电工仪表与测量第九章课件

1、第九章1.掌握数字式频率计的工作原理和使用方法；2.掌握数字式电压表的工作原理和使用方法；3.掌握数字式万用表的工作原理和使用方法。1.学会利用数字式频率计进行测量；2.学会利用数字式电压表进行测量；3.学会利用数字式万用表进行测量。一、数字式频率计测频原理二、E434B1型频率计数器简介一、直流DVM的组成与分类二、双积分式DVM的工作原理与特点三、数码显示器四、数字式电压表的主要工作特性一、数字式万用表的构成和基本工作原理第九章二、数字式万用表使用一、基本信息二、您对本书的意见及建议三、您近期的著书计划3.学会利用数字式万用表进行测量。(1)通用计数器是一种具有测量频率和时间(周期)两种以

2、上功能的电子计数器。(2)频率计数器是指具有测量频率单一功能的电子计数器。(3)其他计数器包括特种计数器、程序计数器、计算计数器等。一、数字式频率计测频原理1.基本组成和原理图9-1数字式频率计基本组成框图2.测频误差3.等精度测量原理简介一、数字式频率计测频原理图9-2等精度测量原理计数图二、E434B1型频率计数器简介图9-3E434B1型频率计数器原理框图1.工作原理2.主要技术性能(1)测频范围1Hz100MHz。(2)输入方式AC。(3)波形方式正弦波、脉冲波。二、E434B1型频率计数器简介(4)测量显示单位kHz。(5)灵敏度30mV(Urms=10mV)。(6)衰减范围1，20

3、。(7)闸门时间0.1s，1s，10s。(8)晶振标准频率10MHz。3.使用方法(1)开启电源按下电源开关，整机电源接通。(2)选择衰减量根据待测信号幅度大小，通过衰减选择键选择适当的衰减量。(3)接入信号待测信号通过专用传输线直接接入频率计输入端。(4)选择闸门时间根据实际测量需要，选择适当的闸门时间。二、E434B1型频率计数器简介(5)滤波选择键当被测信号功率较大，噪声也较大时，可按下此键以抑制噪声干扰；本键释放时为正常测量。(6)LED数码显示器测量结果由9位LED数码管显示，小数点自动定位，显示单位为kHz。一、直流DVM的组成与分类图9-4直流DVM组成方框图1)输入被测模拟量直

4、流电压。2)A-D转换器将模拟量直流电压变换成数字量脉冲输出。3)计数器检测脉冲数，由译码显示电路以数字形式显示出被测电压值。一、直流DVM的组成与分类表9-1直流DVM(A-D转换器)的分类非积分式比较式伺服控制式、逐次比较式、零平衡式斜波电压式线性斜波式、阶梯斜波式积分式电压反馈型UF转换式、双斜积分式、多斜积分式复合式二、双积分式DVM的工作原理与特点1.工作原理图9-5双积分式DVM的工作原理a)原理b)工作波形(当0)(1)准备阶段(t0t1)由逻辑控制电路首先将电子开关S4接通，S1、S2和S3断开，由A1、R、C组成的积分器输出电压Uo=0，二、双积分式DVM的工作原理与特点计数

5、器清零，整个电路处于休止状态，显示器显示前一个测量周期的结果。(2)采样阶段(t1t2)这一阶段对被测直流电压进行定时积分。(3)比较阶段(t2t3)这一阶段对基准电压进行定值反向积分。2.工作特点1)抗干扰能力强。2)对积分元器件及时钟信号的稳定性和准确度要求大为降低，只要求在两次积分时间内足够稳定即可。3)测量灵敏度高。4)测量速度慢是其主要缺点。四、数字式电压表的主要工作特性1.测量范围(1)量程DVM中A-D转换器的输入电压范围一般即是其基本量程，常见的有0.2V、1V、2V、5V或10V等。(2)显示位数DVM的位数是指能完整显示09的十进制数码位数。(3)超量程能力超量程能力反映了

6、DVM的基本量程和最大计数容量的关系，是DVM的重要特性，一般用超过量程的百分数表示。2.分辨力3.测量速率4.输入阻抗5.测量误差(1)固有误差四、数字式电压表的主要工作特性(2)附加误差DVM的附加误差是指由其输入阻抗RiCi和输入零电流Io以及环境温度变化引起的测量误差。6.抗干扰能力一、数字式万用表的构成和基本工作原理图9-6基本数字万用表原理框图1. ACDC转换2. IV转换3. RV转换一、数字式万用表的构成和基本工作原理图9-7数字化测量仪器综合结构示意图二、数字式万用表使用1. UT60B型DMM主要技术特性(1)直流电压测量量程：400mV/4V/40V/400V/1000

7、V；基本精度：(0.8%+1)即：(0.8%读数+1字)，下同。(2)交流电压测量量程：4V/40V/400V/750V；基本精度：(1%+5)；频宽：400Hz。(3)直流电流测量量程：400A/4000A/40mA/400mA/4A/10A；基本精度：。(4)交流电流测量量程：400A/4000A/40mA/400mA/4A/10A；基本精度：频宽：40400Hz。(5)电阻测量量程：400/4k/40k/400k/4M/40M；基本精度：(1%+2)；自动量程时的开路电压约为0.45V。二、数字式万用表使用(6)电容测量量程：40nF/400nF/4F/40F/100F；基本精度：(3%

8、+5)。(7)频率和占空比测量1)频率。2)占空比。(8)二极管和电路通断测量1)二极管。2)通断固定量程：400.0；分辨力：0.1；开路电压：约0.45V；蜂鸣器连续发声：70时。2. UT60B型DMM面板二、数字式万用表使用图9-8UT60B型DMM面板示意图1自锁型电源开关2功能开关3测量输入插孔4复合功能挡功能选择键5显示保持/背光控制键6相对值显示键7频率/占空比显示转换键8自动/手动量程切换键9LCD显示器二、数字式万用表使用(1)POWER键自锁型电源开关，用于控制整机电源。(2)功能开关用于选择本仪表测量功能。1)挡：交/直流电压测量。2)挡：电阻/电路通断(带蜂鸣器)/二

9、极管(正向压降)测量。3)挡：电容量测量。4)Hz挡：频率测量。5)A挡：交/直流电流测量。6)mA挡：交/直流电流测量。7)A挡：交/直流电流测量。(3)测量输入插孔1)COM插孔：公共(负极)输入端。二、数字式万用表使用2)HzV插孔：测量电压、频率/占空比、电阻、二极管、电路通断和电容的正极输入端，插入红表笔。3)AmA插孔：测量A电流、mA电流时的正极输入端，插入红表笔。4)10AMAX插孔：测量A电流时正极输入端，最大限制为10A，插入红表笔。(4)SELECT(蓝色)键：复合功能挡功能选择键。(5)HOLDH 键显示保持/背光控制键。1)按HOLD键使仪表保持显示当前显示值，再按一

10、下则退出显示保持。2)当按HOLD键超过2s时，可往复开、关背光。(6)REL键相对值显示键。二、数字式万用表使用(7)Hz%键频率/占空比显示转换键。1)在Hz挡测量频率时，按Hz%键可以往复选择显示频率或占空比。2)在电压、电流测量时，按Hz%键可选择进入频率/占空比测量显示，此时对电压、电流信号的要求及频率测量范围见表9-2。(8)RANGE键自动/手动量程切换键。二、数字式万用表使用表9-2电压、电流信号要求及频率测量范围量程信号要求频率范围4V10V5Hz10kHz40V50V5Hz20kHz400V45V45Hz4kHz1000V/750V420V45Hz16kHzmA45mA5H

11、z5kHzA4A45Hz1kHz二、数字式万用表使用图9-9UT60B型DMM显示屏(9)LCD显示器用于显示万用表的功能、状态及测量结果，如图9-9所示。二、数字式万用表使用1)AC：交流信号测量。2)-：表示被测信号为负极性。3) AUTO ：自动量程测量。4)%：占空比测量。5) H ：显示保持的数据。6)：相对值测量。7)：电池电量不足。8)：二极管测试。9)：电路通断测试。10) k M：电阻单位。11)nF F：电容单位。12)Hz kHz MHz：频率单位。二、数字式万用表使用13)mV V：电压单位。14)A mA A：电流单位。15)8.8.8.8：测量结果显示数值及小数点。

12、16)OL：溢出。(10)其他功能1)蜂鸣器：当HOLD、REL、RANGE、Hz%及SELECT等按键操作而改变功能时，蜂鸣器发出单响声。2)自动关机：正常开机状态下，当连续超过30min无功能开关切换或按键操作时，显示器将消隐显示，万用表进入微功耗休眠状态；切换功能开关或操作按键都可唤醒仪表重新工作。3.UT60B型使用及注意事项(1)直流或交流电压测量二、数字式万用表使用1)将红表笔插入“HzV”插孔，黑表笔插入“COM”插孔。2)将功能开关置于V挡，按SELECT键选择直流或交流电压测量(初始设置为直流)，并将表笔并联到待测电源或负载上。3)从显示器上读取测量结果。(2)直流或交流电流

13、测量1)将红表笔插入“AmA”或“10A”插孔，黑表笔插入“COM”插孔。2)将功能开关置于A、mA或A电流测量挡，按SELECT键选择直流或交流电流测量(初始设置为直流)，并将表笔串联到待测电路中。3)从显示器上读取测量结果。 测量时应使用正确的端子、功能挡和量程，如果不能估计被测电流大小，应从高量程开始测试。二、数字式万用表使用 为了安全起见，大电流测试时，每次测量时间应小于10s，且间隔时间大于15min。 当表笔插在电流端子时，切勿把表笔线并联至任何电路上，否则可能会烧断熔体和损坏仪表。(3)电阻、二极管或电路通断测量1)将红表笔插入“HzV”插孔，黑表笔插入“COM”插孔。2)将功能

14、开关置于挡，按SELECT键选择、或测量功能(初始设置为电阻测量)，并将表笔相应地并联到被测电阻、二极管(红表笔接被测管正极，黑表笔接负极)或电路上。3)从显示器上读取测量结果：电阻值或二极管正向压降近似值。 如果被测电阻开路或阻值超过量程、被测二极管开路或极性反接、被测电路开路，则显示器将显示“OL”。二、数字式万用表使用 检查在线电阻、二极管或电路时，测量前必须将被测线路内所有电源关断并将所有电容器充分放电。 在测量电阻时，表笔会带来0.10.2的测量误差。在进行低阻测量(400挡)时，为获得精确读数，应先将表笔短接，然后按REL键使显示器置“0”，利用相对测量功能在测量结果中自动减去表笔

15、的附加电阻。如果表笔短接时的阻值不小于0.5，应检查表笔是否松脱、功能选择是否正确或已启动了显示保持功能。 测量1M以上的电阻时，可能需要几秒钟后读数才会稳定，这是正常的。为了获得稳定的读数，应尽量选用短测试线。(4)电容测量1)将红表笔插入“HzV”插孔，黑表笔插入“COM”插孔。2)将功能开关置于挡，并将表笔并联到被测电容上。二、数字式万用表使用3)从显示器上读取测量结果。 被测电容短路或容值超过最大量程时，显示器将显示“OL”。 所有电容在测试前必须充分放电；在线检查时，必须先将被测线路内的所有电源关断。 用于电容测量的表笔线应尽可能短，如随机附件带夹短测试线，以减小表笔线分布电容的影响

16、；为了提高小容量电容测量准确度，可按REL键使显示器置“0”，利用相对测量功能在测量结果中自动减去测试线的分布电容。电容器的残余电压、绝缘阻抗、电介质吸收等，都可能引起测量误差。 当测量有极性的电容时，应将红色带夹短测试线接电容的正极，黑色夹接负极。(5)频率/占空比测量二、数字式万用表使用1)将红表笔插入“HzV”插孔，黑表笔插入“COM”插孔。2)将功能开关置于Hz挡，并将表笔并联到待测信号源上。3)在Hz挡，初始设置为频率测量，按Hz%键可选择频率测量或占空比测量。4)当功能开关处于电压、电流挡进行电压或电流测量时，按一次Hz%键即进入频率测量功能，再按一次Hz%键进入占空比测量，第三次按Hz%键则返回原测量功能。5)从显示器上读取测量结果。(6)其他注意事项1)不可测量高于允许输入值的电压或电流。2)测量时功能开关必须置于正确的量程挡位。二、数字式万用表使用3)在测量过程中，人体不可接触裸露的导线、连接器、未使用的输入端或被测电路；测量高于直流60V或交流30V以上的电压时，务必小心，谨防触电。4)当功能开关处于、或Hz挡时，不要输入高于直流60V或交流30V以上的电压，避免伤害人身安全。5)测量结束后，必须断开表笔与被测电路的连接，并从万用表输入端取下表笔。1.按测试功能划分，电子计数器大