電工儀表與測量第九章課件

1、第九章1.掌握數(shù)字式頻率計的工作原理和使用方法；2.掌握數(shù)字式電壓表的工作原理和使用方法；3.掌握數(shù)字式萬用表的工作原理和使用方法。1.學(xué)會利用數(shù)字式頻率計進(jìn)行測量；2.學(xué)會利用數(shù)字式電壓表進(jìn)行測量；3.學(xué)會利用數(shù)字式萬用表進(jìn)行測量。一、數(shù)字式頻率計測頻原理二、E434B1型頻率計數(shù)器簡介一、直流DVM的組成與分類二、雙積分式DVM的工作原理與特點三、數(shù)碼顯示器四、數(shù)字式電壓表的主要工作特性一、數(shù)字式萬用表的構(gòu)成和基本工作原理第九章二、數(shù)字式萬用表使用一、基本信息二、您對本書的意見及建議三、您近期的著書計劃3.學(xué)會利用數(shù)字式萬用表進(jìn)行測量。(1)通用計數(shù)器是一種具有測量頻率和時間(周期)兩種以

2、上功能的電子計數(shù)器。(2)頻率計數(shù)器是指具有測量頻率單一功能的電子計數(shù)器。(3)其他計數(shù)器包括特種計數(shù)器、程序計數(shù)器、計算計數(shù)器等。一、數(shù)字式頻率計測頻原理1.基本組成和原理圖9-1數(shù)字式頻率計基本組成框圖2.測頻誤差3.等精度測量原理簡介一、數(shù)字式頻率計測頻原理圖9-2等精度測量原理計數(shù)圖二、E434B1型頻率計數(shù)器簡介圖9-3E434B1型頻率計數(shù)器原理框圖1.工作原理2.主要技術(shù)性能(1)測頻范圍1Hz100MHz。(2)輸入方式AC。(3)波形方式正弦波、脈沖波。二、E434B1型頻率計數(shù)器簡介(4)測量顯示單位kHz。(5)靈敏度30mV(Urms=10mV)。(6)衰減范圍1，20

3、。(7)閘門時間0.1s，1s，10s。(8)晶振標(biāo)準(zhǔn)頻率10MHz。3.使用方法(1)開啟電源按下電源開關(guān)，整機電源接通。(2)選擇衰減量根據(jù)待測信號幅度大小，通過衰減選擇鍵選擇適當(dāng)?shù)乃p量。(3)接入信號待測信號通過專用傳輸線直接接入頻率計輸入端。(4)選擇閘門時間根據(jù)實際測量需要，選擇適當(dāng)?shù)拈l門時間。二、E434B1型頻率計數(shù)器簡介(5)濾波選擇鍵當(dāng)被測信號功率較大，噪聲也較大時，可按下此鍵以抑制噪聲干擾；本鍵釋放時為正常測量。(6)LED數(shù)碼顯示器測量結(jié)果由9位LED數(shù)碼管顯示，小數(shù)點自動定位，顯示單位為kHz。一、直流DVM的組成與分類圖9-4直流DVM組成方框圖1)輸入被測模擬量直

4、流電壓。2)A-D轉(zhuǎn)換器將模擬量直流電壓變換成數(shù)字量脈沖輸出。3)計數(shù)器檢測脈沖數(shù)，由譯碼顯示電路以數(shù)字形式顯示出被測電壓值。一、直流DVM的組成與分類表9-1直流DVM(A-D轉(zhuǎn)換器)的分類非積分式比較式伺服控制式、逐次比較式、零平衡式斜波電壓式線性斜波式、階梯斜波式積分式電壓反饋型UF轉(zhuǎn)換式、雙斜積分式、多斜積分式復(fù)合式二、雙積分式DVM的工作原理與特點1.工作原理圖9-5雙積分式DVM的工作原理a)原理b)工作波形(當(dāng)0)(1)準(zhǔn)備階段(t0t1)由邏輯控制電路首先將電子開關(guān)S4接通，S1、S2和S3斷開，由A1、R、C組成的積分器輸出電壓Uo=0，二、雙積分式DVM的工作原理與特點計數(shù)

5、器清零，整個電路處于休止?fàn)顟B(tài)，顯示器顯示前一個測量周期的結(jié)果。(2)采樣階段(t1t2)這一階段對被測直流電壓進(jìn)行定時積分。(3)比較階段(t2t3)這一階段對基準(zhǔn)電壓進(jìn)行定值反向積分。2.工作特點1)抗干擾能力強。2)對積分元器件及時鐘信號的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確度要求大為降低，只要求在兩次積分時間內(nèi)足夠穩(wěn)定即可。3)測量靈敏度高。4)測量速度慢是其主要缺點。四、數(shù)字式電壓表的主要工作特性1.測量范圍(1)量程DVM中A-D轉(zhuǎn)換器的輸入電壓范圍一般即是其基本量程，常見的有0.2V、1V、2V、5V或10V等。(2)顯示位數(shù)DVM的位數(shù)是指能完整顯示09的十進(jìn)制數(shù)碼位數(shù)。(3)超量程能力超量程能力反映了

6、DVM的基本量程和最大計數(shù)容量的關(guān)系，是DVM的重要特性，一般用超過量程的百分?jǐn)?shù)表示。2.分辨力3.測量速率4.輸入阻抗5.測量誤差(1)固有誤差四、數(shù)字式電壓表的主要工作特性(2)附加誤差DVM的附加誤差是指由其輸入阻抗RiCi和輸入零電流Io以及環(huán)境溫度變化引起的測量誤差。6.抗干擾能力一、數(shù)字式萬用表的構(gòu)成和基本工作原理圖9-6基本數(shù)字萬用表原理框圖1. ACDC轉(zhuǎn)換2. IV轉(zhuǎn)換3. RV轉(zhuǎn)換一、數(shù)字式萬用表的構(gòu)成和基本工作原理圖9-7數(shù)字化測量儀器綜合結(jié)構(gòu)示意圖二、數(shù)字式萬用表使用1. UT60B型DMM主要技術(shù)特性(1)直流電壓測量量程：400mV/4V/40V/400V/1000

7、V；基本精度：(0.8%+1)即：(0.8%讀數(shù)+1字)，下同。(2)交流電壓測量量程：4V/40V/400V/750V；基本精度：(1%+5)；頻寬：400Hz。(3)直流電流測量量程：400A/4000A/40mA/400mA/4A/10A；基本精度：。(4)交流電流測量量程：400A/4000A/40mA/400mA/4A/10A；基本精度：頻寬：40400Hz。(5)電阻測量量程：400/4k/40k/400k/4M/40M；基本精度：(1%+2)；自動量程時的開路電壓約為0.45V。二、數(shù)字式萬用表使用(6)電容測量量程：40nF/400nF/4F/40F/100F；基本精度：(3%

8、+5)。(7)頻率和占空比測量1)頻率。2)占空比。(8)二極管和電路通斷測量1)二極管。2)通斷固定量程：400.0；分辨力：0.1；開路電壓：約0.45V；蜂鳴器連續(xù)發(fā)聲：70時。2. UT60B型DMM面板二、數(shù)字式萬用表使用圖9-8UT60B型DMM面板示意圖1自鎖型電源開關(guān)2功能開關(guān)3測量輸入插孔4復(fù)合功能擋功能選擇鍵5顯示保持/背光控制鍵6相對值顯示鍵7頻率/占空比顯示轉(zhuǎn)換鍵8自動/手動量程切換鍵9LCD顯示器二、數(shù)字式萬用表使用(1)POWER鍵自鎖型電源開關(guān)，用于控制整機電源。(2)功能開關(guān)用于選擇本儀表測量功能。1)擋：交/直流電壓測量。2)擋：電阻/電路通斷(帶蜂鳴器)/二

9、極管(正向壓降)測量。3)擋：電容量測量。4)Hz擋：頻率測量。5)A擋：交/直流電流測量。6)mA擋：交/直流電流測量。7)A擋：交/直流電流測量。(3)測量輸入插孔1)COM插孔：公共(負(fù)極)輸入端。二、數(shù)字式萬用表使用2)HzV插孔：測量電壓、頻率/占空比、電阻、二極管、電路通斷和電容的正極輸入端，插入紅表筆。3)AmA插孔：測量A電流、mA電流時的正極輸入端，插入紅表筆。4)10AMAX插孔：測量A電流時正極輸入端，最大限制為10A，插入紅表筆。(4)SELECT(藍(lán)色)鍵：復(fù)合功能擋功能選擇鍵。(5)HOLDH 鍵顯示保持/背光控制鍵。1)按HOLD鍵使儀表保持顯示當(dāng)前顯示值，再按一

10、下則退出顯示保持。2)當(dāng)按HOLD鍵超過2s時，可往復(fù)開、關(guān)背光。(6)REL鍵相對值顯示鍵。二、數(shù)字式萬用表使用(7)Hz%鍵頻率/占空比顯示轉(zhuǎn)換鍵。1)在Hz擋測量頻率時，按Hz%鍵可以往復(fù)選擇顯示頻率或占空比。2)在電壓、電流測量時，按Hz%鍵可選擇進(jìn)入頻率/占空比測量顯示，此時對電壓、電流信號的要求及頻率測量范圍見表9-2。(8)RANGE鍵自動/手動量程切換鍵。二、數(shù)字式萬用表使用表9-2電壓、電流信號要求及頻率測量范圍量程信號要求頻率范圍4V10V5Hz10kHz40V50V5Hz20kHz400V45V45Hz4kHz1000V/750V420V45Hz16kHzmA45mA5H

11、z5kHzA4A45Hz1kHz二、數(shù)字式萬用表使用圖9-9UT60B型DMM顯示屏(9)LCD顯示器用于顯示萬用表的功能、狀態(tài)及測量結(jié)果，如圖9-9所示。二、數(shù)字式萬用表使用1)AC：交流信號測量。2)-：表示被測信號為負(fù)極性。3) AUTO ：自動量程測量。4)%：占空比測量。5) H ：顯示保持的數(shù)據(jù)。6)：相對值測量。7)：電池電量不足。8)：二極管測試。9)：電路通斷測試。10) k M：電阻單位。11)nF F：電容單位。12)Hz kHz MHz：頻率單位。二、數(shù)字式萬用表使用13)mV V：電壓單位。14)A mA A：電流單位。15)8.8.8.8：測量結(jié)果顯示數(shù)值及小數(shù)點。

12、16)OL：溢出。(10)其他功能1)蜂鳴器：當(dāng)HOLD、REL、RANGE、Hz%及SELECT等按鍵操作而改變功能時，蜂鳴器發(fā)出單響聲。2)自動關(guān)機：正常開機狀態(tài)下，當(dāng)連續(xù)超過30min無功能開關(guān)切換或按鍵操作時，顯示器將消隱顯示，萬用表進(jìn)入微功耗休眠狀態(tài)；切換功能開關(guān)或操作按鍵都可喚醒儀表重新工作。3.UT60B型使用及注意事項(1)直流或交流電壓測量二、數(shù)字式萬用表使用1)將紅表筆插入“HzV”插孔，黑表筆插入“COM”插孔。2)將功能開關(guān)置于V擋，按SELECT鍵選擇直流或交流電壓測量(初始設(shè)置為直流)，并將表筆并聯(lián)到待測電源或負(fù)載上。3)從顯示器上讀取測量結(jié)果。(2)直流或交流電流

13、測量1)將紅表筆插入“AmA”或“10A”插孔，黑表筆插入“COM”插孔。2)將功能開關(guān)置于A、mA或A電流測量擋，按SELECT鍵選擇直流或交流電流測量(初始設(shè)置為直流)，并將表筆串聯(lián)到待測電路中。3)從顯示器上讀取測量結(jié)果。 測量時應(yīng)使用正確的端子、功能擋和量程，如果不能估計被測電流大小，應(yīng)從高量程開始測試。二、數(shù)字式萬用表使用 為了安全起見，大電流測試時，每次測量時間應(yīng)小于10s，且間隔時間大于15min。 當(dāng)表筆插在電流端子時，切勿把表筆線并聯(lián)至任何電路上，否則可能會燒斷熔體和損壞儀表。(3)電阻、二極管或電路通斷測量1)將紅表筆插入“HzV”插孔，黑表筆插入“COM”插孔。2)將功能

14、開關(guān)置于擋，按SELECT鍵選擇、或測量功能(初始設(shè)置為電阻測量)，并將表筆相應(yīng)地并聯(lián)到被測電阻、二極管(紅表筆接被測管正極，黑表筆接負(fù)極)或電路上。3)從顯示器上讀取測量結(jié)果：電阻值或二極管正向壓降近似值。 如果被測電阻開路或阻值超過量程、被測二極管開路或極性反接、被測電路開路，則顯示器將顯示“OL”。二、數(shù)字式萬用表使用 檢查在線電阻、二極管或電路時，測量前必須將被測線路內(nèi)所有電源關(guān)斷并將所有電容器充分放電。 在測量電阻時，表筆會帶來0.10.2的測量誤差。在進(jìn)行低阻測量(400擋)時，為獲得精確讀數(shù)，應(yīng)先將表筆短接，然后按REL鍵使顯示器置“0”，利用相對測量功能在測量結(jié)果中自動減去表筆

15、的附加電阻。如果表筆短接時的阻值不小于0.5，應(yīng)檢查表筆是否松脫、功能選擇是否正確或已啟動了顯示保持功能。 測量1M以上的電阻時，可能需要幾秒鐘后讀數(shù)才會穩(wěn)定，這是正常的。為了獲得穩(wěn)定的讀數(shù)，應(yīng)盡量選用短測試線。(4)電容測量1)將紅表筆插入“HzV”插孔，黑表筆插入“COM”插孔。2)將功能開關(guān)置于擋，并將表筆并聯(lián)到被測電容上。二、數(shù)字式萬用表使用3)從顯示器上讀取測量結(jié)果。 被測電容短路或容值超過最大量程時，顯示器將顯示“OL”。 所有電容在測試前必須充分放電；在線檢查時，必須先將被測線路內(nèi)的所有電源關(guān)斷。 用于電容測量的表筆線應(yīng)盡可能短，如隨機附件帶夾短測試線，以減小表筆線分布電容的影響

16、；為了提高小容量電容測量準(zhǔn)確度，可按REL鍵使顯示器置“0”，利用相對測量功能在測量結(jié)果中自動減去測試線的分布電容。電容器的殘余電壓、絕緣阻抗、電介質(zhì)吸收等，都可能引起測量誤差。 當(dāng)測量有極性的電容時，應(yīng)將紅色帶夾短測試線接電容的正極，黑色夾接負(fù)極。(5)頻率/占空比測量二、數(shù)字式萬用表使用1)將紅表筆插入“HzV”插孔，黑表筆插入“COM”插孔。2)將功能開關(guān)置于Hz擋，并將表筆并聯(lián)到待測信號源上。3)在Hz擋，初始設(shè)置為頻率測量，按Hz%鍵可選擇頻率測量或占空比測量。4)當(dāng)功能開關(guān)處于電壓、電流擋進(jìn)行電壓或電流測量時，按一次Hz%鍵即進(jìn)入頻率測量功能，再按一次Hz%鍵進(jìn)入占空比測量，第三次按Hz%鍵則返回原測量功能。5)從顯示器上讀取測量結(jié)果。(6)其他注意事項1)不可測量高于允許輸入值的電壓或電流。2)測量時功能開關(guān)必須置于正確的量程擋位。二、數(shù)字式萬用表使用3)在測量過程中，人體不可接觸裸露的導(dǎo)線、連接器、未使用的輸入端或被測電路；測量高于直流60V或交流30V以上的電壓時，務(wù)必小心，謹(jǐn)防觸電。4)當(dāng)功能開關(guān)處于、或Hz擋時，不要輸入高于直流60V或交流30V以上的電壓，避免傷害人身安全。5)測量結(jié)束后，必須斷開表筆與被測電路的連接，并從萬用表輸入端取下表筆。1.按測試功能劃分，電子計數(shù)器大