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万用表应用技巧
来源:   发表时间:2006/6/25  浏览次数:
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万用表应用技巧 

  一、指针表和数字表的选用:

  1、指针表读取精度较差,但指针摆动的过程比较直观,其摆动速度幅度有时也能比较客观地反映了被测量的大小(比如测电视机数据总线(SDL)在传送数据时的轻微抖动);数字表读数直观,但数字变化的过程看起来很杂乱,不太容易观看。

  2、指针表内一般有两块电池,一块低电压的1.5V,一块是高电压的9V或15V,其黑表笔相对红表笔来说是正端。数字表则常用一块6V或9V的电池。在电阻档,指针表的表笔输出电流相对数字表来说要大很多,用R×1Ω档可以使扬声器发出响亮的“哒”声,用R×10kΩ档甚至可以点亮发光二极管(LED)。

  3、在电压档,指针表内阻相对数字表来说比较小,测量精度相比较差。某些高电压微电流的场合甚至无法测准,因为其内阻会对被测电路造成影响(比如在测电视机显像管的加速级电压时测量值会比实际值低很多)。数字表电压档的内阻很大,至少在兆欧级,对被测电路影响很小。但极高的输出阻抗使其易受感应电压的影响,在一些电磁干扰比较强的场合测出的数据可能是虚的。

  4、总之,在相对来说大电流高电压的模拟电路测量中适用指针表,比如电视机、音响功放。在低电压小电流的数字电路测量中适用数字表,比如BP机、手机等。不是绝对的,可根据情况选用指针表和数字表。

  二、测量技巧(如不作说明,则指用的是指针表):

  1、测喇叭、耳机、动圈式话筒:用R×1Ω档,任一表笔接一端,另一表笔点触另一端,正常时会发出清脆响量的“哒”声。如果不响,则是线圈断了,如果响声小而尖,则是有擦圈问题,也不能用。

  2、测电容:用电阻档,根据电容容量选择适当的量程,并注意测量时对于电解电容黑表笔要接电容正极。①、估测微波法级电容容量的大小:可凭经验或参照相同容量的标准电容,根据指针摆动的最大幅度来判定。所参照的电容不必耐压值也一样,只要容量相同即可,例如估测一个100μF/250V的电容可用一个100μF/25V的电容来参照,只要它们指针摆动最大幅度一样,即可断定容量一样。②、估测皮法级电容容量大小:要用R×10kΩ档,但只能测到1000pF以上的电容。对1000pF或稍大一点的电容,只要表针稍有摆动,即可认为容量够了。③、测电容是否漏电:对一千微法以上的电容,可先用R×10Ω档将其快速充电,并初步估测电容容量,然后改到R×1kΩ档继续测一会儿,这时指针不应回返,而应停在或十分接近∞处,否则就是有漏电现象。对一些几十微法以下的定时或振荡电容(比如彩电开关电源的振荡电容),对其漏电特性要求非常高,只要稍有漏电就不能用,这时可在R×1kΩ档充完电后再改用R×10kΩ档继续测量,同样表针应停在∞处而不应回返。

  3、在路测二极管、三极管、稳压管好坏:因为在实际电路中,三极管的偏置电阻或二极管、稳压管的周边电阻一般都比较大,大都在几百几千欧姆以上,这样,我们就可以用万用表的R×10Ω或R×1Ω档来在路测量PN结的好坏。在路测量时,用R×10Ω档测PN结应有较明显的正反向特性(如果正反向电阻相差不太明显,可改用R×1Ω档来测),一般正向电阻在R×10Ω档测时表针应指示在200Ω左右,在R×1Ω档测时表针应指示在30Ω左右(根据不同表型可能略有出入)。如果测量结果正向阻值太大或反向阻值太小,都说明这个PN结有问题,这个管子也就有问题了。这种方法对于维修时特别有效,可以非常快速地找出坏管,甚至可以测出尚未完全坏掉但特性变坏的管子。比如当你用小阻值档测量某个PN结正向电阻过大,如果你把它焊下来用常用的R×1kΩ档再测,可能还是正常的,其实这个管子的特性已经变坏了,不能正常工作或不稳定了。

  4、测电阻:重要的是要选好量程,当指针指示于1/3~2/3满量程时测量精度最高,读数最准确。要注意的是,在用R×10k电阻档测兆欧级的大阻值电阻时,不可将手指捏在电阻两端,这样人体电阻会使测量结果偏小。

  5、测稳压二极管:我们通常所用到的稳压管的稳压值一般都大于1.5V,而指针表的R×1k以下的电阻档是用表内的1.5V电池供电的,这样,用R×1k以下的电阻档测量稳压管就如同测二极管一样,具有完全的单向导电性。但指针表的R×10k档是用9V或15V电池供电的,在用R×10k测稳压值小于9V或15V的稳压管时,反向阻值就不会是∞,而是有一定阻值,但这个阻值还是要大大高于稳压管的正向阻值的。如此,我们就可以初步估测出稳压管的好坏。但是,好的稳压管还要有个准确的稳压值,业余条件下怎么估测出这个稳压值呢?不难,再去找一块指针表来就可以了。方法是:先将一块表置于R×10k档,其黑、红表笔分别接在稳压管的阴极和阳极,这时就模拟出稳压管的实际工作状态,再取另一块表置于电压档V×10V或V×50V(根据稳压值)上,将红、黑表笔分别搭接到刚才那块表的的黑、红表笔上,这时测出的电压值就基本上是这个稳压管的稳压值。说“基本上”,是因为第一块表对稳压管的偏置电流相对正常使用时的偏置电流稍小些,所以测出的稳压值会稍偏大一点,但基本相差不大。这个方法只可估测稳压值小于指针表高压电池电压的稳压管。如果稳压管的稳压值太高,就只能用外加电源的方法来测量了(这样看来,我们在选用指针表时,选用高压电池电压为15V的要比9V的更适用些)。

  6、测三极管:通常我们要用R×1kΩ档,不管是NPN管还是PNP管,不管是小功率、中功率、大功率管,测其be结cb结都应呈现与二极管完全相同的单向导电性,反向电阻无穷大,其正向电阻大约在10K左右。为进一步估测管子特性的好坏,必要时还应变换电阻档位进行多次测量,方法是:置R×10Ω档测PN结正向导通电阻都在大约200Ω左右;置R×1Ω档测PN结正向导通电阻都在大约30Ω左右,(以上为47型表测得数据,其它型号表大概略有不同,可多试测几个好管总结一下,做到心中有数)如果读数偏大太多,可以断定管子的特性不好。还可将表置于R×10kΩ再测,耐压再低的管子(基本上三极管的耐压都在30V以上),其cb结反向电阻也应在∞,但其be结的反向电阻可能会有些,表针会稍有偏转(一般不会超过满量程的1/3,根据管子的耐压不同而不同)。同样,在用R×10kΩ档测ec间(对NPN管)或ce间(对PNP管)的电阻时,表针可能略有偏转,但这不表示管子是坏的。但在用R×1kΩ以下档测ce或ec间电阻时,表头指示应为无穷大,否则管子就是有问题。应该说明一点的是,以上测量是针对硅管而言的,对锗管不适用。不过现在锗管也很少见了。另外,所说的“反向”是针对PN结而言,对NPN管和PNP管方向实际上是不同的。

  现在常见的三极管大部分是塑封的,如何准确判断三极管的三只引脚哪个是b、c、e?三极管的b极很容易测出来,但怎么断定哪个是c哪个是e?这里推荐三种方法:第一种方法:对于有测三极管hFE插孔的指针表,先测出b极后,将三极管随意插到插孔中去(当然b极是可以插准确的),测一下hFE值,然后再将管子倒过来再测一遍,测得hFE值比较大的一次,各管脚插入的位置是正确的。第二种方法:对无hFE测量插孔的表,或管子太大不方便插入插孔的,可以用这种方法:对NPN管,先测出b极(管子是NPN还是PNP以及其b脚都很容易测出,是吧?),将表置于R×1kΩ档,将红表笔接假设的e极(注意拿红表笔的手不要碰到表笔尖或管脚),黑表笔接假设的c极,同时用手指捏住表笔尖及这个管脚,将管子拿起来,用你的舌尖舔一下b极,看表头指针应有一定的偏转,如果你各表笔接得正确,指针偏转会大些,如果接得不对,指针偏转会小些,差别是很明显的。由此就可判定管子的c、e极。对PNP管,要将黑表笔接假设的e极(手不要碰到笔尖或管脚),红表笔接假设的c极,同时用手指捏住表笔尖及这个管脚,然后用舌尖舔一下b极,如果各表笔接得正确,表头指针会偏转得比较大。当然测量时表笔要交换一下测两次,比较读数后才能最后判定。这个方法适用于所有外形的三极管,方便实用。根据表针的偏转幅度,还可以估计出管子的放大能力,当然这是凭经验的。第三种方法:先判定管子的NPN或PNP类型及其b极后,将表置于R×10kΩ档,对NPN管,黑表笔接e极,红表笔接c极时,表针可能会有一定偏转,对PNP管,黑表笔接c极,红表笔接e极时,表针可能会有一定的偏转,反过来都不会有偏转。由此也可以判定三极管的c、e极。不过对于高耐压的管子,这个方法就不适用了。

  对于常见的进口型号的大功率塑封管,其c极基本都是在中间(我还没见过b在中间的)。中、小功率管有的b极可能在中间。比如常用的9014三极管及其系列的其它型号三极管、2SC1815、2N5401、2N5551等三极管,其b极有的在就中间。当然它们也有c极在中间的。所以在维修更换三极管时,尤其是这些小功率三极管,不可拿来就按原样直接安上,一定要先测一下。 
   
 
仅用万用表作为检测工具的集成电路的检测方法 

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  编者按:虽说集成电路代换有方,但拆卸毕竟较麻烦。因此,在拆之前应确切判断集成电路是否确实已损坏及损坏的程度,避免盲目拆卸。本文介绍了仅用万用表作为检测工具的不在路和在路检测集成电路的方法和注意事项。文中所述在路检测的四种方法(直流电阻、电压、交流电压和总电流的测量)是业余维修中实用且常用的检测法。这里,也希望大家提供其他实用的(集成电路和元器件)判别检测经验。

  一、不在路检测
  这种方法是在IC未焊入电路时进行的,一般情况下可用万用表测量各引脚对应于接地引脚之间的正、反向电阻值,并和完好的IC进行比较。

  二、在路检测
  这是一种通过万用表检测IC各引脚在路(IC在电路中)直流电阻、对地交直流电压以及总工作电流的检测方法。这种方法克服了代换试验法需要有可代换IC的局限性和拆卸IC的麻烦,是检测IC最常用和实用的方法。

  1.在路直流电阻检测法
  这是一种用万用表欧姆挡,直接在线路板上测量IC各引脚和外围元件的正反向直流电阻值,并与正常数据相比较,来发现和确定故障的方法。测量时要注意以下三点:
  (1)测量前要先断开电源,以免测试时损坏电表和元件。
  (2)万用表电阻挡的内部电压不得大于6V,量程最好用R×100或R×1k挡。
  (3)测量IC引脚参数时,要注意测量条件,如被测机型、与IC相关的电位器的滑动臂位置等,还要考虑外围电路元件的好坏。

  2.直流工作电压测量法
  这是一种在通电情况下,用万用表直流电压挡对直流供电电压、外围元件的工作电压进行测量;检测IC各引脚对地直流电压值,并与正常值相比较,进而压缩故障范围,找出损坏的元件。测量时要注意以下八点:
  (1)万用表要有足够大的内阻,至少要大于被测电路电阻的10倍以上,以免造成较大的测量误差。
  (2)通常把各电位器旋到中间位置,如果是电视机,信号源要采用标准彩条信号发生器。
  (3)表笔或探头要采取防滑措施。因任何瞬间短路都容易损坏IC。可采取如下方法防止表笔滑动:取一段自行车用气门芯套在表笔尖上,并长出表笔尖约0.5mm左右,这既能使表笔尖良好地与被测试点接触,又能有效防止打滑,即使碰上邻近点也不会短路。
  (4)当测得某一引脚电压与正常值不符时,应根据该引脚电压对IC正常工作有无重要影响以及其他引脚电压的相应变化进行分析,才能判断IC的好坏。
  (5)IC引脚电压会受外围元器件影响。当外围元器件发生漏电、短路、开路或变值时,或外围电路连接的是一个阻值可变的电位器,则电位器滑动臂所处的位置不同,都会使引脚电压发生变化。
  (6)若IC各引脚电压正常,则一般认为IC正常;若IC部分引脚电压异常,则应从偏离正常值最大处入手,检查外围元件有无故障,若无故障,则IC很可能损坏。
  (7)对于动态接收装置,如电视机,在有无信号时,IC各引脚电压是不同的。如发现引脚电压不该变化的反而变化大,该随信号大小和可调元件不同位置而变化的反而不变化,就可确定IC损坏。
  (8)对于多种工作方式的装置,如录像机,在不同工作方式下,IC各引脚电压也是不同的。

  3.交流工作电压测量法
  为了掌握IC交流信号的变化情况,可以用带有dB插孔的万用表对IC的交流工作电压进行近似测量。检测时万用表置于交流电压挡,正表笔插入dB插孔;对于无dB插孔的万用表,需要在正表笔串接一只0.1~0.5μF隔直电容。该法适用于工作频率比较低的IC,如电视机的视频放大级、场扫描电路等。由于这些电路的固有频率不同,波形不同,所以所测的数据是近似值,只能供参考。

  4.总电流测量法
  该法是通过检测IC电源进线的总电流,来判断IC好坏的一种方法。由于IC内部绝大多数为直接耦合,IC损坏时(如某一个PN结击穿或开路)会引起后级饱和与截止,使总电流发生变化。所以通过测量总电流的方法可以判断IC的好坏。也可用测量电源通路中电阻的电压降,用欧姆定律计算出总电流值。

  以上检测方法,各有利弊,在实际应用中最好将各种方法结合起来,灵活运用。 
 


  
如何借助万用表检测可控硅 

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  可控硅分单向可控硅和双向可控硅两种,都是三个电极。单向可控硅有阴极(K)、阳极(A)、控制极(G)。双向可控硅等效于两只单项可控硅反向并联而成。即其中一只单向硅阳极与另一只阴极相边连,其引出端称T2极,其中一只单向硅阴极与另一只阳极相连,其引出端称T2极,剩下则为控制极(G)。

  1、单、双向可控硅的判别:先任测两个极,若正、反测指针均不动(R×1挡),可能是A、K或G、A极(对单向可控硅)也可能是T2、T1或T2、G极(对双向可控硅)。若其中有一次测量指示为几十至几百欧,则必为单向可控硅。且红笔所接为K极,黑笔接的为G极,剩下即为A极。若正、反向测批示均为几十至几百欧,则必为双向可控硅。再将旋钮拨至R×1或R×10挡复测,其中必有一次阻值稍大,则稍大的一次红笔接的为G极,黑笔所接为T1极,余下是T2极。

  2、性能的差别:将旋钮拨至R×1挡,对于1~6A单向可控硅,红笔接K极,黑笔同时接通G、A极,在保持黑笔不脱离A极状态下断开G极,指针应指示几十欧至一百欧,此时可控硅已被触发,且触发电压低(或触发电流小)。然后瞬时断开A极再接通,指针应退回∞位置,则表明可控硅良好。

  对于1~6A双向可控硅,红笔接T1极,黑笔同时接G、T2极,在保证黑笔不脱离T2极的前提下断开G极,指针应指示为几十至一百多欧(视可控硅电流大小、厂家不同而异)。然后将两笔对调,重复上述步骤测一次,指针指示还要比上一次稍大十几至几十欧,则表明可控硅良好,且触发电压(或电流)小。

  若保持接通A极或T2极时断开G极,指针立即退回∞位置,则说明可控硅触发电流太大或损坏。可按图2方法进一步测量,对于单向可控硅,闭合开关K,灯应发亮,断开K灯仍不息灭,否则说明可控硅损坏。 

  对于双向可控硅,闭合开关K,灯应发亮,断开K,灯应不息灭。然后将电池反接,重复上述步骤,均应是同一结果,才说明是好的。否则说明该器件已损坏。 
 
 
   
万用表使用之一二 

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万用表的使用的注意事项

  (1)在使用万用表之前,应先进行“机械调零”,即在没有被测电量时 ,使万用表指针指在零电压或零电流的位置上。

  (2)在使用万用表过程中,不能用手去接触表笔的金属部分 ,这样一方面可以保证测量的准确,另一方面也可以保证人身安全。

  (3)在测量某一电量时,不能在测量的同时换档,尤其是在测量高电压或大电流时 ,更应注意。否则,会使万用表毁坏。如需换挡,应先断开表笔,换挡后再去测量。

  (4)万用表在使用时,必须水平放置,以免造成误差。同时, 还要注意到避免外界磁场对万用表的影响。

  (5)万用表使用完毕,应将转换开关置于交流电压的最大挡。如果长期不使用 ,还应将万用表内部的电池取出来,以免电池腐蚀表内其它器件。

欧姆挡的使用

  一、选择合适的倍率。在欧姆表测量电阻时,应选适当的倍率,使指针指示在中值附近。最好不使用刻度左边三分之一的部分,这部分刻度密集很差。

  二、使用前要调零。

  三、不能带电测量。

  四、被测电阻不能有并联支路。

  五、测量晶体管、电解电容等有极性元件的等效电阻时,必须注意两支笔的极性。

  六、用万用表不同倍率的欧姆挡测量非线性元件的等效电阻时,测出电阻值是不相同的。这是由于各挡位的中值电阻和满度电流各不相同所造成的,机械表中,一般倍率越小,测出的阻值越小。

万用表测直流时

  一、进行机械调零。

  二、选择合适的量程档位。

  三、使肜万用表电流挡测量电流时,应将成用表串联在被子测电路中,因为只有串连接才奶使流过电流 表的电流与被测支路电流相同。测量时,应断开被测支路,将万用表红、黑表笔串接在被子断开的两点之间。特别应注意电流抄录能并联接在被子测电路中,这样做是很危险的,极易使万表烧毁。

  四、注意被测电量极性。

  五、正确使用刻度和读。

  六、当选取用直流电流的2.5A挡时,万用表红表笔应插在2.5A测量插孔内,量程开关可以置于直流电流挡的任意量程上。

  七、如果被子测的直流电流大于2.5A,则可将2.5A挡扩展为5A挡 。方法很简单,使用者可以在“2.5A”插孔和黑表笔插孔之间接入一支0.24欧姆的电阻 ,这样该挡位就变成了5A电流挡了。接入的0.24A电阻应选取用2W以上的线绕电阻 ,如果功率太小会使之烧毁。 
 
用万用表判断扬声器的正负极

  首先,把指针式万用表拨到直流0~5mA挡,然后将两表笔分别接在待测扬声器的两个焊片上。用手轻按扬声器的纸盆,观察万用表指针的摆动方向,若指针正向偏转,则红表笔接的是扬声器负极,黑表笔接的是扬声器正极。反之,红表笔接的是正极,黑表笔接的是负极。

2用万用表判断压电陶瓷的好坏

  压电陶瓷是一种人工合成的压电材料。当受到外界压力时,两面会产生电荷,电荷量与压力成正比,这种现象称为压电效应。压电陶瓷具有压电效应,即在外电场作用下,会产生形变,所以压电陶瓷片可用作发声元件。

  利用压电陶瓷片的压电效应,可用万用表判断其好坏。

  将压电陶瓷片的两极引出两根导线,然后把陶瓷片平放到桌子上,将两根引线分别接至万用表两表笔上,把万用表拨至最小电流挡,然后用铅笔橡皮头轻按陶瓷片,若万用表指针明显摆动,说明陶瓷片完好,否则,说明已损坏。


 

 
万用表的使用方法 

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    一、36V以下的电压为安全电压,在测高于36V直流,25V交流电时,要检查表笔是否可靠接触,是否正确连接,是否绝缘良好等,以免电击。

    二、换功能和量程时,表笔应离开测试点,测试时选择正确的功能和量程,谨防误操作。

    三、直流电压测量,先将量程开关转至相应的DCV量程上,然后将测试表笔跨接在被测电路上,红表笔所接的该点电压与极性显示在屏幕上。

    四、交流电压测量,先将量程开关转至相应的ACV量程上,然后将测试表笔跨接在被测电路上。

    五、直流电流测量,先将量程开关转至相应的DCA档位上,然后将仪表串入被测电路上。

    六、交流电流测量,先将量程开关转至相应的ACA档位上,然后将仪表串入被测电路上。

    七、电阻测量,将量程开关转到相应的电阻量程上,将两表笔跨接在被测电阻上。

    八、电容测量,将量程开关转到相应的电容量程上,将测试表笔跨接在被测电容、两端进行测量,必要时注意极性。

    九、极管及通断测试,将量程开关置 档。将红表接二极管正极,黑表笔接二极管负极。如测线路的通断时,将表笔连接在待测线路的两端,如蜂鸣器响则电路通,反之电路断开。

    十、管放大倍数测量,将量程开关置于hFE档,决定所测晶体管为NPN型或PNP型,将发射极,基极,集电极分别插入相应的孔里。
 
 
 
如何使用万用表 
  万用表是电子制作中必备的测试工具。它具有测量电流、电压和电阻等多种功能。
  本节将介绍万用表的结构和使用万用表的方法。同学们应努力学会使用万用表。
 
  一、观察和了解万用表的结构。
  万用表种类很多,外形各异,但基本结构和使用方法是相同的。常用万用表的结构和外形见彩页附图。
  万用表面板上王要有表头和选择开关。还有欧姆档调零旋钮和表笔插孔。下面介绍各部分的作用:
  
 

  (一)表头
  万用表的表头是灵敏电流计。表头上的表盘印有多种符号,刻度线和数值(如图3-4(B))。符号A一V一Ω表示这只电表是可以测量电流、电压和电阻的多用表。表盘上印有多条刻度线,其中右端标有“Ω”的是电阻刻度线,其右端为零,左端为∞,刻度值分布是不均匀的。符号“-”或“DC”表示直流,“~”或“AC”表示交流,“~”表示交流和直流共用的刻度线。刻度线下的几行数字是与选择开关的不同档位相对应的刻度值。
  表头上还设有机械零位调整旋钮,用以校正指针在左端指零位。
  (二)选择开关
  万用表的选择开关是一个多档位的旋转开关。用来选择测量项目和量程。(如图3一4(B))。一般的万用表测量项目包括:“mA”;直流电流、“V”:直流电压、“V”:交流电压、“Ω”:电阻。每个测量项目又划分为几个不同的量程以供选择。
  (三)表笔和表笔插孔
  表笔分为红、黑二只。使用时应将红色表笔插入标有“+”号的插孔,黑色表笔插入标有“-”号的插孔。
  二、万用表的使用方法
  (一)万用表使用前,应做到:
  1.万用表水平放置。
  2.应检查表针是否停在表盘左端的零位。如有偏离,可用小螺丝刀轻轻转动表头上的机械零位调整旋钮,使表针指零。
  3.将表笔按上面要求插入表笔插孔。
  4.将选择开关旋到相应的项目和量程上。就可以使用了。
  (二)万用表使用后,应做到:
  1.拔出表笔。
  2.将选择开关旋至“OFF”档,若无此档,应旋至交流电压最大量程档,如“又1000V”档。
  3.若长期不用,应将表内电池取出,以防电池电解液渗漏而腐蚀内部电路。

  用万用表测量电压和电流
  在电子制作中,常常用万用表测量电路中的电压和电流。
  将发光二极管和电阻、电位器接成图3-4的电路,旋转电位器使发光二极管正常发光。发光二极管是一种特殊的二极管,通人一定电流时,它的透明管壳就会发光。发光二极管有多种颜色,常在电路中做指示灯。我们将利用这个电路练习用万用表测量电压和电流。
  (一)测量直流电压
  以Jo411型万用表为例。测量步骤是:
  1.选择量程。万用表直流电压档标有“V”,有2.5伏、10伏、50伏、250伏和500伏五个量程。根据电路中电源电压大小选择量程。由于电路中电源电压只有3伏,所以选用10伏档。若不清楚电压大小,应先用最高电压档测量,逐渐换用低电压档。
  2.测量方法。万用表应与被测电路并联。红笔应接被测电路和电源正极相接处,黑笔应接被测电路和电源负极相接处(如图3-4)。



图3一4用万用表测电压  

  3.正确读数。仔细观查表盘,直流电压档刻度线是第二条刻度线,用10V档时,可用刻度线下第三行数字直接读出被测电压值。注意读数时,视线应正对指针。

  技能训练  用万用表测量电压
  目的  练习连接电路和使用万用表测量电压。
  器材  电池二节(放在电池盒中)100fll/8W固定电阻,470t1电位器、发光二极管、导线、万用表。
  步骤
  (1)按图3-4连接电路。电路不做焊接。可采用图3-5所示方法将导线两端绝缘皮剥去,缠绕在元件接点或引线上。注意相邻接点间引线不可相碰。
 


电路的连接方法
 
  (2)检查电路无误后接通电源,旋转电位器发光二极管亮度将发生变化。使发光二极管亮度适中。
  (3)将万用表按前面讲的使用前应做到的要求准备好,并将选择开关置于Vl0伏档。
  (4)手持表笔绝缘杆,将正负表笔分别接触电池盒正负两极引出焊片,测量电源电压。正确读出电压数值。
  记录:电源电压为上  伏。
  (5)将万用表红黑表笔按图3一4接触发光二极管两引脚,测量发光二极管两极间电压。正确读出电压数值。
  记录:发光二极管两端电压为  伏。
  (6)用万用表测量固定电阻器两端电压。首先判断正负表笔应接触的位置,然后测量。
  记录:固定电阻器两端电压为  伏。
  在以上三步的测量中,哪一项电压值若小于2.5伏,可将万用表选择开关换为V2.5伏档再测量一次,比较两次测量结果(换量程后应注意刻度线的读数)。
  (7)测量完毕,断开电路电源。按前面讲的万用表使用后应做到的要求收好万用表。
  (二)测量直流电流
  1.选择量程:万用表直流电流档标有“mA”有1mA、1omA、100mA三档量程。选择量程,应根据电路中的电流大小。如不知电流大小,应选用最大量程。
  2.测量方法:万用表应与被测电路串联。应将电路相应部分断开后,将万用表表笔接在断点的两端。红表笔应接在和电源正极相连的断点,黑表笔接在和电源负极相连的断点(如图3-6)。
 


图3-6  用万用表测量电流

  3.正确读数:直流电流档刻度线仍为第二条,如选100mA档时,可用第三行数字,读数后乘10即可。
 

  技能训练  用万用表测量电流。
  目的  练习使用万用表测量直流电流。
  器材  仍使用图3-4(测电压)的电路、万用表。
  步骤
  (1)按图3-4连接电路,使发光二极管正常发光。
  (2)按前面讲的使用前的要求准备好万用表并将选择开关置于mA档100mA量程。
  (3)如图3-6,断开电位器中间接点和发光二极管负极间引线,形成“断点”。这时,发光二极管熄灭。
  (4)将万用表串接在断点处。红表笔接发光二极管负极,黑表笔接电位器中间接点引线。这时,发光二极管重新发光。万用表指针所指刻度值即为通过发光二极管的电流值。
  (5)正确读出通过发光二极管的电流值。
  记录:通过发光二极管的电流为  毫安。
  (6)旋转电位器转柄,观察万用表指针的变化情况和发光二极管的亮度变化,可以看出:           。
  记录:通过发光二极管的最大电流是  毫安。最小电流是  毫安。
  通过以上操作,我们可以进一步体会电阻器在电路中的作用。
  (7)测量完毕,断开电源,按要求收好万用表。
  四、用万用表测且电区和测试电子元件
  (一)用万用表测量电阻
  万用表欧姆档可以测量导体的电阻。欧姆档用“Ω”表示,分为R×1、R×10、R×100和R×1K四档。有些万用表还有R×10k档。使用万用表欧姆档测电阻,除前面讲的使用前应做到的要求外,还应遵循以下步骤(参看图3-7)。
  1.将选择开关置于R×100档,将两表笔短接调整欧姆档零位调整旋钮,使表针指向电阻刻度线右端的零位。若指针无法调到零点,说明表内电池电压不足,应更换电池(如图3-7(A))。
  2.用两表笔分别接触被测电阻两引脚进行测量。正确读出指针所指电阻的数值,再乘以倍率(R×100档应乘100,R×1k档应乘1000……)。就是被测电阻的阻值(如图3-7(B))。
  3.为使测量较为准确,测量时应使指针指在刻度线中心位置附近。若指针偏角较小,应换用R×1k档,若指针偏角较大,应换用R×1O档或R×1档。每次换档后,应再次调整欧姆档零位调整旋钮,然后再测量(如图3-7(C))。
  4.测量结束后,应拔出表笔,将选择开关置于“OFF”档或交流电压最大档位。收好万用表。
  测量电阻时应注意:
  1.被测电阻应从电路中拆下后再测量。
  2.两只表笔不要长时间碰在一起。
  3.两只手不能同时接触两根表笔的金属杆、或被测电阻两根引脚,最好用右手同时持两根表笔(如图3-8)。
  4.长时间不使用欧姆档,应将表中电池取出。

  技能训练 用万用表测量电阻
  目的  掌握万用表欧姆档使用方法,练习用万用表测量电阻。

  表3-7     万用表测试常用电子元件
 

用万用表R×1K档测试
 
测试电容器
 
 
 
  测量容量较大的电容器(5000P以上),万用表指针将迅速右摆后再逐渐返回左端,指针停止时所指电阻值为此电容绝缘电阻。绝缘电阻越大越好,一般应接近∞若指针不动,电容器已断路,摆动后不返回,电容器漏电严重,均不能使用。较小容量(5000P以下)电容测试时表针基本不动
   电解电容器是有极性电容测试时应用红笔接电解电容器负极,黑笔接正极,电容量越大,表针摆动越大,每次测量后应将电容器两端短接将电容器上所充电荷放掉。
 
测试晶体二极管
 测量二极管正向电阻阻值越小越好。
 
 测量二极管反向电阻。阻值越大越好。
  
测试晶体三极管
 
 
 
  测三极管穿透电流。NPN型管如图(PNP型表笔对调)ce极间电阻应很大,此电阻值越大,三极管穿透电流越小,工作稳定性越好,若手握此管时,电阻值逐渐减小,则三极管稳定性很差。
   测三极管放大能力在前项测量基础上在三极管cb两极间加一个100K电阻,则表针应向右摆动摆动角度越大,三极管放大倍数越大。(若无电阻,也可用左手同时捏住bc两极以人体电阻代替
 

  器材  万用表 10只不同阻值色环的电阻
  (1)将10只电阻插在硬纸板上。根据电阻上的色环,写出它们的标称值。
  (2)将万用表按要求调整好,并置于R×100档,调整欧姆档零位调整旋钮调零。
  (3)分别测量10只电阻。将测量值写在电阻旁。测量时注意读数应乘倍率。
  (4)若测量时指针偏角太大或太小,应换档后再测。换档后应再次调零才能使用。
  (5)相互检查。10只电阻中你测量正确的有几只?将测量值和标称值相比较了解各电阻的误差。
  (6)按要求收好万用表。
  (二)用万用表测试电子元件
  万用表欧姆档还可以测试电容器、二极管和三极管,测试方法可参看表3-7。其它电子元件在以后应用时,再说明测试方法。
  技能训练  用万用表测试电子元件
  目的  练习使用万用表测试电容器、晶体二极管和三极管。
  器材  万用表 固定电容器1000P 0.1μ 1μ各一只,电解电容器10μ 100μ各一只,二极管2AP9、2CP10 三极管3DG6 3A×31
  步骤
  (1)将万用表调整好,置于R×1k档。调整欧姆档零位调整旋钮进行调零。
  (2)测量1000P 0.1μ、1μ三只电容器的绝缘电阻。并观察万用表指针的摆动情况,记录在表3-8中。(测量时练习用右手单手持表笔,左手拿电容器)
  (3)测量10μ、100μ电解电容器绝缘电阻并观察表针的摆动情况(注意正负表笔的正确接法每次测试后应将电容器放电)。记录在图3-8中。

表3-8    测试电容器记录

  绝缘电阻 表针摆动情况 
1000P     
0.1μ     
1μ     
10μ     
100μ     

  根据上表的记录,想一想,什么样的电容器质量较好?
  (4)测量二极管的正反向电阻,记录在表3-9中。

  表3-9   测试二极管记录

  正向电阻 反向电阻 
2AP9
     
2CP10
     

  根据上表的记录,想一想,什么样的晶体二极管质量较好?
  (5)测试晶体三极管
  ①测ce两极之间电阻。注意表笔接法(NPN型三极管:黑笔接c,红笔接e。PNP型三极管相反)此值应较大(大于几百千欧)。同时,用手握住管壳,使其升温,这时,电阻值要变小、变化越大,三极管稳定性越差。
  ②在上一步基础上,在bc两极间加接100K电阻(也可用手同时捏住bc两极),观察表针右摆幅度,表针向右摆动幅度越大,三极管放大能力越大。将测试情况记录在表3-10中。

  表3-10     测试三极管记录

型号 管型 ce电阻 稳定性 bc间接电阻表针摆动情况 放大能力 
3DG6 NPN         
3A×31 PNP         

  想一想:根据上述操作,你是否初步掌握了用万用表测试常用电子元件的方法?
  思考与实践
  1.万用表主要用于测量 。万用表的使用步骤是什么?使用中应注意什么?
  2.想一想,怎样用万用表测试电位器,实际做做,看看什么样的电位器质量好。
  3.有些万用表,如MF-50有直接测量三极管放大倍数hFE的档位和对应的三极管插孔,请老师演示一下直接用这种万用表测量三极管放大倍数的方法。实际测几只三极管试一试。
 
实验七 示波器的使用
Use of Cathode Ray Oscillograph

    [实验目的]

    1.了解示波器的用途;
    2.了解示波器的工作原理;
    3.掌握示波器的使用方法。[返回]

    [实验器材]

    SR8型示波器、XD2型低频信号发生器、移相电路板、连接导线等。[返回]

    [实验原理]

    一、示波器的用途

    示波器是一种显示波形的仪器。它不仅可以显示电信号的波形(如交流电、心电、脑电、肌电等),通过适当的换能装置,也可以显示非电信号的波形,如声波、心率、体温、血压等随时间变化的过程。信号的波形显示出来之后,我们就可以很直观地观察分析它们的变化规律,并测量它们的相关参数。例如,从交流信号的波形图上,可以很容易观察到交流信号随时间变化的规律,并且很容易从波形图上测出它的电压峰-峰值(Vp-p)、周期(T)、相位差(φ)等参数。

    二、工作原理简介

    示波器显示信号波形的过程与绘图的过程类似:白纸对应荧光屏、画笔对应光点、控制画笔作上下左右运动的手对应控制光点上下左右运动的待测信号与扫描信号。所不同的是示波器显示出来的波形仅仅是光点在待测信号与扫描信号的控制之下的运动轨迹,只要光点的运动速度足够快,由于人眼的视觉暂留和荧光屏的余辉效应,我们就可以看到光点的运动轨迹呈现为一完整的待测信号波形。

    1.光点在竖直方向的运动。光点在竖直方向的运动受到待测信号的控制,待测信号的电压瞬时值越大,光点在竖直方向上的位移就越大。光点在竖直方向的位移的大小反映了待测信号电压瞬时值的大小。

    2.光点在水平方向的运动。光点在水平方向的运动受到由机器内部产生的扫描信号的控制,其运动规律为:光点从荧光屏的最左端,接着开始第二次扫描,当扫描速度足够快时,我们看到的就是一条水平扫描线。因为扫描是匀速进行的,所以光点在水平方向上的位移可以反映时间的长短。

    3 光点的合成运动。在待测信号和扫描信号的共同控制之下,光点的运动将是前述两种运动的合成。只要保证光点在水平方向上的扫描运动与竖直方向上的运动同步,那么光点的运动轨迹就稳定地呈现出待测信号的波形。

    三、主要控制件的位置和作用



图7-1 SR8型示波器控制面板

    1.示波管控制件

    (1)辉度:调节荧光屏上波形的亮度。辉度不宜太强,以能看清波形为准。辉度太强,波形模糊,且易使荧光屏老化。

    (2)聚焦和辅助聚集:改变波形线条的粗细。调节它们,使荧光屏上的波形细腻清晰。其中“聚焦”是粗调,“辅助聚焦”是细调,它们应配合起来使用。

    (3)标尺亮度:标尺是位于荧光屏外的一块带有刻度线的有机玻璃,调节“标尺亮度”旋钮就可照亮这些刻度线。对波形的度量就是利用标尺来进行的,标尺的读数单位为“格”,英文缩写为“div”。位于中央的座标轴上具有最小分度(0.2div),因此测量时要尽量利用座标轴来读数。

    2.X轴控制件

    (1)扫描速度开关:改变光点在水平方向作扫描运动的速度。光点在水平方向匀速扫过一格所花的时间称为扫描速度,单位为s/div、ms/div或us/div。沿顺时针方向调节,扫描速度加快,反之,则减慢。选用多大的扫描速度,决定于待测信号的频率。

    (2)扫描速度微调:在一定范围内微小、连续地改变扫描速度,但不能读数。因此需记录扫描速度时应把它置于“校准”位置,即沿顺时针方向旋到头,。

    (3)水平移位调节旋钮:调整整个波形在水平方向上的位置,便于对其观察和测量。

    3.同步控制件

    (1)触发源选择开关:通常使用时,应置于“内”的位置,这时触发信号就来源于待测信号。

    (2)内触发 拉-YB :在双通道同时显示时,若要在水平方向进行时间比较(如测量相位时),则应置于“拉出”的位置,让两个通道的触发信号均由B通道的待测信号提供。

    (3)触发耦合方式开关:通常使用时,一般采用内触发的方式观察交流信号,因此该开关通常应置于“AC”的位置。

    (4)触发方式开关:通常使用时,应把它置于“触发”的位置,让触发信号去启动扫描信号。

    (5)触发电平旋钮:用于选择输入信号波形的触发点,使在这一所需的电平上启动扫描,当触发电平的位置超过触发区时,扫描将不启动,屏幕上无待测信号波形显示。

    4.Y轴控制件

    (1)信号输入插座:待测信号从该插座送入示波器。

    (2)输入耦合开关:当待测信号为交流信号时,应选择“AC”位置;当待测信号为直流时,应选择“DC”位置;不需要待测信号输入时,可置于“⊥”位置。

    (3)垂直移位调节:调整整个波形在竖直方向上的位置,便于我们的观察和测量。

    (4)Y轴灵敏度选择开关:改变光点在竖直方向偏转的灵敏度。引发光点在竖直方向偏转一格时的待测电压值称为Y轴灵敏度,单位为V/div。沿顺时针方向调节,Y轴灵敏度提高,反之,则降低。选用多高的Y轴灵敏度,决定于待测信号的电压。

    (5)Y轴灵敏度微调:在一定范围内微小、连续地改变Y轴灵敏度,但不能读数。因此需记录Y轴灵敏度时应把它置于“校准”位置,即沿顺时针方向旋到头。

    (6)显示方式开关:用于选择不同的显示方式。分别置于“YA”、“ YB”位置时,分别为A、B两通道独立工作;置于“YA+YB”时,两通道的输入信号叠加后显示;置于“交替”或“断续”位置时,均为双通道同时显示的方式。但是,当观测频率较低的信号时,应选用“断续”,而观测频率较高的信号时,应选用“交替”。

    四、示波器的使用方法

    1.测量前的准备

    把各控制件置于表7-1所示位置。

表7-1 各控制件的预备位置

控制件名称
 作用位置
 
辉度
 居中
 
显示方式转换开关
 交替
 
YA输入选择开关
 ⊥
 
YB输入选择开关
 ⊥
 
YA移位
 居中
 
YB移位
 居中
 
X轴移位
 居中
 
X轴移位细调
 居中
 
扫描速度开关
 1ms/div
 
触发方式开关
 自动
 
内触发 拉- YB
 常态
 
极性 拉- YA
 常态
 

    接通电源开关,稍候片刻。如果荧光屏上未出现水平扫描线,则按下寻迹开关,判断扫描线偏离荧光屏的方向,并以此为依据,调节Y轴移位,X轴移位,直至荧光屏上出现两条扫描线。扫描线出现后,调整辉和聚焦,使两条扫描线亮度适当,轮廓清晰,尽可能细;然后调节标尺亮度,照亮标尺上的刻度线;最后调节YA、YB移位,使两条扫描线均重合在标尺的水平刻度上。这样,示波器就进入正常工作状态,可以开始进行各种观察和测量。

    2.交流电压的测量

    把各控制件置于表7-2所示位置。

表7-2 测量交流电压时控制件的位置

控制件名称
 作用位置
 
显示方式选择开关
 YA
 
YA输入选择开关
 AC
 
YA灵敏度微调
 校准
 
触发源选择开关
 内
 
触发耦合方式开关
 AC
 
触发方式开关
 触发(常态)
 

注:其余控制件的位置同表7-1。



图7-2 测量交流电压时的波形图

    用电缆线把待测信号送进示波器YA通道,调节散发电平和扫描速度开关,使荧光屏上出现几个周期的稳定波形,然后调节YA灵敏度选择开关,使波形在垂直方向上尽可能充满标尺上的测量范围(如图7-2所示),记下此时波形在竖直方向上所占据的高度H(div,即波峰到波谷的格数),把这个高度H与此时YA灵敏度选择开关的读数相乘,即可得到该交流信号的峰-峰值VP-P。峰-峰值VP-P与最大值Vm和有效值U之间有如下的关系:



    3.频率的测量

    把各控制件置于表7-3所示位置。

表7-3 测量频率时控制件的位置

控制件名称
 作用位置
 
显示方式转换开关
 YA
 
YA输入选择开关
 AC
 
扫描速度微调
 校准
 
扫描扩展
 常态
 
触发源选择开关
 内
 
触发耦合开关
 AC
 
触发方式开关
 触发(常态)
 

注:其余控制件的位置同表7-1。



图7-3 测量频率时的波形图

    用电缆线把待测信号送进YA 通道,调节触发电平和扫描速度开关,让荧光屏上呈现出具有两个波峰的波形,然后调节YA移位,使波峰位于水平刻度线上,如图7-3所示。记下两波峰的水平间隔L(div),再与此时扫描速度开关的读数X(t/div)相乘,即可得到该交流信号的周期T,把其单位换算为秒后再倒数,就可得到该交流信号的频率f。

    4.相位测量

    把各控制件置于表7-4所示位置。

表7-4 测量相位差时控制件的位置

控制件名称
 作用位置
 
YA输入选择开关
 AC
 
YB输入选择开关
 AC
 
内触发 拉- YB
 拉出
 
触发耦合开关
 AC
 
触发选择开关
 触发(常态)
 

注:其余控制件的位置同表7-1。



图7-4 测量相位差时的波形图

    用电缆线把具有相位差的两个同频率交流信号分别送入示波器的YA、YB通道,依次调节触发电平、扫描速度开关及其微调、YA和YB灵敏度选择开关及其微调、水平移位及其微调,使荧光屏上所呈现的两个波形中,至少有一个完整的周期,如图所示7-4。然后,测出一周期的长度D(div),再测出a,b两点在水平方向的间隔ab(div),通过式φ=360×Ab/D即可求出两信号的相位差。[返回]

    [实验内容]

    1.练习测量交流电压

    把信号发生器的输出电压依次调到1.0V、2.0V、3.0V、4.0V、5.0V(频率均为1KHz),用示波器逐个对其测量,把测得的原始数据填入表6-5中,再计算出峰-峰值VP-P和有效值U。

表7-5 交流电压测量数据

待测电压
 H(div)
 Y(V/div)
 VP-P=HY
 
 
1.0
         
2.0
         
3.0
         
4.0
         
5.0
         

    2.练习测量周期信号的频率

    把信号发生器的输出频率依次调到50Hz、100Hz、500Hz、1KHz、2KHz、5KHz(电压均为3.0V),用示波器依次对其测量,把原始数据填入表6-6,再计算出周期T和频率f。

表7-6 频率测量数据

待测频率
 L(div)
 X(t/div)
 T=LX
 f=1/T
 
50Hz
         
100Hz
         
500Hz
         
1KHz
         
2KHz
         
5KHz
         

    3.练习测量相位差

    把信号发生器的输出端按图6-7与移相电路板连接,用电缆线把移相电路板上A、B两输出端具有恒定相位差的两信号分别送入示波器的YA、YB通道。依次调节信号发生器输出频率为500Hz、1KHz、2KHz(输出电压均为3V),然后用上述方法分别测量不同频率下,移相电路两个输出信号的相位差,把原始数据填入表6-7并计算出相位差φ。[返回]



图6-7 测量相位差时的连线图

表6-7 相位差测量数据

频率 Ab(div) D(div) φ=360×Ab/D 
500Hz       
1KHz       
2KHz       

    [注意事项]

    1.需要记录扫描速度时(测量频率),扫描速度微调旋钮必须放在校准位置;同理,需要记录Y轴灵敏度时(测量电压),Y轴灵敏度微调必须放在校准位置。

    2.辉度不能太强,光点不能长时间静止在荧光屏上的一点上。

    3.不要频繁开关机,如果暂时不用,把辉度降到最低即可。

    4.电缆与插座的配合方式类似于挂口灯泡与灯座的配合方式,切忌生拉硬拽。同时,电缆另一端的黑色夹子应与待测回路的接地点或公共端连接。[返回]

    [思考题]

    1.测量电压时,如何选择最适合的Y轴灵敏度?测量频率时,又如何选择最适合的扫描速度?

    2.观察交流信号时,如果把水平方向的扫描信号关掉,荧光屏上将会出现什么现象?这时能否测量该信号的电压?[返回]
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