《電路與信號(hào)》課件模塊9

模塊9電路與信號(hào)實(shí)驗(yàn)及其相關(guān)知識(shí)9.1實(shí)驗(yàn)須知

9.2

TH-TD型通用電工電子實(shí)驗(yàn)裝置的使用

9.3常用電工電子儀表的使用

9.4電路與信號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

9.1實(shí)驗(yàn)須知

9.1.1實(shí)驗(yàn)課目的

(1)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)基本技能。

①學(xué)會(huì)按電路圖連接線路，提高電路接線能力。

②提高看說(shuō)明書(shū)使用儀器的能力，為今后使用新儀器打下基礎(chǔ)。

③分析并處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，找出不合理數(shù)據(jù)，培養(yǎng)獨(dú)立完成高質(zhì)量實(shí)驗(yàn)的能力。

④分析并處理電路故障的能力(故障包括開(kāi)路、短路、連線錯(cuò)誤等)。

⑤編寫(xiě)高質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

(2)鞏固、加深并擴(kuò)大所學(xué)的理論知識(shí)，培養(yǎng)運(yùn)用基本理論分析、處理和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

(3)學(xué)習(xí)并掌握基本的測(cè)量方法。9.1.2實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行方式

1.預(yù)習(xí)

(1)明確了解實(shí)驗(yàn)的目的、原理、任務(wù)及實(shí)驗(yàn)步驟。

(2)根據(jù)每個(gè)實(shí)驗(yàn)的具體要求完成有關(guān)的思考題和計(jì)算題。

(3)畫(huà)好需要填寫(xiě)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格及繪制曲線的坐標(biāo)等。

(4)根據(jù)每個(gè)實(shí)驗(yàn)的要求準(zhǔn)備好應(yīng)攜帶的文具、計(jì)算器、圓規(guī)、直尺、筆等。

將有關(guān)預(yù)習(xí)內(nèi)容寫(xiě)在統(tǒng)一的“實(shí)驗(yàn)報(bào)告”上，上實(shí)驗(yàn)課時(shí)帶到實(shí)驗(yàn)室，以便編寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

2.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

(1)做實(shí)驗(yàn)之前，檢查儀器設(shè)備是否齊全、完好，并檢查儀器設(shè)備的型號(hào)、規(guī)格是否符合實(shí)驗(yàn)要求。

(2)閱讀儀器設(shè)備的說(shuō)明書(shū)，了解儀器設(shè)備的使用方法。

(3)按電路圖連接線時(shí)，應(yīng)注意儀表的排列位置，以便于實(shí)驗(yàn)操作和讀取數(shù)據(jù)。

(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟要求進(jìn)行電路接線后，應(yīng)檢查并確認(rèn)線路無(wú)誤，方可接通電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以防止接錯(cuò)線路，損壞儀器。

(5)為了培養(yǎng)分析數(shù)據(jù)的能力，在做每一步實(shí)驗(yàn)時(shí)，要求記錄下來(lái)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(或繪出的波形)與預(yù)習(xí)時(shí)的計(jì)算值或理論分析應(yīng)基本相等，才改接線路進(jìn)行下一步實(shí)驗(yàn)。

(6)完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)后，拆線前一定要斷開(kāi)電源，拆線后將儀器設(shè)備按原位放好，并按安排做好環(huán)境衛(wèi)生工作。

3.撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)報(bào)告用學(xué)校規(guī)定的統(tǒng)一紙張。每人需要寫(xiě)一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告，于實(shí)驗(yàn)后三天內(nèi)交實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師。

實(shí)驗(yàn)報(bào)告的格式要求如下：

(1)實(shí)驗(yàn)名稱、實(shí)驗(yàn)日期；

(2)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

(3)實(shí)驗(yàn)步驟(簡(jiǎn)述)；

(4)實(shí)驗(yàn)電路圖及實(shí)驗(yàn)條件(包括元件參數(shù)、輸入信號(hào)參數(shù)等)；

(5)實(shí)驗(yàn)的原始記錄數(shù)據(jù)表及數(shù)據(jù)處理結(jié)果(包括誤差計(jì)算和分析)；

(6)實(shí)驗(yàn)的曲線圖或波形圖；

(7)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，計(jì)算過(guò)程與分析(在充分了解實(shí)驗(yàn)原理的基礎(chǔ)上，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、曲線或波形進(jìn)行分析，并與理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比后得出結(jié)論，如實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了哪個(gè)理論問(wèn)題或?qū)W

到了何種測(cè)量方法和實(shí)驗(yàn)技巧)，討論題或思考題。9.1.3幾個(gè)問(wèn)題的說(shuō)明

1.人身安全和設(shè)備安全

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)不亂接通電源；接通電源后，不觸及帶電部分，遵守“先接線后合電源，先斷電源后拆線”的操作程序。實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象(聲響、焦臭味等)應(yīng)立即斷開(kāi)電源，并報(bào)告指導(dǎo)老師。

2.正確讀表

讀數(shù)據(jù)前要弄清楚儀表的量程及刻度，讀數(shù)時(shí)注意姿勢(shì)正確，要求“眼、指針、影成一線”。

記錄數(shù)據(jù)力求表格化，一目了然，并要合理取舍有效數(shù)字(最后一位為估計(jì)數(shù)字)。

3.故障的檢查及處理

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中若發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，應(yīng)立即切斷電源，然后根據(jù)現(xiàn)象分析原因，查找故障并進(jìn)行處理。檢查故障的方法一般有以下幾種：

(1)外觀法：從外觀檢查線路連接是否正確；導(dǎo)線接頭有無(wú)脫焊、折斷、松動(dòng)現(xiàn)象；元器件是否損壞(如電阻燒焦發(fā)黑)，其額定值是否合適；儀表規(guī)格、量程是否適宜等。

(2)替代法：通過(guò)對(duì)故障現(xiàn)象的分析，可用正常元器件或?qū)Ь€替代電路中被懷疑的元器件或確定的故障點(diǎn)。

(3)歐姆表法：首先要切斷電路中的電源，然后用萬(wàn)用表的歐姆擋單獨(dú)測(cè)試各元器件是否完好，導(dǎo)線連接點(diǎn)是否斷開(kāi)，接觸是否良好，電路有無(wú)短路。當(dāng)遇到有分支電路的回路時(shí)，可以分別斷開(kāi)部分電路，進(jìn)行檢查。

(4)電壓表法：首先檢查電路供電是否正常，然后用萬(wàn)用表的電壓擋測(cè)量可能產(chǎn)生故障的各部分電壓或該點(diǎn)電位，查出故障的位置和原因。

4.測(cè)量的誤差

１)誤差的種類(lèi)

(1)系統(tǒng)誤差(有規(guī)律誤差)：是指在一定條件下誤差的數(shù)值是恒定的誤差，或按某種已知的函數(shù)規(guī)律變化的誤差。產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因有儀表誤差、操作誤差、方法誤差、環(huán)境影響誤差和人身誤差等。

(2)隨機(jī)誤差(偶然誤差)：這種誤差的數(shù)值與符號(hào)均不一定，出現(xiàn)的時(shí)間和變化規(guī)律也不確定。隨機(jī)誤差是在重復(fù)測(cè)量的情況下發(fā)生的。使用同樣的方法和設(shè)備進(jìn)行多次仔細(xì)測(cè)量時(shí)，所測(cè)得的結(jié)果總有差別，但多次測(cè)量結(jié)果綜合起來(lái)是有規(guī)律的。在有隨機(jī)誤差因素的條件下，欲使測(cè)量結(jié)果有更大的可靠性，可在相同條件下進(jìn)行重復(fù)多次測(cè)量，最后取多次測(cè)量的算術(shù)平均值作為測(cè)量結(jié)果。這個(gè)值是測(cè)出的結(jié)果中概率最大的數(shù)值，是最可信的數(shù)值，更接近于實(shí)際值。

(3)疏失誤差(也稱粗大誤差、粗差或巨差)：是在一定條件下，測(cè)量結(jié)果明顯偏離其實(shí)際值時(shí)所對(duì)應(yīng)的誤差，如因測(cè)量方法不當(dāng)測(cè)量時(shí)電源突然跳動(dòng)、儀器中某元件打火，測(cè)量人員讀錯(cuò)了儀表指示數(shù)，測(cè)量前未對(duì)儀表進(jìn)行校準(zhǔn)、調(diào)零及記錄錯(cuò)誤等而產(chǎn)生的誤差。粗大誤差明顯且嚴(yán)重地歪曲了測(cè)量結(jié)果。

2)誤差表示法

(1)絕對(duì)誤差：被測(cè)量的測(cè)量值Ｘ與被測(cè)量的實(shí)際值(即真值)Ａ之差稱為絕對(duì)誤差Δ，即

Δ=X－A

絕對(duì)誤差Δ值可正可負(fù)。切記Δ的正負(fù)是以真值Ａ為參考決定的。

(2)相對(duì)誤差：絕對(duì)誤差與被測(cè)量真值之比的百分?jǐn)?shù)稱為相對(duì)(真值)誤差βＡ，即

絕對(duì)誤差表示被測(cè)量的誤差大小。相對(duì)誤差表示被測(cè)量的準(zhǔn)確度。9.2

TH-TD型通用電工電子實(shí)驗(yàn)裝置的使用

1.實(shí)驗(yàn)屏

實(shí)驗(yàn)屏為鐵質(zhì)噴塑結(jié)構(gòu)，鋁質(zhì)面板，屏上固定裝置有交流電源的啟動(dòng)控制裝置、三相電源電壓指示切換裝置、受控源、多功能數(shù)控智能函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、定時(shí)兼報(bào)警記錄儀和各種測(cè)量?jī)x表等。

1)交流電源的啟動(dòng)

(1)實(shí)驗(yàn)屏的左后側(cè)有一根接有三相四芯插頭的電源線，先在電源線下方的接線柱上接好機(jī)殼的接地線，然后將三相四芯插頭接通380V交流市電。這時(shí)，屏左側(cè)的三相四芯插座即可輸出三相380V交流電。必要時(shí)此插座上可插另一實(shí)驗(yàn)裝置的電源線插頭，但請(qǐng)注意，連同本裝置在內(nèi)，串接的實(shí)驗(yàn)裝置不能多于三臺(tái)。

(2)將實(shí)驗(yàn)屏左側(cè)面的三相自耦調(diào)壓器的手柄調(diào)至零位，即逆時(shí)針旋到底。

(3)將“電壓指示切換”開(kāi)關(guān)置于“三相電網(wǎng)輸入”側(cè)。

(4)開(kāi)啟鑰匙式電源總開(kāi)關(guān)，停止按鈕燈亮(紅色)，三只電壓表(0～450V)指示輸入三相電源線電壓之值，此時(shí)，實(shí)驗(yàn)屏左側(cè)面單相二芯220V電源插座和右側(cè)面單相三芯220V電源插座處均有相應(yīng)的交流電壓輸出。

(5)按下啟動(dòng)按鈕(綠色)，紅色按鈕燈滅，綠色按鈕燈亮，同時(shí)可聽(tīng)到屏內(nèi)交流接觸器的瞬間吸合聲，面板上與U1、V1和W1相對(duì)應(yīng)的黃、綠、紅三個(gè)LED指示燈亮。至此，實(shí)驗(yàn)屏啟動(dòng)完畢。

2)三相可調(diào)交流電源輸出電壓的調(diào)節(jié)

(1)將三相“電源指示切換”開(kāi)關(guān)置于右側(cè)(三相調(diào)壓輸出)，三只電壓表指針回到零位。

(2)按順時(shí)針?lè)较蚓従徯D(zhuǎn)三相自耦調(diào)壓器的旋轉(zhuǎn)手柄，三只電壓表將隨之偏轉(zhuǎn)，即指示出屏上三相可調(diào)電壓輸出端U、V、W兩相之間的線電壓之值，直至調(diào)節(jié)到某實(shí)驗(yàn)內(nèi)容所需的電壓值。實(shí)驗(yàn)完畢，將旋柄調(diào)回零位，并將“電壓指示切換”開(kāi)關(guān)撥至左側(cè)。

3)用于照明和實(shí)驗(yàn)日光燈的使用

本實(shí)驗(yàn)屏上有兩個(gè)30W的日光燈管，分別供照明和實(shí)驗(yàn)使用。照明用的日光燈管通過(guò)三刀手動(dòng)開(kāi)關(guān)進(jìn)行切換。當(dāng)開(kāi)關(guān)撥至上方時(shí)，照明用的日光燈管亮；當(dāng)開(kāi)關(guān)撥至下方時(shí)，照明燈管滅。日光燈管的四個(gè)引腳已獨(dú)立引至屏上，以供日光燈實(shí)驗(yàn)使用。

4)定時(shí)兼報(bào)警記錄儀

(1)定時(shí)兼報(bào)警記錄儀是專(zhuān)門(mén)為教師對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)考核而設(shè)置的，可以用于調(diào)整考核時(shí)間，到達(dá)設(shè)定時(shí)間，即自動(dòng)斷開(kāi)電源，還可累計(jì)操作過(guò)程中的報(bào)警次數(shù)，以考察學(xué)生的實(shí)驗(yàn)質(zhì)量。

(2)報(bào)警器的報(bào)警功能分為電流、電壓表的超量程報(bào)警，內(nèi)電路漏電報(bào)警和過(guò)流、過(guò)壓報(bào)警三部分，顯示的報(bào)警次數(shù)即三項(xiàng)報(bào)警次數(shù)的累加。

(3)操作步驟：

①開(kāi)機(jī)并按“復(fù)位”鍵后，顯示器將從00.00.00開(kāi)始計(jì)時(shí)。②設(shè)置密碼：密碼為3位數(shù)，個(gè)位必須是9，即出廠密碼。設(shè)所選密碼為569。

A.按“功能”鍵，顯示器的最右一位(右1位)會(huì)循環(huán)顯示1～7，分別代表屏上“功能指示”下的6個(gè)功能及時(shí)鐘功能。前6個(gè)功能的相應(yīng)指示燈會(huì)依次點(diǎn)亮。選擇功能6。

B.按住“數(shù)位”鍵約2秒鐘，顯示器中會(huì)出現(xiàn)逐位跳動(dòng)的小數(shù)點(diǎn)。

C.點(diǎn)動(dòng)“數(shù)位”鍵，使小數(shù)點(diǎn)位于右3位。

D.按“數(shù)據(jù)”鍵，右3位會(huì)循環(huán)顯示0～9，選取5。

E.參照C、D兩步，設(shè)置好右2位為6，右1位為9。

F.按“確認(rèn)”鍵，右1位顯示6，表明密碼設(shè)置成功。再按“復(fù)位”鍵。③輸入密碼。

A.按“功能”鍵，使右1位顯示1。

B.參照②的B～E，使右3～右1位顯示569。

C.按“確認(rèn)”鍵，左1位即顯示1，表明密碼輸入正確，方可進(jìn)行②～⑧的全部操作。如果輸入的密碼有誤，則按“確認(rèn)”鍵后，輸入數(shù)不變，也無(wú)法進(jìn)行②～⑤的操作，但按“復(fù)位”鍵后，可進(jìn)行⑥～⑧的操作。④設(shè)置實(shí)驗(yàn)的起始時(shí)間和結(jié)束(報(bào)警)時(shí)間。

A.按“功能”鍵，使右1位顯示2。

B.參照②的B～E，將起始時(shí)間的時(shí)、分(四位數(shù))依次輸入到左1～左4位。再使右1位顯示1。按“確認(rèn)”鍵，則右1位會(huì)顯示C(clock)，表明設(shè)置成功。

C.參照B步設(shè)置結(jié)束(報(bào)警)時(shí)間，再在右1位輸入9，按“確認(rèn)”鍵，則右1位顯示A(alarm)，表明設(shè)置成功。

⑤告警次數(shù)清零。按“功能”鍵，使右1位顯示3，再按“確認(rèn)”鍵，則右3～右1位顯示000，表明告警次數(shù)已清零。⑥定時(shí)時(shí)間查詢。按“功能”鍵，使右1位顯示4，再按“確認(rèn)”鍵，顯示器即顯示設(shè)定的結(jié)束(報(bào)警)時(shí)間。

⑦告警次數(shù)記錄查詢。按“功能”鍵，使右1位顯示5，再按“確認(rèn)”鍵，顯示器的右3～右1位將顯示已出現(xiàn)故障告警的次數(shù)。

⑧時(shí)鐘顯示。按“功能”鍵，使右1位顯示7，再按“確認(rèn)”鍵，顯示器的六位數(shù)碼管將顯示當(dāng)前的時(shí)間(時(shí)、分、秒)。

(4)運(yùn)行提示：

①當(dāng)計(jì)時(shí)時(shí)間到達(dá)所設(shè)定的結(jié)束(報(bào)警)時(shí)間后，機(jī)內(nèi)蜂鳴器會(huì)鳴叫1分鐘。再過(guò)4分鐘，機(jī)內(nèi)接觸器跳閘。如果按本表的“復(fù)位”鍵，再按本裝置的啟動(dòng)按鈕，則重復(fù)鳴叫1分鐘，再過(guò)4分鐘跳閘。

②跳閘后，有以下兩種方法可使本表恢復(fù)到初始狀態(tài)：

A.按“復(fù)位”鍵，并在5分鐘內(nèi)重新輸入密碼，設(shè)置新的開(kāi)始和結(jié)束時(shí)間。

B.切斷本裝置的總電源，10秒鐘后重新啟動(dòng)。

5)低壓直流穩(wěn)壓、恒流電源的輸出與調(diào)節(jié)

開(kāi)啟直流穩(wěn)壓電源帶燈開(kāi)關(guān)，UA和UB兩路輸出插孔均有電壓輸出。

(1)將“電壓指示切換”按鍵彈起，數(shù)字式電壓表指示第一路UA輸出的電壓值；將此按鍵按下，則電壓表指示第二路UB輸出的電壓值。

(2)調(diào)節(jié)“輸出調(diào)節(jié)”多圈電位器旋鈕可平滑地調(diào)節(jié)輸出電壓值。調(diào)節(jié)范圍為0～30V(自動(dòng)換擋)，額定電流為1A。

(3)兩路穩(wěn)壓源既可單獨(dú)使用，也可組合構(gòu)成0～±30V或0～±60V的電源。

(4)兩路輸出均設(shè)有軟截止保護(hù)功能，但應(yīng)盡量避免輸出短路。

(5)恒流源的輸出與調(diào)節(jié)。將負(fù)載接至“恒流輸出”兩端，開(kāi)啟恒流源開(kāi)關(guān)，數(shù)字式毫安表即指示輸出電流值。調(diào)

節(jié)“輸出粗調(diào)”波段開(kāi)關(guān)和“輸出細(xì)調(diào)”多圈電位器旋鈕，可在三個(gè)量程段(滿量程為2mA、20mA和200mA)連續(xù)調(diào)節(jié)輸出的恒流電流值。

(6)本恒流源雖有開(kāi)路保護(hù)功能，但不應(yīng)長(zhǎng)期處于輸出開(kāi)路狀態(tài)。

操作注意事項(xiàng)：當(dāng)輸出口接有負(fù)載時(shí)，如果需要將“輸出粗調(diào)”波段開(kāi)關(guān)從低擋向高擋切換，則應(yīng)將輸出“細(xì)調(diào)旋鈕”調(diào)至最低(逆時(shí)針旋到頭)，再撥動(dòng)“輸出粗調(diào)”開(kāi)關(guān)；否則，會(huì)使輸出電壓或電流突增，可能導(dǎo)致負(fù)載器件損壞。

6)直流數(shù)字電壓/電流表的使用

(1)直流數(shù)字電壓表由三位半A/D轉(zhuǎn)換器ICL7107和四個(gè)LED共陽(yáng)極紅色數(shù)碼管等組成，量程分為200mV、2V、20V、200V四擋，由琴鍵開(kāi)關(guān)切換量程。被測(cè)電壓信號(hào)應(yīng)并接在“0～200V”、“+/－”兩個(gè)插孔處，使用時(shí)要注意選擇合適的量程，否則若被測(cè)電壓值超過(guò)所選擇擋位的極限值，則該儀表告警指示燈亮，控制屏內(nèi)蜂鳴器發(fā)出告警信號(hào)，并使接觸器跳開(kāi)。此時(shí)按下儀表的“復(fù)位”按鈕，蜂鳴器停止發(fā)出聲音。重新選擇量程或測(cè)量值恢復(fù)正常后，還必須重新啟動(dòng)控制屏，才能繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。

注：每次用完電壓表，要放在最大量程擋，即200V擋。

(2)直流毫安表的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)均類(lèi)同于數(shù)字直流電壓表，只是其測(cè)量對(duì)象是電流，即儀表的“0～2A”、“+/－”兩個(gè)輸入端應(yīng)串接在被測(cè)電路中。直流毫安表的量程分為2mA、20mA、200mA、2000mA四擋，其余同直流電壓表。

7)指針式交流電壓表的使用

(1)指針式交流電壓表采用帶鏡面、雙刻度線(紅、黑)表頭(應(yīng)根據(jù)不同的量程讀取相應(yīng)的刻度線)，測(cè)量范圍為0～500V，量程分為10V、30V、100V、300V、500V五擋，輸入阻抗為5～10kΩ/V，精度為1.0級(jí)，切換直鍵開(kāi)關(guān)，每擋均有超量程告警、指示及切斷總電源等功能。

(2)儀表量程的選擇：按下合適量程的按鍵，相應(yīng)擋位的綠色指示燈亮，指針指示出被測(cè)量值。

(3)若被測(cè)量值超過(guò)儀表的量限，則該表告警指示燈亮，控制屏內(nèi)蜂鳴器發(fā)出告警信號(hào)，并使接觸器跳開(kāi)。此時(shí)將超量程儀表的“復(fù)位”按鈕按下，則蜂鳴器停止發(fā)出聲音。重新選擇量程或測(cè)量值恢復(fù)正常后，必須重新啟動(dòng)控制屏，才可開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。

8)指針式交流電流表的使用

(1)指針式交流電流表采用帶鏡面、雙刻度線(紅、黑)表頭(應(yīng)根據(jù)不同的量程讀取相應(yīng)的刻度線)，測(cè)量范圍為0～5A，量程分為0.3A、1A、3A、5A四擋，精度為1.0級(jí)，切換直鍵開(kāi)關(guān)，每擋均有超量程告警、指示及切斷總電源功能。

(2)在實(shí)驗(yàn)接線、量程換擋及不需要指示測(cè)量時(shí)，將“測(cè)量/短接”鍵處于“短接”狀態(tài)；需要測(cè)量時(shí)，將“測(cè)量/短接”鍵處于“測(cè)量”狀態(tài)。

(3)儀表量程的選擇：按下合適量程的按鍵，相應(yīng)擋位的綠色指示燈亮，指針指示出被測(cè)量值。

(4)若被測(cè)量值超過(guò)儀表的量限，則該表告警指示燈亮，控制屏內(nèi)蜂鳴器發(fā)出告警信號(hào)，并使接觸器跳開(kāi)。此時(shí)將超量程儀表的“復(fù)位”按鈕按下，則蜂鳴器停止發(fā)出聲音。重新選擇量程或測(cè)量值恢復(fù)正常后，必須重新啟動(dòng)控制屏，才可開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。

9)真有效值交流/電壓表的使用

真有效值交流/電壓表用于進(jìn)行真有效值的測(cè)量，測(cè)量范圍為0～500V，量程自動(dòng)判斷、自動(dòng)切換，精度為0.5級(jí)，三位半數(shù)顯。測(cè)量時(shí)將被測(cè)信號(hào)線并接入測(cè)量端口即可進(jìn)行測(cè)量。

10)多功能數(shù)控智能函數(shù)信號(hào)發(fā)生器

(1)概述。該信號(hào)源是一種新型的以單片機(jī)為核心的數(shù)控式函數(shù)信號(hào)發(fā)生器。它可輸出正弦波、三角波、鋸齒波、矩形波、四脈方列和八脈方列等六種信號(hào)波形。通過(guò)面板上鍵盤(pán)的簡(jiǎn)單操作，就可以很方便地連續(xù)調(diào)節(jié)輸出信號(hào)的頻率，并由LED數(shù)碼管直接顯示出輸出信號(hào)的頻率值、矩形波的占空比及內(nèi)部基準(zhǔn)幅值。輸出信號(hào)波形的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)都能滿足電工、電路、模擬和數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)的需求。本儀器還兼有頻率計(jì)的功能，可精確地測(cè)定各種周期信號(hào)的頻率。本儀器采用先進(jìn)技術(shù)，智能化程度高，因而具有輸出波形失真小、精度高、輸出穩(wěn)定、工作可靠、功耗低、線路簡(jiǎn)潔、使用和調(diào)節(jié)靈活簡(jiǎn)便、結(jié)構(gòu)輕巧等突出優(yōu)點(diǎn)。

(2)主要技術(shù)指標(biāo)。

①輸出頻率范圍：正弦波為1Hz～150kHz；矩形波為1Hz～150kHz；三角波和鋸齒波為1Hz～10kHz；四脈方列和八脈方列固定為1kHz。頻率調(diào)整步幅：1Hz～1kHz為1Hz；1～10kHz為10Hz；10～150kHz為100Hz。

②輸出脈寬調(diào)節(jié)：占空比固定為1∶1、1∶3、1∶5和1∶7四擋；輸出脈沖前后沿時(shí)間小于50ns。③輸出幅度調(diào)節(jié)范圍：A口，15mV～17.0V(峰峰值)；B口，0～4.0V(峰峰值)。

④輸出阻抗：小于50Ω。

⑤頻率測(cè)量范圍：1Hz～200kHz。

(3)使用操作說(shuō)明。

①輸入、輸出接口：模擬信號(hào)(包括正弦波、三角波和鋸齒波)從A口輸出；脈沖信號(hào)(包括矩形波、四脈方列和八脈方列)從B口輸出。

②開(kāi)機(jī)后的初始狀態(tài)：選定為正弦波形，相應(yīng)的紅色LED指示燈亮；輸出頻率顯示為1kHz；內(nèi)部基準(zhǔn)幅度顯示為5V。③按鍵操作：包括輸出信號(hào)波形的選擇、頻率的調(diào)節(jié)、脈沖寬度的調(diào)節(jié)、測(cè)頻功能的切換等操作。

A.按“A口”、“B口/B↑”或“B口/B↓”，選擇輸出端口。

B.選擇A口輸出時(shí)，按波形鍵可依次選擇正弦波、方波和鋸齒波;選擇B口輸出時(shí)，按波形鍵可依次選擇矩形波、四脈方列和八脈方列。波形被選中時(shí)，相應(yīng)的指示燈亮。

C.在選定矩形波后，按“脈寬”鍵，可改變矩形波的占空比。此時(shí)顯示占空比的數(shù)碼管將依次顯示1∶1、1∶3、1∶5、1∶7。

D.按“測(cè)頻/取消”鍵，本儀器便轉(zhuǎn)換為頻率計(jì)的功能。六只顯示數(shù)碼管將顯示接在面板“信號(hào)輸入口”處的被測(cè)信號(hào)的頻率值(“信號(hào)輸出口”仍保持原來(lái)信號(hào)的正常輸出)。此時(shí)除“測(cè)頻/取消”鍵外，按其他鍵均無(wú)效，只有再按“測(cè)頻/取消”鍵，撤消測(cè)頻功能后，整個(gè)鍵盤(pán)才可恢復(fù)對(duì)輸出信號(hào)的控制操作。

E.按“粗↑”鍵或“粗↓”鍵，可單步改變(調(diào)高或調(diào)低)輸出信號(hào)頻率值的最高位。

F.按“中↑”鍵或“中↓”鍵，可連續(xù)改變(調(diào)高或調(diào)低)輸出信號(hào)頻率值的次高位。

G.按“細(xì)↑”鍵或“細(xì)↓”鍵，可連續(xù)改變(調(diào)高或調(diào)低)輸出信號(hào)頻率值的第二次高位。④輸出幅度調(diào)節(jié)：

A.A口波形的輸出幅度可由面板上幅值調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)節(jié)，其中主調(diào)旋鈕為粗調(diào)，輔調(diào)旋鈕為細(xì)調(diào)，幅度調(diào)節(jié)精度為1mV。

B.對(duì)于B口，按“B口/B↑”鍵將連續(xù)增大輸出口幅度；按“B口/B↓”鍵將連續(xù)減小輸出口幅度。

⑤輸出衰減的選擇：

輸出衰減分為0dB、20dB、40dB、60dB四擋，由兩個(gè)“衰減”按鍵選擇。具體選擇方法如表9.2.1所示。表9.2.1輸出衰減的選擇

11)受控源的使用

電源由內(nèi)部供給(只需開(kāi)啟啟動(dòng)按鈕)，通過(guò)適當(dāng)?shù)倪B接(見(jiàn)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū))，可獲得CCVS、VCCS的變換功能。

此外，打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，還可輸出±12V兩路直流穩(wěn)定電壓，并有發(fā)光二極管指示，可作為電源對(duì)外供電。

2.實(shí)驗(yàn)桌

實(shí)驗(yàn)桌上裝置有實(shí)驗(yàn)控制屏，并有一個(gè)較寬敞的工作臺(tái)面，在實(shí)驗(yàn)桌的正前方設(shè)有兩個(gè)抽屜。

3.實(shí)驗(yàn)組件掛箱

1)DGJ-03電工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)掛箱(大)

DGJ-03電工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)掛箱用于提供疊加定理、戴維南定理、雙口網(wǎng)絡(luò)、諧振、選頻以及一、二階電路實(shí)驗(yàn)?zāi)K。

各實(shí)驗(yàn)器件齊全，實(shí)驗(yàn)單元隔離分明，實(shí)驗(yàn)線路完整清晰，在需要測(cè)量電流的支路上均設(shè)有電流插座。

2)DGJ-04交流電路實(shí)驗(yàn)掛箱(大)

DGJ-04交流電路實(shí)驗(yàn)掛箱用于提供單相、三相、日光燈、變壓器、互感器、電度表等實(shí)驗(yàn)所需的器件。

燈組負(fù)載為三個(gè)各自獨(dú)立的白熾燈組，可連接成Y形或△形兩種形式。每個(gè)燈組設(shè)有三只并聯(lián)的白熾燈螺口燈座(每個(gè)燈組均設(shè)有三個(gè)開(kāi)關(guān)，控制三個(gè)并聯(lián)支路的通斷)，可裝60W以下的白熾燈九只，各燈組均設(shè)有電流插座，每個(gè)燈組均設(shè)有過(guò)壓保護(hù)線路。當(dāng)電壓超過(guò)245V時(shí)，會(huì)自動(dòng)切斷電源并報(bào)警，避免燒壞燈泡。日光燈實(shí)驗(yàn)器件有30W鎮(zhèn)流器、4.7μF電容器、0.47μF電容器、啟輝器插座、短路按鈕各1只；鐵芯變壓器1只，規(guī)格為50V·A、220V/36V，原、副邊均設(shè)有電流插座；互感器在實(shí)驗(yàn)時(shí)臨時(shí)掛上,兩個(gè)空心線圈L1、L2裝在滑動(dòng)架上,可調(diào)節(jié)兩個(gè)線圈間的距離，還可將小線圈放到大線圈內(nèi)，并附有大、小鐵棒各1根和非導(dǎo)磁鋁棒1根；電度表1只，規(guī)格為220V、3A/6A，實(shí)驗(yàn)時(shí)臨時(shí)掛上，其電源線、負(fù)載進(jìn)線均已接在電度表接線架的空心接線柱上，以便接線。

3)DGJ-05元件掛箱(小)

DGJ-05元件掛箱用于提供實(shí)驗(yàn)所需的各種外接元件(如電阻器、發(fā)光二極管、穩(wěn)壓管、電容器、電位器及12V燈

泡等)、三相高壓電容組，還提供十進(jìn)制可變電阻箱，輸出阻值為0～99999.9Ω、1W。

4)DG17-2信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)掛箱

DG17-2信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)掛箱用于提供基本運(yùn)算單元、50Hz非正弦周期信號(hào)的分解與合成、無(wú)源和有源濾波器、信號(hào)的采樣與恢復(fù)等實(shí)驗(yàn)?zāi)K。

5)D71-2數(shù)電、模電實(shí)驗(yàn)掛箱

D71-2數(shù)電、模電實(shí)驗(yàn)掛箱用于提供±5V(0.5A)、±15V(0.5A)四路直流穩(wěn)壓電源，并且提供單次脈沖源、三態(tài)邏輯筆、四組BCD碼十進(jìn)制七段譯碼器、BCD碼拔碼開(kāi)關(guān)2位、邏輯電平指示器8位、邏輯開(kāi)關(guān)8位以及高可靠圓腳集成插座(40P一只，28P一只，14P三只，16P四只，8P兩只)，另外還提供三端穩(wěn)壓塊(7812、7912、LM317各一只)、晶體三極管(3DG6三只，3DG12一只，3CG12一只，3DJ6F一只)、穩(wěn)壓管(2DW231、2CW54、2CW53各一只)、單結(jié)晶體管(BT33)、單向可控硅(3CT3A)、整流橋堆、電容、電位器(1kΩ、10kΩ、100kΩ各一只)、12V信號(hào)燈、揚(yáng)聲器(0.2W，8Ω)、振蕩線圈、復(fù)位按鈕等。由單獨(dú)一只變壓器為實(shí)驗(yàn)提供低壓交流電源，分別輸出6V、10V、14V及兩路17V低壓交流電源(50Hz)。實(shí)驗(yàn)面板上還設(shè)有可裝、卸固定線路實(shí)驗(yàn)小板的綠色固定插座四只，配有共射極單管/負(fù)反饋放大器、射極跟隨器、RC正弦波振蕩器、差動(dòng)放大器及OTL功率放大器五個(gè)固定實(shí)驗(yàn)單元的線路板。實(shí)驗(yàn)連接點(diǎn)、測(cè)試點(diǎn)均采用高可靠防轉(zhuǎn)疊式插座，而插座元件采用接觸可靠的鍍銀長(zhǎng)紫銅管。本掛箱能完成常規(guī)的“數(shù)電”、“模電”的所有實(shí)驗(yàn)。

4.實(shí)驗(yàn)連接線

根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的特點(diǎn)，配備兩種不同的實(shí)驗(yàn)連接線。強(qiáng)電部分采用高可靠護(hù)套結(jié)構(gòu)連接線，不存在任何觸電的可能。里面采用無(wú)氧銅抽絲而成的頭發(fā)絲般細(xì)的多股線，以達(dá)到超軟的效果；外包丁晴聚氯乙烯絕緣層，具有柔軟、耐壓高、強(qiáng)度大、防硬化、韌性好等優(yōu)點(diǎn)。插頭采用實(shí)芯銅質(zhì)件外套鈹青銅彈片，接觸安全可靠。弱電部分采用彈性鈹青銅裸露結(jié)構(gòu)連接線。兩種導(dǎo)線都只能配合相應(yīng)內(nèi)孔的插座，不能混插，這大大提高了實(shí)驗(yàn)的安全性及合理性。

5.裝置的安全保護(hù)系統(tǒng)

(1)三相四線制電源輸入，總電源由斷路器和三相鑰匙開(kāi)關(guān)控制，設(shè)有三相帶燈熔斷器作為短路保護(hù)和斷相指示。

(2)控制屏電源由交流接觸器通過(guò)啟動(dòng)、停止按鈕進(jìn)行控制。

(3)屏上裝有電壓型漏電保護(hù)裝置，若控制屏內(nèi)或強(qiáng)電輸出有漏電現(xiàn)象，即告警并切斷總電源，以確保實(shí)驗(yàn)進(jìn)程的安全。

(4)各種電源及儀表均有一定的保護(hù)功能。

(5)屏內(nèi)設(shè)有過(guò)流保護(hù)裝置，當(dāng)交流電源輸出有短路或負(fù)載電流過(guò)大時(shí)，會(huì)自動(dòng)切斷交流電源，以保護(hù)實(shí)驗(yàn)裝置。

6.裝置的保養(yǎng)與維護(hù)

(1)裝置應(yīng)放置平穩(wěn)，平時(shí)應(yīng)注意清潔，長(zhǎng)時(shí)間不用時(shí)最好加蓋保護(hù)布或塑料布。

(2)使用前應(yīng)檢查輸入電源線是否完好，屏上開(kāi)關(guān)是否置于“關(guān)”的位置，調(diào)壓器是否回到零位。

(3)使用中，對(duì)各旋鈕進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，動(dòng)作要輕，切忌用力過(guò)度，以防旋鈕開(kāi)關(guān)等損壞。

(4)當(dāng)遇到電源、儀器及儀表不工作時(shí)，應(yīng)關(guān)閉控制屏電源，檢查各熔斷器熔管是否完好。

(5)更換掛箱時(shí)，動(dòng)作要輕，防止強(qiáng)烈碰撞，以免損壞部件及影響外表等。 9.3常用電工電子儀表的使用

9.3.1

GOS-6021型雙蹤示波器的使用

1.簡(jiǎn)介

GOS-6021型雙蹤示波器的最大垂直靈敏度為1mV／DIV，垂直靈敏度擴(kuò)展至10～20V／DIV，最大掃描速度為0.2μs／DIV，并可擴(kuò)展10倍使掃描速度達(dá)到20ns／DIV。該示波器采用6英寸(1英寸≈2.54厘米)并帶有內(nèi)刻度的矩形CRT，操作簡(jiǎn)單，穩(wěn)定可靠。

GOS-6021具有如下特點(diǎn)：

(1)高亮度及高加速極電壓的CRT。這種示波管速度快,亮度高。加速極電壓為2kV(6020/6021)、12kV(6040/6041)，即在高速掃描的情況下也能顯示清晰的軌跡。

(2)觸發(fā)電平鎖定功能。這種示波器將觸發(fā)電平鎖定在一固定值上，當(dāng)輸入信號(hào)幅度、頻率變化時(shí)無(wú)需再調(diào)整觸發(fā)電平即可獲得穩(wěn)定波形。

(3)交替觸發(fā)功能可以觀察兩個(gè)頻率不同的信號(hào)波形。

(4)電視信號(hào)同步功能。

(5)CH1輸出。后面板上的輸出信號(hào)可以直接驅(qū)動(dòng)頻率計(jì)或其他儀器。

(6)Z軸輸入。亮度調(diào)制功能可以給示波器加入頻率或時(shí)間標(biāo)識(shí)，使正信號(hào)軌跡消隱，并與TTL匹配。

(7)X-Y操作。當(dāng)設(shè)定在X-Y位置時(shí)，該儀器可作為X-Y示波器，CH1為水平軸，CH2為垂直軸。

(8)全編碼掃速，衰減開(kāi)關(guān)，輕巧可靠。

(9)光標(biāo)直讀功能，可測(cè)量ΔV、ΔT、1／ΔT。

2.操作前的注意事項(xiàng)

1)CRT磁光質(zhì)涂層

為了避免永久性損壞CRT內(nèi)的磁光質(zhì)涂層，不要將CRT的軌跡設(shè)在極亮的位置或把光點(diǎn)停留不必要長(zhǎng)的時(shí)間。

2)輸入端的最大電壓

輸入端和探頭的最大電壓參見(jiàn)表9.3.1，請(qǐng)勿超出此限制。當(dāng)探頭設(shè)定在1∶1位置時(shí)，有效讀出電壓(峰峰值)是40V(14Vrms，在正弦波時(shí))；當(dāng)探頭設(shè)定在10∶1位置時(shí)，最大有效讀數(shù)(峰峰值)是400V(140Vrms，在正弦波時(shí))。表9.3.1輸入端和探頭的最大電壓

3.操作方法

1)前面板介紹

GOS-6021型雙蹤示波器的面板圖如圖9.3.1所示。圖9.3.1

GOS-6021型雙蹤示波器的面板圖

2)單通道操作

接通電源前務(wù)必先檢查電壓是否與當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)一致，然后將有關(guān)控制元件按表9.3.2設(shè)置。表9.3.2單通道操作時(shí)的設(shè)置

3)雙通道操作

改變垂直方式到DUAL狀態(tài)，于是通道2的光跡也會(huì)出現(xiàn)在屏幕上(與CH1相同)。這時(shí)通道1顯示一個(gè)方波(來(lái)自校正信號(hào)輸出的波形)，而通道2則僅顯示一條直線，因?yàn)闆](méi)有信號(hào)接到該通道。現(xiàn)在將校正信號(hào)接到CH2的輸入端使之與CH1一致，將AC-GND-DC開(kāi)關(guān)設(shè)置到AC狀態(tài)，調(diào)整垂直位置11和19使兩通道的波形如圖9.3.3所示。圖9.3.2方波圖9.3.3兩通道的波形

4)加減操作

通過(guò)設(shè)置“垂直方式開(kāi)關(guān)”到“加”的狀態(tài)，可以顯示CH1與CH2信號(hào)的代數(shù)和；如果CH2INV開(kāi)關(guān)被按下，則為代數(shù)減。為了得到加減的精確值，兩個(gè)通道的衰減設(shè)置必須一致。垂直位置可以通過(guò)“位置鍵”來(lái)調(diào)整，鑒于垂直放大器的線性變化，最好將該旋鈕設(shè)置在中間位置。

5)觸發(fā)源的選擇

正確選擇觸發(fā)源對(duì)于有效使用示波器是至關(guān)重要的，用戶必須十分熟悉觸發(fā)源的選擇功能及其工作次序。

(1)MODE開(kāi)關(guān)。①AUTO：當(dāng)為自動(dòng)模式時(shí)，掃描發(fā)生器自由產(chǎn)生一個(gè)沒(méi)有觸發(fā)信號(hào)的掃描信號(hào)；當(dāng)有觸發(fā)信號(hào)時(shí)，它會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換到觸發(fā)掃描。通常第一次觀察一個(gè)波形時(shí)，將其設(shè)置于“AUTO”，當(dāng)一個(gè)穩(wěn)定的波形被觀察到以后，再調(diào)整其他設(shè)置。當(dāng)其他控制部分設(shè)定好以后，通常將開(kāi)關(guān)設(shè)置為“NORM”觸發(fā)方式，因?yàn)樵摲绞礁屿`敏。當(dāng)測(cè)量直流信號(hào)或小信號(hào)時(shí)，必須采用“AUTO”方式。②NORM：常態(tài)，通常掃描器保持靜止?fàn)顟B(tài)，屏幕上無(wú)光跡顯示。當(dāng)觸發(fā)信號(hào)經(jīng)過(guò)由“觸發(fā)電平開(kāi)關(guān)”設(shè)置的閥門(mén)電平時(shí)，掃描一次，之后掃描器又回到靜止?fàn)顟B(tài)，直到下一次被觸發(fā)。在雙蹤顯示“ALT”與“NORM”掃描時(shí)，除非通道1與通道2都有足夠的觸發(fā)電平，否則不會(huì)顯示。

③TV-V：當(dāng)需要觀察一個(gè)整場(chǎng)的電視信號(hào)時(shí)，將MODE開(kāi)關(guān)設(shè)置到TV-V，對(duì)電視信號(hào)的場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行同步，掃描時(shí)間通常設(shè)定到2ms／DIV(一幀信號(hào))或5ms／DIV(一場(chǎng)兩幀隔行掃描信號(hào))。④TV-H：電視行對(duì)電視信號(hào)的行信號(hào)進(jìn)行同步，掃描時(shí)間通常為10μs／DIV，顯示幾行信號(hào)波形，可以用微調(diào)旋鈕調(diào)節(jié)掃描時(shí)間到所需要的行數(shù)。送入示波器的同步信號(hào)必須是負(fù)極的，見(jiàn)圖9.3.4。圖9.3.4同步信號(hào)

(2)觸發(fā)信號(hào)源的功能。為了在屏幕上顯示一個(gè)穩(wěn)定的波形，需要給觸發(fā)電路提供一個(gè)與顯示信號(hào)在時(shí)間上有關(guān)聯(lián)

的信號(hào)，觸發(fā)源開(kāi)關(guān)就是用來(lái)選擇該觸發(fā)信號(hào)的。

①CH1／CH2：大部分情況下采用的是內(nèi)觸發(fā)模式。送到垂直輸入端的信號(hào)在預(yù)放以前分一支到觸發(fā)電路中。

由于觸發(fā)信號(hào)就是測(cè)試信號(hào)本身，因此顯示屏上會(huì)出現(xiàn)一個(gè)穩(wěn)定的波形。在DUAL或ADD方式下，觸發(fā)信號(hào)由觸發(fā)源開(kāi)關(guān)來(lái)選擇。

②LINE：用交流電源的頻率作為觸發(fā)信號(hào)。這種方法對(duì)于測(cè)量與電源頻率有關(guān)的信號(hào)十分有效，如音響設(shè)備的交流噪音、可控硅電路等。③EXT：用外來(lái)信號(hào)驅(qū)動(dòng)掃描觸發(fā)電路。該外來(lái)信號(hào)因與要測(cè)的信號(hào)有一定的時(shí)間關(guān)系，故其波形可以更加獨(dú)立顯示出來(lái)。

(3)觸發(fā)電平和極性開(kāi)關(guān)。當(dāng)觸發(fā)信號(hào)通過(guò)—個(gè)預(yù)置的閥門(mén)電平時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)掃描觸發(fā)信號(hào)。調(diào)整觸發(fā)電平旋鈕可以改變?cè)撾娖?，向?”方向時(shí)，閥門(mén)電平向正方向移動(dòng)；向“－”方向時(shí)，閥門(mén)電平向負(fù)方向移動(dòng)；當(dāng)在中間位置時(shí)，閥門(mén)電平設(shè)定在信號(hào)的平均值上。觸發(fā)電平可以調(diào)節(jié)掃描起點(diǎn)在波形的任意位置上。對(duì)于正弦信號(hào)，起始相位是可變的。

注意：如果觸發(fā)電平的調(diào)節(jié)過(guò)正或過(guò)負(fù)，也不會(huì)產(chǎn)生掃描信號(hào)，因?yàn)檫@時(shí)觸發(fā)電平已經(jīng)超過(guò)了同步信號(hào)的幅值。

極性觸發(fā)開(kāi)關(guān)設(shè)置在“+”時(shí)，上升沿觸發(fā)；極性觸發(fā)開(kāi)關(guān)設(shè)置在“－”時(shí)，下降沿觸發(fā)，見(jiàn)圖9.3.5。

順時(shí)針調(diào)節(jié)觸發(fā)電平旋鈕28到底，聽(tīng)到“卡嗒”一聲后，觸發(fā)電平被鎖定為一固定值。此時(shí)改變信號(hào)幅度、頻率，不需要調(diào)整觸發(fā)電平即可獲得一穩(wěn)定的波形。當(dāng)輸入信號(hào)的幅度或外觸發(fā)信號(hào)的幅度在1.0～1.5V/DIV范圍時(shí)該功能有效。圖9.3.5極性觸發(fā)開(kāi)關(guān)設(shè)置

(4)觸發(fā)交替開(kāi)關(guān)。當(dāng)垂直方式選定為雙蹤顯示時(shí)，該開(kāi)關(guān)用于交替觸發(fā)和交替顯示，適用于CH1、CH2或相加

方式。在交替方式下，每一個(gè)掃描周期，觸發(fā)信號(hào)交替一次。這種方式有利于波形幅度、周期的測(cè)試，甚至可以觀察兩個(gè)在頻率上并無(wú)聯(lián)系的波形，但不適于相位和時(shí)間對(duì)比的測(cè)量。對(duì)于此種測(cè)量，兩個(gè)通道必須采用同一同步信號(hào)觸發(fā)。在雙蹤顯示時(shí)，如果“CHOP”和“TRIG.ALT”同時(shí)被按下，則不能同步顯示，因?yàn)椤癈HOP”信號(hào)成為觸發(fā)信號(hào)。此時(shí)應(yīng)使用“ALT”方式或直接選擇CH1或CH2作為觸發(fā)信號(hào)源。本機(jī)在雙通道工作方式時(shí)，如“CHOP/ALT”置“ALT”并且“TRIG.ALT”鍵被按下，則儀器不支持測(cè)頻功能。

6)掃描速度控制

調(diào)節(jié)掃描速度旋鈕，可以選擇想要觀察的波形個(gè)數(shù)。如果屏幕上顯示的波形過(guò)多，則可以調(diào)節(jié)掃描時(shí)間更快一些；如果屏幕只有一個(gè)周期的波形，則可以減慢掃描時(shí)間。當(dāng)掃描速度太快時(shí)，屏幕上只能觀察到周期信號(hào)的一部分，如對(duì)于一個(gè)方波信號(hào)，可能在屏幕上顯示的只是一條直線。

7)掃描擴(kuò)展

當(dāng)需要觀察一個(gè)波形的一部分時(shí)，通常需要很高的掃描速度。但是如果想要觀察的部分遠(yuǎn)離掃描的起點(diǎn)，則要觀察的波形可能已經(jīng)處于屏幕以外，這時(shí)就需要使用掃描擴(kuò)展開(kāi)關(guān)。當(dāng)掃描擴(kuò)展開(kāi)關(guān)被按下后，顯示的范圍會(huì)擴(kuò)展10倍，如圖9.3.6所示。圖9.3.6掃描擴(kuò)展

8)X-Y操作

將掃描速度開(kāi)關(guān)設(shè)定在X-Y位置時(shí)，示波器工作方式為X-Y。

X軸表示CH1輸入，

Y軸表示CH2輸入。

X-Y方式允許示波器進(jìn)行常規(guī)示波器所不能做的很多測(cè)試。CRT可以顯示一個(gè)電子圖形或兩個(gè)瞬時(shí)的電平，它可以是兩個(gè)電平的直接比較，就像向量示波器顯示視頻彩條圖形一樣。如果使用一個(gè)傳感器將有關(guān)參數(shù)(頻率、溫度、速度等)轉(zhuǎn)換成電壓，則X-Y方式就可以顯示幾乎任何一個(gè)動(dòng)態(tài)參數(shù)的圖形。例如，在頻率響應(yīng)的測(cè)試中，Y軸對(duì)應(yīng)于信號(hào)幅度，X軸對(duì)應(yīng)于頻率，見(jiàn)圖9.3.7。圖9.3.7頻率響應(yīng)測(cè)試

9)探頭校正

正如前面所述，示波器探頭可用于一個(gè)很寬的頻率范圍，但必須進(jìn)行相位補(bǔ)償。失真的波形會(huì)引起測(cè)量誤差，因此，在測(cè)量前要進(jìn)行探頭校正。連接10∶1探頭BNC到CH1或CH2的輸入端，將衰減開(kāi)關(guān)設(shè)定為50mV，連接探極探針到校正信號(hào)的輸出端，調(diào)整補(bǔ)償電容，直到獲得最佳的方波為止(沒(méi)有過(guò)沖、圓角、翹起)，見(jiàn)圖9.3.8。圖9.3.8探頭校正

4.方框圖

GOS-6021型雙蹤示波器的方框圖如圖9.3.9所示。圖9.3.9

GOS-6021型雙蹤示波器的方框圖9.3.2

DA-16型晶體管毫伏表的使用

1．概述

電壓表是電子測(cè)量技術(shù)中一種最基本的儀表。選用電壓表主要考慮以下技術(shù)特性：

(1)頻率范圍。與所有電子儀器一樣，每種電壓表也各有一定的工作頻段。

(2)量程。電子式電壓表的電壓測(cè)量范圍一般為從毫伏到數(shù)百伏。高靈敏度的數(shù)字式電壓表的靈敏度可高達(dá)10－9V。電壓表的量程應(yīng)根據(jù)被測(cè)電壓的大小選用，選擇原則是使電壓表指針偏轉(zhuǎn)在滿偏位置的2／3以上。

(3)輸入阻抗。為使電壓表對(duì)被測(cè)電路的工作狀態(tài)的影響盡量小，要求電壓表的輸入阻抗較之被測(cè)阻抗盡可能高。

2．DA-16型晶體管毫伏表的使用方法

DA-16型晶體管毫伏表是一種放大-檢波式電子電壓表，具有較高的靈敏度和穩(wěn)定度，用于正弦電壓有效值的測(cè)量。其電壓測(cè)量范圍為100μV～300V；被測(cè)電壓頻率范圍為20Hz～1MHz；固有誤差<3％(基準(zhǔn)頻率為1kHz)；當(dāng)頻率在100Hz～100kHz時(shí)，頻率響應(yīng)誤差小于等于3％，當(dāng)頻

率在20Hz～1MHz時(shí)，頻率響應(yīng)誤差小于等于5％；輸入阻抗為1MΩ(頻率為1kHz時(shí))。

圖9.3.10是DA-16型晶體管毫伏表的面板圖。圖9.3.10

DA-16型晶體管毫伏表的面板圖9.3.3

500型指針式萬(wàn)用表的使用

500型萬(wàn)用表是一種用作交/直流電壓、直流電流、電阻和音頻電平測(cè)量的多功能、多量程儀表。500型萬(wàn)用表的外形如圖9.3.11所示。它有兩個(gè)“功能／量程”轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，每個(gè)開(kāi)關(guān)的上方均有一個(gè)矢形標(biāo)志。圖9.3.11

500型萬(wàn)用表表盤(pán)圖

1．主要技術(shù)性能

500型指針式萬(wàn)用表的主要技術(shù)性能如表9.3.3所示。表9.3.3

500型萬(wàn)用表的主要技術(shù)性能?chē)?guó)家規(guī)定，根據(jù)儀表固有誤差的大小，直讀式電工測(cè)量?jī)x表的精確度劃分為7級(jí)，如表9.3.4所示。表9.3.4直讀式電工測(cè)量?jī)x表的精確度劃分

2．500型萬(wàn)用表的表面刻度

(1)“Ω”：測(cè)量電阻的刻度線，自上而下數(shù)為最上面的一條，讀數(shù)標(biāo)在刻度線上端，右端為“0”，左端為“∞”。

(2)“”：測(cè)交流、直流電壓及直流電流的刻度線，自上而下數(shù)為第二條刻度線?？潭染确?，刻度最左端為“0”，最右端為指針滿偏的刻度值，在刻度線下面標(biāo)有0～50、0～250兩行讀數(shù)，表示測(cè)量范圍。

(3)“10”：測(cè)交流電壓10V以內(nèi)的專(zhuān)用刻度線，即第三條刻度線，刻度線上面有一行0～10交流電壓讀數(shù)。

(4)“dB”：測(cè)音頻電平的刻度線，即第四條刻度線，它將電壓值按一定規(guī)律折換為“dB”(分貝)?？潭染€下面標(biāo)有一行－10～+22dB讀數(shù)。V～—～

3．500型萬(wàn)用表的使用方法

如圖9.3.12所示，使用之前必須調(diào)整機(jī)械調(diào)零旋鈕“S3”，使指針準(zhǔn)確地指示在標(biāo)度尺的零位上。圖9.3.12萬(wàn)用表表盤(pán)圖9.3.4

UT51型數(shù)字萬(wàn)用表的使用

1.概述

“UT50”系列中的3-1/2位DMM是一種性能穩(wěn)定、可靠性高的手持式數(shù)字多用表，整機(jī)電路設(shè)計(jì)以大規(guī)模集成電路、雙積分A/D轉(zhuǎn)換器為核心并配以全功能過(guò)載保護(hù)，可用來(lái)測(cè)量直流和交流電壓、電流、電阻、電容、二極管、溫度、頻率以及電路通斷，是用戶的理想工具。

2.安全操作準(zhǔn)則

(1)后蓋沒(méi)有蓋好前嚴(yán)禁使用，否則有被電擊的危險(xiǎn)。

(2)量程開(kāi)關(guān)應(yīng)置于正確測(cè)量位置。

(3)表筆絕緣層應(yīng)完好，無(wú)破損和斷線。

(4)紅、黑表筆應(yīng)插在符合測(cè)量要求的插孔內(nèi)，以保證接觸良好。

(5)輸入信號(hào)不允許超過(guò)規(guī)定的極限值，以防電擊和損壞儀表。

(6)嚴(yán)禁量程開(kāi)關(guān)在電壓測(cè)量或電流測(cè)量過(guò)程中改變擋位，以防損壞儀表。

(7)必須用同類(lèi)型規(guī)格的保險(xiǎn)絲更換壞的保險(xiǎn)絲。

(8)為防止電擊，測(cè)量公共端“COM”和大地“”之間的電位差不得超過(guò)1000V。

(9)被測(cè)電壓高于直流60V或交流30Vrms的場(chǎng)合，均應(yīng)小心謹(jǐn)慎，防止觸電。

(10)液晶顯示“”符號(hào)時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換電池，以確保測(cè)量精度。

(11)測(cè)量完畢應(yīng)及時(shí)關(guān)斷電源。長(zhǎng)期不用時(shí)，應(yīng)取出電池。

(12)不要接高于1000V的直流電壓或高于750V的交流有效值電壓。

(13)不要在功能開(kāi)關(guān)處于電流擋位、Ω、、位置時(shí)，將電壓源接入。

3.電氣符號(hào)

UT51型數(shù)字萬(wàn)用表的電氣符號(hào)如表9.3.5所示。表9.3.5

UT51型數(shù)字萬(wàn)用表的電氣符號(hào)

4.外表結(jié)構(gòu)

UT51型數(shù)字萬(wàn)用表的外表結(jié)構(gòu)如圖9.3.13所示。圖9.3.13

UT51型數(shù)字萬(wàn)用表的外表結(jié)構(gòu) 9.4電路與信號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

9.4.1基本電工電子儀表的使用

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.熟悉實(shí)驗(yàn)臺(tái)上各類(lèi)電源及各類(lèi)測(cè)量?jī)x表的布局和使用方法。

2.掌握指針式電壓表、電流表內(nèi)阻的測(cè)量方法。

3.熟悉電工電子儀表測(cè)量誤差的計(jì)算方法。

二、原理說(shuō)明

為了準(zhǔn)確測(cè)量電路中實(shí)際的電壓和電流，必須保證儀表接入電路后不會(huì)改變被測(cè)電路的工作狀態(tài)。這就要求電壓表的內(nèi)阻為無(wú)窮大，電流表的內(nèi)阻為零，而實(shí)際使用的指針式電工儀表都不能滿足上述要求。因此，測(cè)量?jī)x表一旦接入電路，就會(huì)改變電路原有的工作狀態(tài)，這將導(dǎo)致儀表的讀數(shù)值與電路原有的實(shí)際值之間出現(xiàn)誤差。誤差的大小與儀表本身內(nèi)阻的大小密切相關(guān)。只要測(cè)出儀表的內(nèi)阻，即可計(jì)算出由其產(chǎn)生的測(cè)量誤差。下面介紹幾種測(cè)量指針式儀表內(nèi)阻的方法。

1.用“分流法”測(cè)量電流表的內(nèi)阻。如圖9.4.1所示，A表為被測(cè)內(nèi)阻(RA)的直流電流表。測(cè)量時(shí)先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)電流源的輸出電流I使A表指針滿偏轉(zhuǎn)，然后合上開(kāi)關(guān)S，并保持I值不變，調(diào)節(jié)電阻箱RB的阻值，使電流表的指針指在1/2滿偏轉(zhuǎn)位置，此時(shí)有

所以

RA=RB∥R1

式中，R1為固定電阻器之值，RB可由電阻箱的刻度盤(pán)上讀得。圖9.4.1分流法

2.用分壓法測(cè)量電壓表的內(nèi)阻。

如圖9.4.2所示，V表為被測(cè)內(nèi)阻(RV)的電壓表。測(cè)量時(shí)先將開(kāi)關(guān)S閉合，調(diào)節(jié)直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓，使電壓表V的指針為滿偏轉(zhuǎn)，然后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱RB使電壓表V的指示值減半。此時(shí)有

RV＝RB＋R1

電壓表的靈敏度為

S＝RV/U

式中，U為電壓表滿偏時(shí)的電壓值。圖9.4.2分壓法

(1)以圖9.4.3所示的電路為例，R1上的電壓為

，若R1＝R2，則 。

現(xiàn)用一內(nèi)阻為RV的電壓表來(lái)測(cè)量UR1。當(dāng)RV與R1并聯(lián)后， ，以此來(lái)替代上式中的R1，則得

3.儀表內(nèi)阻引起的測(cè)量誤差的計(jì)算。這種誤差通常稱為方法誤差，而儀表本身結(jié)構(gòu)引起的誤差稱為儀表基本誤差。絕對(duì)誤差為

化簡(jiǎn)后得若R1＝R2＝RV，則得

相對(duì)誤差為圖9.4.3測(cè)量誤差的計(jì)算

(2)伏安法測(cè)量電阻的原理為：測(cè)出流過(guò)被測(cè)電阻Rx的電流IR及其兩端的電壓降UR，則其阻值Rx=UR/IR。實(shí)際測(cè)量時(shí)，有兩種測(cè)量線路，即相對(duì)于電源而言，電流表A(內(nèi)阻為RA)接在電壓表V(內(nèi)阻為RV)的內(nèi)側(cè)和A接在V的外側(cè)，如圖9.4.4(a)、(b)所示。

由圖(a)可知，只有當(dāng)Rx

RV時(shí)，RV的分流作用才可忽略不計(jì)，A的讀數(shù)接近于實(shí)際流過(guò)Rx的電流值。圖(a)的接法稱為電流表的內(nèi)接法。

由圖(b)可知，只有當(dāng)Rx

RA時(shí)，RA的分壓作用才可忽略不計(jì)，V的讀數(shù)接近于Rx兩端的電壓值。圖(b)的接法稱為電流表的外接法。

實(shí)際應(yīng)用時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同情況選用合適的測(cè)量線路，才能獲得較準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。<<>>圖9.4.4伏安法測(cè)量電阻

三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1.根據(jù)“分流法”原理，測(cè)試指針式萬(wàn)用表直流電流1mA和10mA量程的內(nèi)阻。

如圖9.4.5所示，圖中A表為被測(cè)內(nèi)阻(RA)的直流電流表，RB可選用元件掛箱(DGJ-05)中的電阻箱，R1可選用元件掛箱中的1kΩ電阻。圖9.4.5分流法首先將電流源的輸出細(xì)調(diào)旋鈕逆時(shí)針旋至零位，使I=0mA。測(cè)量時(shí)先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)電流源的輸出電流I使A表指針滿偏轉(zhuǎn)。然后合上開(kāi)關(guān)S，并保持I值不變，調(diào)節(jié)電阻箱(RB)的阻值，使A表的指針指在1/2滿偏轉(zhuǎn)位置。按下表記錄數(shù)據(jù)。

2.根據(jù)“分壓法”原理，測(cè)試指針式萬(wàn)用表直流電壓2.5V和10V量程的內(nèi)阻。

如圖9.4.6所示，V表為被測(cè)內(nèi)阻(RV)的電壓表。首先將電壓源(UA或UB)的輸出電壓調(diào)節(jié)旋鈕逆時(shí)針旋至零位，使U=0V。測(cè)量時(shí)先將開(kāi)關(guān)S閉合，調(diào)節(jié)電壓源的輸出電壓，使電壓表V的指針為滿偏轉(zhuǎn)。然后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱(RB)使電壓表V的指示值減半。按下表記錄數(shù)據(jù)。圖9.4.6分壓法

3.用指針式萬(wàn)用表直流電壓10V量程測(cè)量圖9.4.7所示電路中R1上的電壓，并計(jì)算測(cè)量的絕對(duì)誤差與相對(duì)誤差。圖9.4.7測(cè)量誤差的計(jì)算

五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)

1.在開(kāi)啟直流穩(wěn)壓電源的電源開(kāi)關(guān)前，應(yīng)將兩路電壓源的輸出調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)至最小(逆時(shí)針旋到底)，并將恒流源的輸出粗調(diào)旋鈕撥到2mA擋，輸出細(xì)調(diào)旋鈕應(yīng)調(diào)至最小(逆時(shí)針旋到底)。接通電源后，再根據(jù)需要緩慢調(diào)節(jié)輸出值。

2.當(dāng)電流源輸出端接有負(fù)載時(shí)，如果需要將其粗調(diào)旋鈕由低擋位向高擋位切換，則必須先將其細(xì)調(diào)旋鈕調(diào)至最小，否則輸出電流會(huì)突增，可能會(huì)損壞外接器件。

3.電壓表應(yīng)與被測(cè)電路并聯(lián)，電流表應(yīng)與被測(cè)電路串聯(lián)，并且都要注意正、負(fù)極性與量程的合理選擇。

4.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、2中，R1的取值應(yīng)與RB相近。

5.本實(shí)驗(yàn)僅測(cè)試指針式儀表的內(nèi)阻。由于所選指針式儀表的型號(hào)不同，因此本實(shí)驗(yàn)中所列的電流、電壓量程及選用的RB、R1等均會(huì)不同。實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)按選定的表型自行確定。

六、思考題

1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1和2，若已求出0.5mA擋和2.5V擋的內(nèi)阻，可否直接計(jì)算得出5mA擋和10V擋的內(nèi)阻？

2.用量程為10A的電流表測(cè)實(shí)際值為8A的電流時(shí)，實(shí)際讀數(shù)為8.1A，求測(cè)量的絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差。

七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1.列表記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并計(jì)算各被測(cè)儀表的內(nèi)阻值。

2.分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)應(yīng)用場(chǎng)合。

3.對(duì)思考題進(jìn)行計(jì)算。9.4.2電路元件伏安特性的測(cè)試

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.學(xué)會(huì)識(shí)別常用電路元件的方法。

2.掌握線性電阻、非線性電阻元件的伏安特性的測(cè)試方法。

3.掌握實(shí)驗(yàn)臺(tái)上直流電工電子儀表和設(shè)備的使用方法。

二、原理說(shuō)明

任何一個(gè)二端元件的特性都可用該元件上的端電壓U與通過(guò)該元件的電流I之間的函數(shù)關(guān)系I＝f(U)來(lái)表示，即用I-U

平面上的一條曲線來(lái)表征，這條曲線稱為該元件的伏安特性曲線。

1.線性電阻器的伏安特性曲線是一條通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，如圖9.4.8中a曲線所示。該直線的斜率等于該電阻器的電阻值。圖9.4.8元件的伏安特性曲線

2.一般的白熾燈在工作時(shí)燈絲處于高溫狀態(tài)，其燈絲電阻隨著溫度的升高而增大。通過(guò)白熾燈的電流越大，其溫度越高，阻值也越大。一般燈泡的“冷電阻”與“熱電阻”的阻值可相差幾倍至十幾倍，所以它的伏安特性如圖9.4.8中b曲線所示。

3.一般的半導(dǎo)體二極管是一個(gè)非線性電阻元件，其伏安特性如圖9.4.8中c曲線所示。正向壓降很小(一般鍺管約為0.2～0.3V，硅管約為0.5～0.7V)，正向電流隨正向壓降

的升高而急驟上升，而反向電壓從零一直增加到十幾伏至幾十伏時(shí)，其反向電流增加很小，粗略地可視為零?？梢?jiàn)，二極管具有單向?qū)щ娦?，但若反向電壓加得過(guò)高，超過(guò)管子的極限值，則會(huì)導(dǎo)致管子擊穿損壞。

4.穩(wěn)壓二極管是一種特殊的半導(dǎo)體二極管，其正向特性與普通二極管類(lèi)似，但其反向特性較特別，如圖9.4.8中d曲線所示。在反向電壓開(kāi)始增加時(shí)，其反向電流幾乎為零，但當(dāng)電壓增加到某一數(shù)值(稱為管子的穩(wěn)壓值，有各種不同穩(wěn)壓值的穩(wěn)壓管)時(shí)，電流將突然增加，以后它的端電壓將基本維持恒定，當(dāng)外加的反向電壓繼續(xù)升高時(shí)其端電壓僅有少量增加。

注意：流過(guò)二極管或穩(wěn)壓二極管的電流不能超過(guò)管子的極限值，否則管子會(huì)被燒壞。

三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1.測(cè)試線性電阻器的伏安特性。按圖9.4.9接線，圖中電阻R=1kΩ從元件掛箱(DGJ-05)上取得，將其串接在電路中。調(diào)節(jié)電壓源(UA或UB)的輸出電壓U，從0V開(kāi)始緩慢地增加到10V，使得并聯(lián)在R上的電壓表測(cè)出的電壓UR按下表數(shù)據(jù)變化，用毫安電流表測(cè)出對(duì)應(yīng)UR的電流I。圖9.4.9線性電阻和非線性白熾燈泡的伏安特性測(cè)試電路

2.測(cè)試非線性白熾燈泡的伏安特性。首先將電壓源(UA或UB)的輸出電壓調(diào)節(jié)旋鈕逆時(shí)針旋至零位，使U=0V。將圖9.4.9中的電阻R換成一只12V、0.1A的燈泡，然后調(diào)節(jié)電壓源的輸出電壓U從0V開(kāi)始緩慢地增加到5V(注意不要超過(guò)12V、0.1A，以免燒壞燈泡)，按下表重復(fù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1的測(cè)試。表中，UL為燈泡的端電壓。

3.測(cè)試半導(dǎo)體二極管的伏安特性。首先將電壓源(UA或UB)的輸出電壓調(diào)節(jié)旋鈕逆時(shí)針旋至零位，使U=0V。按圖

9.4.10接線，VD為二極管(IN4007)，R(200Ω)為限流電阻器，然后調(diào)節(jié)電壓源的輸出電壓U從0V開(kāi)始緩慢增加，按下表重復(fù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1的測(cè)試。表中，UD+

、UD－為二極管的端電壓。圖9.4.10非線性二極管的伏安特性測(cè)試電路測(cè)二極管的正向特性時(shí)，其正向電流不得超過(guò)35mA，二極管VD的正向電壓UD+可在0～0.75V之間取值，在0.5～0.75V之間應(yīng)多取幾個(gè)測(cè)量點(diǎn)；測(cè)反向特性時(shí)，只需將圖9.4.10中的二極管VD反接。

正向特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：

反向特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：

4.測(cè)試穩(wěn)壓二極管的伏安特性。

(1)正向特性實(shí)驗(yàn)：首先將電壓源(UA或UB)的輸出電壓調(diào)節(jié)旋鈕逆時(shí)針旋至零位，使U=0V。將圖9.4.10中的二極管換成穩(wěn)壓二極管(2CW51)，重復(fù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容3中的正向測(cè)量。UZ+為2CW51的正向電壓。

(2)反向特性實(shí)驗(yàn)：將圖9.4.10中的R(200Ω)換成1kΩ電阻，2CW51反接，測(cè)量2CW51的反向特性。穩(wěn)壓電源的輸出電壓U從0V緩慢增加到20V，測(cè)量2CW51兩端的反向電壓UZ－及電流I。由UZ－可看出其穩(wěn)壓特性。五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)

1.測(cè)二極管正向特性時(shí)，穩(wěn)壓電源輸出應(yīng)由小至大逐漸增加，應(yīng)時(shí)刻注意電流表讀數(shù)不得超過(guò)35mA。

2.如果要測(cè)定2AP9的伏安特性，則正向特性的電壓值應(yīng)取0，0.10，0.13，0.15，0.17，0.19，0.21，0.24，0.30V，反向特性的電壓值取0，2，4，…，10V。

3.進(jìn)行不同實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先估算電壓和電流值，合理選擇儀表的量程，勿使儀表超量程，儀表的極性亦不可接錯(cuò)。

六、思考題

1.線性電阻與非線性電阻的概念是什么？電阻器與二極管的伏安特性有何區(qū)別？

2.設(shè)某器件伏安特性曲線的函數(shù)式為I＝f(U)，試問(wèn)在逐點(diǎn)繪制曲線時(shí)，其坐標(biāo)變量應(yīng)如何放置？

3.穩(wěn)壓二極管與普通二極管有何區(qū)別？其用途如何？

4.在圖9.4.10中，設(shè)U=2V，UD+=0.7V，則毫安電流表(mA)的讀數(shù)為多少？

七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1.根據(jù)各實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分別在實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙上繪制出光滑的伏安特性曲線(其中，二極管和穩(wěn)壓管的正、反向特性均要求畫(huà)在同一張圖中，正、反向電壓可取為不同的比例尺)。

2.根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)、歸納被測(cè)各元件的特性。

3.進(jìn)行必要的誤差分析。9.4.3疊加定理的驗(yàn)證

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

驗(yàn)證線性電路疊加定理的正確性，加深對(duì)線性電路的疊加性和齊次性的認(rèn)識(shí)和理解。

二、原理說(shuō)明

疊加定理指出：在有多個(gè)獨(dú)立源共同作用下的線性電路中，通過(guò)每一個(gè)元件的電流或其兩端的電壓，可以看成是由每一個(gè)獨(dú)立源單獨(dú)作用時(shí)在該元件上所產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和。

線性電路的齊次性是指當(dāng)激勵(lì)信號(hào)(某獨(dú)立源的值)增加K倍或減小為原來(lái)的1/K時(shí)，電路的響應(yīng)(即在電路中各電阻元件上所建立的電流和電壓值)也將增加K倍或減小為原來(lái)的1/K。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)線路如圖9.4.11所示，用DGJ-03掛箱的“基爾霍夫定律/疊加定理”實(shí)驗(yàn)電路板。圖9.4.11疊加定理實(shí)驗(yàn)電路

1.將兩路電壓源UA和UB的輸出電壓分別調(diào)節(jié)為12V和6V，用導(dǎo)線將UA和UB接入實(shí)驗(yàn)電路板上U1和U2處，使得U1=UA=12V，U2=UB=6V。將開(kāi)關(guān)S3投向R5(330Ω)側(cè)。實(shí)驗(yàn)電路板左下方的3個(gè)故障設(shè)置按鍵暫不要按下。

2.令U1電源單獨(dú)作用(將開(kāi)關(guān)S1投向U1側(cè)，開(kāi)關(guān)S2投向B、C短路側(cè))。用直流數(shù)字電壓表和直流數(shù)字毫安表(接專(zhuān)用電流插頭線)測(cè)量各支路電流及各電阻元件兩端的電壓，數(shù)據(jù)記入表9.4.1。

3.令U2電源單獨(dú)作用(將開(kāi)關(guān)S1投向F、E短路側(cè)，開(kāi)關(guān)S2投向U2側(cè))，重復(fù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2的測(cè)量和記錄，數(shù)據(jù)記入表9.4.1。

4.令U1和U2共同作用(開(kāi)關(guān)S1和S2分別投向U1和U2側(cè))，重復(fù)上述測(cè)量并記錄，數(shù)據(jù)記入表9.4.1。

5.將U2的數(shù)值由+6V調(diào)至+12V，變成2U2，令2U2單獨(dú)作用(將開(kāi)關(guān)S1投向F、E短路側(cè)，開(kāi)關(guān)S2投向U2側(cè))，重復(fù)上述測(cè)量并記錄，數(shù)據(jù)記入表9.4.1。表9.4.1數(shù)據(jù)記錄一

6.將R5(330Ω)換成二極管IN4007(即將開(kāi)關(guān)S3投向二極管IN4007側(cè))，重復(fù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1～5的測(cè)量過(guò)程，數(shù)據(jù)記入表9.4.2。

7.任意按下某個(gè)故障設(shè)置按鍵，重復(fù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容4的測(cè)量并記錄(自制表格)，再根據(jù)測(cè)量結(jié)果判斷出故障的性質(zhì)。表9.4.2數(shù)據(jù)記錄二五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)

1．故障的性質(zhì)通常分為“斷路”和“短路”兩種情況。若測(cè)量某條支路電流為零，則可判斷該條支路斷路；若測(cè)量某個(gè)電阻上的電壓為零，并且測(cè)量該電阻所處的支路電流不為零，則可判斷該電阻被短路。

2.用電流表測(cè)量各支路電流或者用電壓表測(cè)量電壓降時(shí)，應(yīng)注意儀表的極性，正確判斷測(cè)量值的“+”、“－”號(hào)后，記入數(shù)據(jù)表格。

3.注意儀表量程的及時(shí)更換。

六、預(yù)習(xí)思考題

1.在疊加定理實(shí)驗(yàn)中，要令U1、U2分別單獨(dú)作用，應(yīng)如何操作？可否直接將不作用的電源(U1或U2)短接置零？

2.實(shí)驗(yàn)電路中，若有一個(gè)電阻器改為二極管，試問(wèn)疊加定理的疊加性與齊次性還成立嗎？為什么？

七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)表格9.4.1的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、比較，歸納、總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，即驗(yàn)證線性電路的疊加性與齊次性。

2.各電阻器所消耗的功率能否用疊加定理計(jì)算得出？試用上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算并做出結(jié)論。

3.通過(guò)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容6及表9.4.2中的數(shù)據(jù)，你能得出什么樣的結(jié)論？9.4.4戴維南定理的驗(yàn)證

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.驗(yàn)證戴維南定理的正確性，加深對(duì)該定理的理解。

2.掌握測(cè)量有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的一般方法。

二、原理說(shuō)明

1.任何一個(gè)線性含源網(wǎng)絡(luò)，如果僅研究其中一條支路的電壓和電流，則可將電路的其余部分看做是一個(gè)有源二端網(wǎng)絡(luò)(或稱為含源一端口網(wǎng)絡(luò))。戴維南定理指出：任何一個(gè)線性有源網(wǎng)絡(luò)，總可以用一個(gè)電壓源與一個(gè)電阻的串聯(lián)來(lái)等效代替，此電壓源的電動(dòng)勢(shì)Us等于這個(gè)有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓Uoc，其等效內(nèi)阻R0等于該網(wǎng)絡(luò)中所有獨(dú)立源均置零(理想電壓源視為短接，理想電流源視為開(kāi)路)時(shí)的等效電阻。

Uoc(Us)和R0稱為有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效參數(shù)。

2.有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的測(cè)量方法。

(1)開(kāi)路電壓、短路電流法測(cè)R0。在有源二端網(wǎng)絡(luò)輸出端開(kāi)路時(shí)，用電壓表直接測(cè)其輸出端的開(kāi)路電壓Uoc，然后將其輸出端短路，用電流表測(cè)其短路電流Isc，則等效內(nèi)阻為

當(dāng)二端網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)阻很小時(shí)，若將其輸出端口短路，則易損壞其內(nèi)部元件，因此這種情況下不宜用此法。

(2)伏安法測(cè)R0。用電壓表、電流表測(cè)出有源二端網(wǎng)

絡(luò)的外特性曲線，如圖9.4.12所示，根據(jù)外特性曲線求出斜率tanφ，則內(nèi)阻為

也可以先測(cè)量開(kāi)路電壓Uoc，再測(cè)量電流為額定值IN時(shí)的輸出端電壓值UN，則內(nèi)阻為圖9.4.12伏安法

(3)半電壓法測(cè)R0。如圖9.4.13所示，當(dāng)負(fù)載電壓為被測(cè)網(wǎng)絡(luò)開(kāi)路電壓的一半時(shí)，負(fù)載電阻(由電阻箱的讀數(shù)確定)即為被測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻值。圖9.4.13半電壓法

(4)零示法測(cè)Uoc。在測(cè)量具有高內(nèi)阻有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓時(shí)，用電壓表直接測(cè)量會(huì)造成較大的誤差。為了消除電壓表內(nèi)阻的影響，往往采用零示測(cè)量法(簡(jiǎn)稱零示法)，如圖9.4.14所示。圖9.4.14零示法

三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

被測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)如圖9.4.15(a)所示。

1.用開(kāi)路電壓、短路電流法測(cè)定戴維南等效電路的Uoc、R0。

按圖9.4.15(a)將電壓源UA或UB及電流源用導(dǎo)線接入實(shí)驗(yàn)電路板Us、Is處，調(diào)節(jié)電壓源和電流源的輸出，使得Us=12V和Is=10mA，A、B兩端不接入負(fù)載RL。

實(shí)驗(yàn)電路板上設(shè)置了開(kāi)關(guān)，當(dāng)開(kāi)關(guān)扳向右側(cè)時(shí)，A、B兩端開(kāi)路；當(dāng)開(kāi)關(guān)扳向左側(cè)時(shí)，A、B兩端短路。圖9.4.15戴維南定理實(shí)驗(yàn)電路將A、B兩端開(kāi)路，用電壓表測(cè)出開(kāi)路電壓Uoc；將A、B兩端短路，用毫安表測(cè)出短路電流Isc，并計(jì)算出等效內(nèi)阻R0。將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記入下表。

2.負(fù)載實(shí)驗(yàn)。按圖9.4.15(a)將開(kāi)關(guān)扳向右側(cè)，在A、B兩端接入電位器(1kΩ，5W)作為負(fù)載RL。改變RL的阻值，即調(diào)節(jié)電位器在0～1kΩ范圍內(nèi)變化，使得并聯(lián)在RL上的直流電壓表按下表中電壓U的數(shù)值變化，用電流表測(cè)出對(duì)應(yīng)U流過(guò)RL的電流I，即可畫(huà)出有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性曲線。

3.驗(yàn)證戴維南定理。從電阻箱上調(diào)得按實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1所得的等效內(nèi)阻R0的值，然后使電阻箱與直流穩(wěn)壓電源(調(diào)到實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1時(shí)所測(cè)得的開(kāi)路電壓Uoc的值)相串聯(lián)，如圖9.4.15(b)所示，仿照實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2測(cè)其外特性，對(duì)戴維南定理進(jìn)行驗(yàn)證。

4.有源二端網(wǎng)絡(luò)等效內(nèi)阻(又稱入端電阻Ri)的直接測(cè)量法。如圖9.4.15(a)所示，將被測(cè)有源網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有獨(dú)立源置零(去掉電流源Is和電壓源Us，并在原電壓源所接的兩點(diǎn)處用一根短路導(dǎo)線相連)，然后用伏安法或者直接用萬(wàn)用表的歐姆擋去測(cè)定負(fù)載RL開(kāi)路時(shí)A、B兩點(diǎn)間的電阻，即為被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻R0，也稱網(wǎng)絡(luò)的入端電阻Ri。

5.用半電壓法和零示法測(cè)量被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻R0及其開(kāi)路電壓Uoc。實(shí)驗(yàn)線路按圖9.4.13和圖9.4.14接線。五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)

1.測(cè)量時(shí)應(yīng)注意電流表和電壓表量程的更換。

2.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容4中，電壓源置零時(shí)不可將電壓源短接。

3.用萬(wàn)用表直接測(cè)R0時(shí)，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的獨(dú)立源必須先去掉，以免損壞萬(wàn)用表。另外，歐姆擋必須經(jīng)調(diào)零后再進(jìn)行測(cè)量。

4.用零示法測(cè)量Uoc時(shí)，應(yīng)先將穩(wěn)壓電源的輸出調(diào)至接近于Uoc，再按圖9.4.14測(cè)量。

5.改接線路時(shí)，要關(guān)掉電源。

六、預(yù)習(xí)思考題

1.在求戴維南等效電路時(shí)，作短路實(shí)驗(yàn)，測(cè)Isc的條件是什么？在本實(shí)驗(yàn)中可否直接作負(fù)載短路實(shí)驗(yàn)？請(qǐng)?jiān)趯?shí)驗(yàn)前對(duì)線路圖9.4.15(a)預(yù)先進(jìn)行計(jì)算，以便調(diào)整實(shí)驗(yàn)線路和測(cè)量時(shí)準(zhǔn)確選取電表的量程。

2.說(shuō)明測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)開(kāi)路電壓及等效內(nèi)阻的幾種方法，并比較其優(yōu)缺點(diǎn)。

七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2、3，分別繪出曲線，驗(yàn)證戴維南定理的正確性，并分析產(chǎn)生誤差的原因。

2.將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、4、5測(cè)得的Uoc和R0與預(yù)習(xí)時(shí)的計(jì)算結(jié)果作比較，能得出什么結(jié)論？9.4.5

RLC串聯(lián)諧振電路的測(cè)試

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.學(xué)習(xí)用實(shí)驗(yàn)方法繪制RLC串聯(lián)電路的幅頻特性曲線。

2.加深理解電路發(fā)生諧振的條件、特點(diǎn)，掌握電路品質(zhì)因數(shù)(電路Q值)的物理意義及其測(cè)試方法。

二、原理說(shuō)明

1.在圖9.4.16所示的RLC串聯(lián)電路中，當(dāng)正弦交流信號(hào)源的頻率f改變時(shí)，電路中的感抗、容抗隨之而變，電路中的電流也隨f而變。取電阻R上的電壓uo作為響應(yīng)，當(dāng)輸入

電壓ui的幅值維持不變時(shí)，在不同頻率的信號(hào)激勵(lì)下，測(cè)出Uo之值，然后以f為橫坐標(biāo)，以Uo/Ui為縱坐標(biāo)(因Ui不變，故也可直接以Uo為縱坐標(biāo))，繪出光滑的曲線，此即為幅頻特性曲線，也稱諧振曲線，如圖9.4.17所示。圖9.4.16

RCL串聯(lián)電路圖9.4