是呈近似的正弦變化。- 8 -電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)圖信號(hào)線與地線接反引入干擾如果將信號(hào)發(fā)生器和示波器的地線 (機(jī)殼 ) 相連或兩地線 (機(jī)殼 )分別與實(shí)驗(yàn)室的大地相接，那么，在示波器的熒光屏上就觀測(cè)不到任何信號(hào)波形，信號(hào)發(fā)生器的輸出端被短路。3. 高輸入阻抗儀表輸入端開路引入干擾以示波器為例來說明這個(gè)問題。如圖所示， 1、 2 分別為示波器輸入端對(duì)電源變壓器初級(jí)線圈和大地的分布電容，3、 4 分別為機(jī)殼對(duì)電源變壓器初級(jí)線圈和大地的分布電容。此電路可等效為如圖所示電路， 可見，這

31、些分布參數(shù)構(gòu)成一個(gè)橋路，當(dāng)1 4 2 3 時(shí)，示波器的輸入端無電流流過。但是，對(duì)于分布參數(shù)來說，一般不可能滿足1 4 2 3，因此示波器的輸入端就有50Hz 的市電電流流過，熒光屏上就有50Hz 交流電壓信號(hào)顯示。如果將示波器換成晶體管毫伏表， 毫伏表的指針就會(huì)指示出干擾電壓的大小。正是由于這個(gè)原因，毫伏表在使用完畢后，必須將其量程旋鈕置 3V 以上檔位，并使輸入端短路，否則，一開機(jī)，毫伏表的指針會(huì)出現(xiàn)打表現(xiàn)象。圖示波器輸入端開路引入干擾4. 接地不當(dāng)將被測(cè)電路短路1.1.12 所示，由于雙蹤示波器兩路輸入端的地這個(gè)問題在使用雙蹤示波器時(shí)尤其應(yīng)注意。如圖線都是與機(jī)殼相聯(lián)的，因此，在圖1.1.1

32、2(a) 中，示波器的第一路 (CHl) 觀測(cè)被測(cè)電路的輸入信號(hào)，連接方式是正確的，而示波器的第二路(CH2) 觀測(cè)被測(cè)電路的輸出信號(hào)，連接方式是錯(cuò)誤的，導(dǎo)致了被測(cè)電路的輸出端被短路。在圖1.1.12(b) 中，示波器的第二路 (CH2) 觀測(cè)被測(cè)電路的輸出信號(hào)，連接方式是正確的，而示波器的第一路(CHl) ，觀測(cè)被測(cè)電路的輸入信號(hào)，連接方式是錯(cuò)誤的，導(dǎo)致了被測(cè)電路的輸入端被短路。- 9 -第 1 部分電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)圖接地不當(dāng)將被測(cè)電路短路此外，接地時(shí)應(yīng)避免多點(diǎn)接地，而采取一點(diǎn)接地方法，以排除對(duì)測(cè)量結(jié)果的干擾而產(chǎn)生測(cè)量誤差。尤其多個(gè)測(cè)量電儀器間有二點(diǎn)以上接地時(shí)更需注意。如果實(shí)驗(yàn)室電

33、源有地線，此項(xiàng)干擾可以排除，否則，由于兩處接地，工作電流在各接地點(diǎn)間產(chǎn)生電壓降或在接地點(diǎn)間產(chǎn)生電磁感應(yīng)電壓，這些原因也會(huì)造成測(cè)量上的誤差。為此，必須采取一點(diǎn)接地措施。在測(cè)量放大器的放大倍數(shù)或觀察其輸入、輸出波形關(guān)系時(shí)，也要強(qiáng)調(diào)放大器、信號(hào)發(fā)生器、晶體管毫伏表以及示波器實(shí)行共地測(cè)量，以此來減小測(cè)量誤差與干擾。1.2電子電路中基本電量的測(cè)量電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)離不開對(duì)某些電量的測(cè)量，測(cè)量是為了確定被測(cè)量對(duì)象的量值而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)過程。在這個(gè)過程中， 人們借助于專門的設(shè)備，把被測(cè)量對(duì)象直接或間接地與同類已知單位進(jìn)行比較，取得用數(shù)值和單位共同表示的測(cè)量值。它所涉及的內(nèi)容包含以下幾個(gè)方面：電能量的測(cè)量 （如電壓、電

34、流、功率）；元件和電路參數(shù)的測(cè)量（如電阻、電容、電感、晶體管參數(shù)）；電信號(hào)特性參數(shù)的測(cè)量（如頻率、相位） ；電路性能指標(biāo)的測(cè)量（如放大倍數(shù)、噪聲指數(shù)）；特性曲線的測(cè)量（如晶體管特性曲線、電路的幅頻曲線） ，上述各參數(shù)中，電壓、電流、電阻等是基本參量，由于受篇幅所限，本節(jié)僅介紹幾個(gè)基本電量的測(cè)量，其它有關(guān)電參量的測(cè)量，請(qǐng)參閱有關(guān)章節(jié)。電阻的測(cè)量電阻由于其結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，存在引線電感和分布電容，當(dāng)工作于低頻時(shí)電阻分量起主要作用，電抗分量可以忽略不計(jì)。但當(dāng)工作頻率升高時(shí)電抗分量就不能忽略不計(jì)了。此時(shí)，工作于交流電路的電阻的阻值，由于集膚效應(yīng)、渦流損耗等原因，其等效電阻隨頻率的不同而不同。實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)頻

35、率在 1kHz 以下時(shí)，電阻的交流阻值和直流阻值相差不過 1×10-4 ，隨著頻率的升高，其間的差值隨之增大。一、固定電阻的測(cè)量1. 萬用表測(cè)量電阻用萬用表的電阻檔測(cè)量電阻時(shí)，先根據(jù)被測(cè)電阻的大小，選擇好萬用表電阻檔的倍率或量程范圍，再將兩個(gè)輸入端(稱表筆 )短路調(diào)零，最后將萬用表并接在被測(cè)電阻的兩端，讀出電阻值即可。在用萬用表測(cè)量電阻時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問題： 要防止用雙手把電阻的兩個(gè)端子和萬用表的兩個(gè)表筆并聯(lián)捏在一起，因?yàn)檫@樣測(cè)得的阻值是人體電阻與待測(cè)電阻并聯(lián)后的等效電阻的阻值，而不是待測(cè)電阻的阻值。 當(dāng)電阻連接在電路中時(shí)，首先應(yīng)將電路的電源斷開，決不允許帶電測(cè)量。-10-電子技術(shù)基

36、礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo) 用萬用表測(cè)量電阻時(shí)應(yīng)注意被測(cè)電阻所能承受的電壓和電流值，以免損壞被測(cè)電阻。例如，不能用萬用表直接測(cè)量微安表的表頭內(nèi)阻，因?yàn)檫@樣做可能使流過表頭的電流超過其承受能力(微安級(jí) )而燒壞表頭。 萬用表測(cè)量電阻時(shí)不同倍率檔的零點(diǎn)不同，每換一檔都應(yīng)重新進(jìn)行一次調(diào)零，當(dāng)某一檔調(diào)節(jié)調(diào)零電位器不能使指針回到 0 歐姆處時(shí)，表明表內(nèi)電池電壓不足了，需要更換新電池。 由于模擬式萬用表電阻檔表盤刻度的非線性，測(cè)量誤差也較大，因而一般作粗略測(cè)量。數(shù)字式萬用表測(cè)量電阻的誤差比模擬萬用表的誤差小，但當(dāng)它用以測(cè)量阻值較小的電阻時(shí)，相對(duì)誤差仍然是比較大的。2. 電橋法測(cè)量電阻當(dāng)對(duì)電阻值的測(cè)量精度要求很高時(shí)，可用電

37、橋法進(jìn)行測(cè)量，如圖 1.2.1 所示。 R1， R2 是固定電阻，稱為比率臂，比例系數(shù) K=R 1/R2 可通過量程開關(guān)進(jìn)調(diào)節(jié)， Rn 為標(biāo)準(zhǔn)電阻稱為標(biāo)準(zhǔn)臂，Rx 為被測(cè)電阻， G為檢流計(jì)。測(cè)量時(shí)接上被測(cè)電阻，接通電源，通過調(diào)節(jié) K 和 Rn，使電橋平衡即檢流計(jì)指示為零，讀出K 和 Rn 的值，即可求得 Rx 的值。圖 1.2.1電橋法測(cè)量電阻3. 伏安法測(cè)量電阻伏安法是一種間接測(cè)量法，理論依據(jù)是歐姆定律R U/I ，給被測(cè)電阻施加一定的電壓，所加電壓應(yīng)不超出被測(cè)電阻的承受能力，然后用電壓表和電流表分別測(cè)出被測(cè)電阻兩端的電壓和流過它的電流，即可算出被測(cè)電阻的阻值。伏安法有如圖（ a）、（b）所

38、示的兩種測(cè)量電路。如圖（ a）所示電路稱為電壓表前接法。由圖可見，電壓表測(cè)得的電壓為被測(cè)電阻Rx 兩端的電壓與電流表內(nèi)阻R壓降之和。因此，根據(jù)歐姆定律求得的測(cè)量值為：R測(cè) U/Ix (Ux U)/ Ix Rx+RRx如圖 1.2.2（ b）所示電路稱為電壓表后接法。由圖可見，電流表測(cè)得的電流為流過被測(cè)電阻Rx的電流與流過電壓表內(nèi)阻Rv 的電流之和，因此，根據(jù)歐姆定律求得的測(cè)量值為：R 測(cè) U/I x U x/(I V I x)Rx RV Rx使用伏安法時(shí)，應(yīng)根據(jù)被測(cè)電阻的大小，選擇合適的測(cè)量電路；如果預(yù)先無法估計(jì)被測(cè)電阻的大小，可以兩個(gè)電路都試一下，看兩種電路電壓表和電流表的讀數(shù)的差別情況，若

39、兩種電路電壓表的讀數(shù)差別比電流表的讀數(shù)差別小，則可選擇電壓表前接法，即如圖1.2.2(a)所示電路。反之， 則可選擇電壓表后接法即如圖1.2.2(b) 所示電路。圖伏安法測(cè)量電阻二、電位器的測(cè)量1. 用萬用表測(cè)量電位器用萬用表測(cè)量電位器的方法與測(cè)量固定電阻的方法相同，先測(cè)量電位器兩固定端之間的總體固定電阻，然后測(cè)量滑動(dòng)端對(duì)任意一端之間的電阻值，并不斷改變滑動(dòng)端的位置，觀察電阻值的變化-11-第 1 部分電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)情況，直到滑動(dòng)端調(diào)到另一端為止。在緩慢調(diào)節(jié)滑動(dòng)端時(shí)，應(yīng)滑動(dòng)靈活，松緊適度，聽不到咝咝的噪聲，阻值指示平穩(wěn)變化，沒有跳變現(xiàn)象，否則說明滑動(dòng)端接觸不良，或滑動(dòng)端的引出機(jī)構(gòu)內(nèi)

40、部存在故障。2. 用示波器測(cè)量電位器的噪聲如圖所示，給電位器兩端加一適當(dāng)?shù)闹绷麟娫?，的大小?yīng)不造成電位器超功耗，最好用電池。讓一定電流流過電位器，緩慢調(diào)節(jié)電位器的滑動(dòng)端，在示波器的熒光屏上顯示出一條光滑的水平亮線，隨著電位器滑動(dòng)端的調(diào)節(jié)，水平亮線在垂直方向移動(dòng)，若水平亮線上有不規(guī)則的毛刺出現(xiàn)，則表示有滑動(dòng)噪聲或靜態(tài)噪聲存在。圖用示波器測(cè)電位器的噪聲三、非線性電阻的測(cè)量非線性電阻如熱敏電阻、二極管的內(nèi)阻等，它們的阻值與工作環(huán)境以及外加電壓和電流的大小有關(guān)，一般采用專用設(shè)備測(cè)量其特性。當(dāng)無專用設(shè)備時(shí)，可采用前面介紹的伏安法，測(cè)量一定直流電壓下的直流電流值，然后改變電壓的大小，逐點(diǎn)測(cè)量相應(yīng)的電流，最

41、后做出伏安特性曲線，所得電阻值只表示一定電壓或電流下的直流電阻值。如果電阻值與環(huán)境溫度有關(guān)，則應(yīng)制造一定的外界環(huán)境。電容的測(cè)量電容的主要作用是貯存電能。 它由兩片金屬中間夾絕緣介質(zhì)構(gòu)成。 由于存在絕緣電阻 (絕緣介質(zhì)的損耗 )和引線電感。而引線電感在工作頻率較低時(shí)，可以忽略其影響。因此，電容的測(cè)量主要包括電容量值與電容器損耗(通常用損耗因數(shù)D 表示 ) 兩部分內(nèi)容，有時(shí)需要測(cè)量電容器的分布電感。一、諧振法測(cè)量電容量將交流信號(hào)源、交流電壓表、標(biāo)準(zhǔn)電感和被測(cè)電容Cx 連成如圖 1.2.4 所示的并聯(lián)電路，其中C0 為標(biāo)準(zhǔn)電感的分布電容。測(cè)量時(shí)， 調(diào)節(jié)信號(hào)源的頻率， 使并聯(lián)電路諧振， 即交流電壓表讀

42、數(shù)達(dá)到最大值，反復(fù)調(diào)節(jié)幾次，確定電壓表讀數(shù)最大時(shí)所對(duì)應(yīng)的信號(hào)源的頻率?，則被測(cè)電容值Cx 為：CX1C0(2 f )2L圖并聯(lián)諧振法測(cè)量電容量-12-電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)二、交流電橋法測(cè)量電容量和損耗因數(shù)交流電橋有如圖和 (b) 所示的串聯(lián)和并聯(lián)兩種電橋。對(duì)于如圖所示的串聯(lián)電橋，Cx 為被測(cè)電容，Rx 為其等效串聯(lián)損耗電阻，由電橋的平衡條件可得：圖測(cè)量電容的交流電橋測(cè)量時(shí)，先根據(jù)被測(cè)電容的范圍，通過改變R3 來選取一定的量程，然后反復(fù)調(diào)節(jié)R4 和 Rn 使電橋平衡，即檢流計(jì)讀數(shù)最小，從R4，Rn 刻度讀 Cx 和 Dx 的值。這種電橋適用于測(cè)量損耗小的電容器。對(duì)于如圖所示的并聯(lián)電橋，Cx 為被

43、測(cè)電容， Rx 為其等效并聯(lián)損耗電阻，測(cè)量時(shí)，調(diào)節(jié)Rn 和 Cn 使電橋平衡，此時(shí)：這種電橋適于測(cè)量損耗較大的電容器。三、用萬用表估測(cè)電容用模擬式萬用表的電阻檔測(cè)量電容器，不能測(cè)出其容量和漏電阻的確切數(shù)值，更不能知道電容器所能承受的耐壓，但對(duì)電容器的好壞程度能粗略判別，在實(shí)際工作中經(jīng)常使用。1. 估測(cè)電容量將萬用表設(shè)置在電阻檔，表筆并接在被測(cè)電容的兩端，在器件與表筆相接的瞬間，表針擺動(dòng)幅度越大，表示電容量越大，這種方法一般用來估測(cè)0.01 F 以上的電容器。2. 電容器漏電阻的估測(cè)10M? ，用萬用表測(cè)量電容器漏電阻時(shí)，萬用表除鋁電解電容外，普通電容的絕緣電阻應(yīng)大于置 ×1k 或 &

44、#215;10k 倍率檔，當(dāng)表筆與被測(cè)電容并接的瞬間，表針會(huì)偏轉(zhuǎn)很大的角度，然后逐漸回轉(zhuǎn)，經(jīng)過一定時(shí)間，表針退回到 ? 處，說明被測(cè)電容的漏電阻極大，若表針回不到? 處，則示值即為被測(cè)電容的漏電阻值。鋁電解電容的漏電阻必需超過200k? 才能使用。 若表針偏轉(zhuǎn)一定角度后，無逐漸回轉(zhuǎn)現(xiàn)象，說明被測(cè)電容已被擊穿，不能使用了。-13-第 1 部分電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)電感的測(cè)量電感的主要特性是貯存磁場(chǎng)能。但由于它一般是用金屬導(dǎo)線繞制而成的，所以有繞線電阻(對(duì)于磁芯電感還應(yīng)包括磁性材料插入的損耗電阻 )和線圈匝與匝之間的分布電容。 采用一些特殊的制作工藝，可減小分布電容，工作頻率也較低時(shí)，分布電容

45、可忽略不計(jì)。因此，電感的測(cè)量主要包括電感量和損耗 ( 通常用品質(zhì)因數(shù) Q 表示 )兩部分內(nèi)容。一、諧振法測(cè)量電感如圖所示為并聯(lián)諧振法測(cè)電感的電路，其中C 為標(biāo)準(zhǔn)電感，L 為被測(cè)電感， Co 為被測(cè)電圖諧振法測(cè)量電感感的分布電容。測(cè)量時(shí)，調(diào)節(jié)信號(hào)源頻率，使電路諧振，即電壓表指示最大，記下此時(shí)的信號(hào)源頻率 f ，則：L12 (CC0 )(2 f )由此可見，還需要測(cè)出分布容Co，測(cè)量電路如圖1.2.6 所示，只是不接標(biāo)準(zhǔn)容。調(diào)信號(hào)源頻率，使電路自然諧振。設(shè)此頻率為 f1，則：由上兩式可得：將 Co 代入的表達(dá)式，即可得到被測(cè)電感的感量。二、交流電橋法測(cè)量電感測(cè)量電感的交流電橋如圖和 (b)所示的馬

46、氏電橋和海氏電橋兩種電橋，分別適用于測(cè)量品質(zhì)因數(shù)不同的電感。圖交流電橋法測(cè)量電感-14-電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)如圖所示的馬氏電橋適用于測(cè)量 10 的電感， 圖中 x 為被測(cè)電感， Rx 為被測(cè)電感損耗電阻，馬氏電橋由電橋平衡條可得：一般在馬氏電橋中，R3 用開關(guān)換接作為量程選擇，R2 和 Rn 為可調(diào)元件，由R2 的刻度可直讀L x，由 Rn 的刻度可直讀Q 值。圖所示的海氏電橋適用于測(cè)量10 的電感，測(cè)量方法和結(jié)論與馬氏電橋相同。電壓的測(cè)量在電子測(cè)量領(lǐng)域中，電壓是基本參數(shù)之一。許多電參數(shù)，如增益、頻率特性、電流、功率調(diào)幅度等都可視為電壓的派生量。 各種電路工作狀態(tài)， 如飽和、 截止等， 通常都

47、以電壓的形式反映出來。不少測(cè)量儀器也都用電壓來表示。因此，電壓的測(cè)量是許多電參數(shù)測(cè)量的基礎(chǔ)。電壓的測(cè)量對(duì)調(diào)試電子電路可以說是必不可少的。電子電路中電壓測(cè)量的特點(diǎn)是：（ 1）頻率范圍寬：電子電路中電壓的頻率可以從直流到數(shù)百兆赫范圍內(nèi)變化。（ 2）電壓范圍廣：電子電路中，電壓范圍由微伏級(jí)到千伏以上高壓，對(duì)于不同的電壓檔級(jí)必須采用不同的電壓表進(jìn)行測(cè)量。（ 3）存在非正弦量電壓：被測(cè)信號(hào)除了正弦電壓外，還有大量的非正弦電壓。（ 4）交、直流電壓并存：被測(cè)的電壓中常常是交流與直流并存，甚至還夾雜有噪聲干擾等成分。（ 5）要求測(cè)量儀器有高輸入阻抗：由于電子電路一般是高阻抗電路，為了使儀器對(duì)被測(cè)電路的影響減

48、至足夠小，要求測(cè)量儀器有更高的輸入電阻。所以，在電子電路中，應(yīng)根據(jù)被測(cè)電壓的波形、頻率、幅度、等效內(nèi)阻，針對(duì)不同的測(cè)量對(duì)象采用不同的測(cè)量方法。 如：測(cè)量精度要求不高， 可用示波器或普通萬用表； 如果希望測(cè)量精度較高，根據(jù)現(xiàn)有條件，選擇合適的測(cè)量儀器。一、直流電壓的測(cè)量電子電路中的直流電壓一般分為兩大類，一類為直流電源電壓，它具有一定的直流電動(dòng)勢(shì)和等效內(nèi)阻 R0，如圖（ a）所示。另一類是直流電路中某元器件兩端之間的電壓差或各點(diǎn)對(duì)地的電位，如圖 1.2.8（ b）所示，圖中 R1， R2， R3 ，R4 可以是任意元器件的直流等效電阻，UR1、U R3為元器件兩端電壓， U1、 U2 既是對(duì)地電位又是元器件兩端電壓。圖兩種直流電壓-15-第 1 部分電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)直流電壓的測(cè)量方法大體上有直接測(cè)量法和間接測(cè)量法兩種。（ 1）直接測(cè)量法將電壓表直接并聯(lián)在被測(cè)支路的兩端，如圖所示，如果電壓表的內(nèi)阻為無限大，則電壓表的示數(shù)即是被測(cè)兩點(diǎn)間的電壓值。實(shí)際電壓表的內(nèi)阻不可能為無窮大，因此直接測(cè)量法必定會(huì)影響被測(cè)電路， 造成測(cè)量誤差。 測(cè)量時(shí)還應(yīng)注意電壓表的極性。 它影響到測(cè)量值與參考極性之的關(guān)系，也影響模擬式電壓表指針的偏轉(zhuǎn)方向