常用电子测量仪器

常用电子测量仪器第1页，课件共69页，创作于2023年2月目录第1章绪论第2章误差分析和测量数据处理第3章常用电子测量仪器第4章示波测试和测量技术第5章电路元器件参数的测量第6章电子电路参数的测量第7章频域测量第8章数据域测量第9章自动测试系统

第2页，课件共69页，创作于2023年2月第3章常用电子测量仪器

本章重点3.1电压测量仪器3.1.1概述

3.1.2模拟式电压表

3.1.3数字式电压表

3.1.4数字式万用表

3.2信号发生器3.2.1概述第3页，课件共69页，创作于2023年2月3.2.2频率合成技术

3.2.3任意波形信号发生器3.3频率测量仪器

3.3.1概述

3.3.2数字频率计

3.3.3通用电子计数器

3.4实训3.5习题

第4页，课件共69页，创作于2023年2月本章重点电压测量仪器（模拟式电压表、数字式电压表、数字式万用表）信号发生器频率测量仪器第5页，课件共69页，创作于2023年2月3.1电压测量仪器

3.1.1概述电压——表征电信号能量的三个基本参数（电压、电流、功率）之一。1．电压测量对仪表的基本要求2．电压测量仪器的分类3．交流电压的基本参数（1）峰值（图3-1）（2）平均值（图3-2）（3）有效值

（4）波形因数和波峰因数表3-1第6页，课件共69页，创作于2023年2月3.1.2模拟式电压表1．分类按电压表工作频段分类按测量电压的量级分类按刻度特性分类按电路组成不同分类按检波原理分类2．模拟式电压表的结构原理普通直流电压表图3-3

直流电子电压表图3-4

模拟式交流电压表图3-5第7页，课件共69页，创作于2023年2月电压表度盘是以正弦波的有效值定度的。①放大-检波式图3-5(a)频率范围受放大器频带的限制，一般为20Hz~10MHz。灵敏度受放大器内部噪声的限制，可做到mV级，可作为“低频毫伏表”、“视频毫伏表”。检波器多为平均值型或有效值型检波器，分别构成平均值电压表和有效值电压表。平均值电压表测量交流电压时，读数与被测电压的平均值成正比。有效值电压表测量交流电压时，示值就是被测交流信号的有效值。第8页，课件共69页，创作于2023年2月②检波-放大式图3-5（b）测量频率范围取决于检波器的频率响应，称“高频电压表”或“超高频电压表”。采用峰值检波器的电压表称为峰值电压表。峰值电压表的读数与被测电压的峰值成正比。③外差式图3-5（c）既有较高的上限工作频率，又有很高的灵敏度，常用作高频微伏表，其上限频率可达几百兆赫，最小量程达微伏级。第9页，课件共69页，创作于2023年2月3．YB2173交流毫伏表技术性能指标①电压测量量程300μＶ～100Ｖ（分贝范围-70dB～+40dB）②工作频率范围：5Hz～2MHz（双路）③电压误差：≤±3%（基准频率1KHz）④频率响应误差：在20Hz～200KHz挡≤±3%，在5Hz～20Hz，200KHz～2MHz挡≤±10%（以上误差均为满度值之比值）⑤输入阻抗1MΩ；输入电容50PF⑥最大输入电压：300μＶ～1Ｖ量程时300Ｖ；3Ｖ～100Ｖ量程时500Ｖ⑦刻度值：正弦波有效值1Ｖ=0dB值，1mW=0dBm⑧电源电压：额定电压220Ｖ（50Hz）模拟式电压表的使用方法YB2173前面板配置图及说明图3-6操作方法第10页，课件共69页，创作于2023年2月1．分类按用途分：直流数字电压表、交流数字电压表和数字万用表。按A/D转换器的原理分：比较式、积分式和复合式。2．DVM的主要技术指标测量范围分辨力测量速度输入阻抗固有误差和工作误差抗干扰能力输入零电流3.1.3数字式电压表（DVM）第11页，课件共69页，创作于2023年2月3．结构原理图3-7直流数字电压表是许多数字式电测仪表的核心部件。交流电压的测量需附加一个交流（AC）/直流（DC）变换器。直流数字电压表根据A/D转换器的转换方式分：比较型DVM图3-8设被测电压Ux=1893mV，则电路完成一次A/D变换的比较过程图3-9积分型DVM图3-10图3-11复合型DVM第12页，课件共69页，创作于2023年2月4．DS-26A型双积分式数字电压表（1）主要技术性能测量电压范围灵敏度准确度固有误差工作误差校准周期稳定性输入阻抗抗干扰能力测量速率输出方式（2）使用方法图3-12所示前面板配置图调零

校准

测量第13页，课件共69页，创作于2023年2月3.1.4数字万用表数字万用表又称数字式多用表（DMM），在数字电压表的基础上再增加一些参量变换器，把被测量转换为直流电压信号就构成了DMM。测量过程图3-131．转换电路线性AC/DC变换器图3-14I/V变换器图3-15Ω/V变换器图3-16第14页，课件共69页，创作于2023年2月2.DT890B+数字万用表特点主要技术指标表3-2

面板构造图3-17

使用方法直流（DC)和交流（AC）电压测量直流（DC)和交流（AC）电流测量电阻测量电容测量晶体管测量二极管和通断测量注意事项第15页，课件共69页，创作于2023年2月3.2信号发生器

3.2.1概述1．信号发生器的基本概念在测试、研究或调整电子电路及设备、测定电路的电参量时，用于产生不同频率，不同波形的电压、电流信号的装置，统称为信号发生器，也称为信号源。信号发生器的分类：按频率范围分类按输出波形分类按信号发生器的性能指标分类第16页，课件共69页，创作于2023年2月2．信号发生器的基本组成图3-18

振荡器变换器输出电路输出指示电路电源3．正弦信号发生器的性能指标频率特性输出特性调制特性第17页，课件共69页，创作于2023年2月3.2.2频率合成技术从频率合成技术的发展来看，大致可分为三个阶段：直接合成技术图3-19

间接合成技术：锁相合成法图3-20

数字频率合成技术直接数字合成技术图3-21

锁相环数字合成技术图3-22第18页，课件共69页，创作于2023年2月3.2.3任意波形信号发生器任意波形信号发生器也称为函数发生器。基本工作原理图3-23三角波形成正弦波图3-24NF-1651A函数发生器的工作原理工作波形图3-25YB1636函数信号发生器主要技术性能使用方法面板图图3-26

第19页，课件共69页，创作于2023年2月3.3频率和时间测量仪器

3.3.1概述周期性过程重复出现一次所需要的时间称为“周期”。周期性过程在单位时间内出现的次数称为“频率”。频率和时间测量技术按工作原理可分为：直接法电桥法测频图3-28

谐振法测频图3-29

频率-电压（f–V）转换法测频

图3-30

比较法测频示波法测量频率第20页，课件共69页，创作于2023年2月3.3.2数字频率计

主要用于测量频率和计数的电子计数器称为频率计数器或数字式频率计。计数法测量频率的原理图3-31

FC-1000数字频率计主要技术性能面板配置图图3-32

使用方法第21页，课件共69页，创作于2023年2月3.3.3通用电子计数器具有多种测量功能的电子计数器称为通用电子计数器或频率——时间计数器。1．通用电子计数器的基本测量功能累加计数图3-33

频率比测量图3-34

周期测量图3-35

时间间隔测量图3-36

自校准图3-37第22页，课件共69页，创作于2023年2月2．E-312A型通用电子计数器通用电子计数器组成原理图3-38

主要技术指标面板布置图3-39图3-40

测量使用方法应用实例第23页，课件共69页，创作于2023年2月3.4实训

3.4.1直流稳压电源的输出指示准确度和

纹波系数的测量

一、实验目的二、实验仪器三、预习要求四、实验内容和步骤（一）直流稳压电源的输出指示准确度的测量测量原理实验步骤（二）直流稳压电源纹波系数的测量测量原理实验步骤五.实验报告要求六.思考题第24页，课件共69页，创作于2023年2月3.4.2交流信号基本参数的测量一、实验目的二、实验仪器三、预习要求四、实验内容和步骤（一）正弦信号频率和频率准确度的测量测量原理实验步骤（二）正弦信号幅度和输出电平的频响测量五.实验报告要求六.思考题第25页，课件共69页，创作于2023年2月3.5习题1交流电压的平均值，峰值，有效值是如何定义的？均值电压表和峰值电压表的刻度一般是按什么定度的(无特殊说明)？2用均值型电压表分别测量正弦波、方波和三角波电压，示值都为１V，问：（１）对每个波形来说，读数代表何意义？（２）它们的峰值、平均值、有效值各为多少？第26页，课件共69页，创作于2023年2月3用峰值型电压表测量正弦波、方波和三角波三种电压，示值都为１V，回答上题相同的问题？4试比较均值型、峰值型、有效值型三种电压表在测量方波和三角波时的示值相对误差。5已知某电压表采用有效值定度，如何用实验方法确定其检波的方式？举例说明之。第27页，课件共69页，创作于2023年2月6用8位逐次逼近比较式A/D转换器转换电压。已知满量程值Um=256V，Ux=222.5V和255V。求转换后的二进制电压值，给出测量的绝对误差。它的最大绝对误差为多少伏？7简述双斜积分式A/D转换器工作原理。8用一种4½位DVM2V量程测量1.2V电压，已知该仪器的固有误差为±0.05%×读数±0.01%×满度，求由于固有误差产生的测量误差，它的误差相当于几个字？第28页，课件共69页，创作于2023年2月9数字电压表的固有误差为±（0.001%×读数＋0.002%×满度），求在2V量程测量1.8V和0.18V时产生的绝对误差和相对误差。10下面四种DVM最大读数为(１)9999；(２)19999；(３)59999；(４)1999。它们各属于几位表？求第二种电压表在0.2V量程时的分辨力？第29页，课件共69页，创作于2023年2月11如需测量图3-43电路的基极静态电压，为使测量准确度较高，对电压表有何要求？如果使用500型万用表（20kΩ／V）2.5V量程来测量是否恰当？测量发射极电压可以吗？12模拟式万用表和数字式万用表都有红、黑表笔，在使用时须注意什么？13简述信号发生器的基本组成和各部分的功能。第30页，课件共69页，创作于2023年2月14正弦信号发生器的主要性能指标有哪些？各自具有什么含义？15什么是频率合成技术？它有哪几种类型？16函数信号发生器的设计方案有哪几种？简述函数信号发生器由三角波转变成正弦波的二极管整形网络的工作原理。17时间和频率的测量方法有哪些？第31页，课件共69页，创作于2023年2月18简述数字频率计的测频原理，并画出其原理方框图。19简述电子计数器测量周期的基本原理，并画出其原理方框图。20用计数器测频率，已知闸门时间和计数值N如表3-8所列，求各情况下的fx=?表3-8T10s1s0.1s10ms1msN1000000100000100001000100fx第32页，课件共69页，创作于2023年2月时标闸门时间1ms10ms0.1s1s10s0.1μs0010000010000.010000.000000.000000.00001μs10μs0.1ms1ms001.0000表3-9自校时读数N21用某7位电子计数器进行自校。选用不同的时标和不同的闸门时间，其读数N为多少？请填完表3-9。第33页，课件共69页，创作于2023年2月表3-1交流电压的波形与参数第34页，课件共69页，创作于2023年2月图3-1交流电压的峰值和幅值图3-2交流电压半波整流和全波整流后的波形

第35页，课件共69页，创作于2023年2月图3-3普通直流电压表电路图3-4电子电压表组成第36页，课件共69页，创作于2023年2月图3-5模拟式电压表的基本方框图放大检波式电压表检波-放大式电压表外差式电压表第37页，课件共69页，创作于2023年2月平均值电压表

如果被测信号是正弦波，示值Uα为有效值。如果被测信号是非正弦波，则必须进行“波形换算”。被测电压的有效值［例3-1］用全波均值型电压表测量正弦波、方波、三角波，电表指示都为1V，问被测电压的有效值分别为多少？波形误差为多少？如果被测信号是非正弦波，直接将电压表的示值作为被测电压的有效值带来的误差称为“波形误差”或“示值误差”。第38页，课件共69页，创作于2023年2月峰值电压表

如果被测信号是正弦波，示值Uα为有效值。如果被测信号是非正弦波，则必须进行“波形换算”。被测电压的有效值如果被测信号是非正弦波，直接将电压表的示值作为被测电压的有效值带来的误差称为“波形误差”或“示值误差”。［例3-2］用峰值电压表测量正弦波、方波、三角波，电表指示都为1V，问被测电压的峰值、有效值各为多少？示值相对误差为多少？第39页，课件共69页，创作于2023年2月图3-6YB2173交流毫伏表的前面板配置图第40页，课件共69页，创作于2023年2月（1）测量范围包括显示位数、量程和超量程能力。①量程是以基本量程为基础，常为1V或10V，也有2V或5V。②显示位数指能显示0～9共十个数码的位数。½位指最高位只能取“1”或“0”。½位和基本量程结合起来，能说明DVM有无超量程能力。例如某3½位DVM基本量程为1V，该DVM具有超量程能力。最高位只能取0~5的位称为¾位。5¾位DVM指数字电压表的最大显示为599999。（2）分辨力指DVM能够显示被测电压的最小变化值，即最小量程时显示器末位跳一个字所需的最小输入电压。例如SX1842DVM最小量程20mV，最大显示数为19999V，其分辨力为20mV/19999，即1

V。第41页，课件共69页，创作于2023年2月Ux——测量示值；Um——满量程值；a%Ux——读数误差；b%Um——满度误差。［例3-3］用4½位数字电压表1.5V电压，分别用2V档和200V档测量，已知2V档和200V档固有误差分别为±0.025%Ux±1个字和±0.03%Ux±1个字。问：两种情况下由固有误差引起的测量误差分别为多少？固有误差DVM的固有误差通常用绝对误差表示： 第42页，课件共69页，创作于2023年2月图3-7直流数字电压表框图图3-8逐次逼近比较式电压表第43页，课件共69页，创作于2023年2月图3-9逐次逼近比较过程波形图

第44页，课件共69页，创作于2023年2月图3-10双积分式数字电压表原理方框图图3-11双积分A/D变换原理图第45页，课件共69页，创作于2023年2月图3-12DS-26A型数字电压表的前面板配置图第46页，课件共69页，创作于2023年2月图3-13数字式万用表的测量过程图3-14线性平均值AC/DC转换器原理图第47页，课件共69页，创作于2023年2月图3-15I/V变换器的原理图图3-16恒流法Ω/V变换器原理图

第48页，课件共69页，创作于2023年2月测试功能量程范围精确度±(%rdg)DC直流电压200m-2-20-200-1000V0.5%AC交流电压200mV-2-20-200-700V0.8%DC直流电流2m-20m-200m-10A0.8%AC交流电流

2m-20m-200m-10A1.0%电阻200Ω-200MΩ0.8%电容2000P-20n-200n-2μ-20μF2.5%hFENPNPNP0-1000Ib=10μAUce<3.0V二极管测量最大测试电流为1.5mA表3-2测试功能、量程、测量误差等项指标第49页，课件共69页，创作于2023年2月图3-17DT890