实验指导书-常用仪器仪表的使用

实验指导书常用仪器仪表的使用优质资料(可以直接使用，可编辑优质资料，欢迎下载）

常用仪器仪表的使用实验指导书常用仪器仪表的使用优质资料(可以直接使用，可编辑优质资料，欢迎下载）一、实验目的1．了解常用电工测量仪表的分类、用途。2．掌握电源、信号源、测量仪表的正确使用方法，掌握用示波器测量交流信号的电压幅值、周期、频率等参数。3．熟悉NEEL-II型电工电子实验装置。二、实验预习1．打印实验指导书，预习实验的内容，了解本实验的目的、原理和方法。2．计算各表中要求的电压、电流理论值，写出计算过程。三、实验设备与仪器NEEL-II型电工电子实验装置：含直流电压表、直流电流表、交流电压表、交流电流表、功率与功率因数组合表、交流毫伏表、直流电压源、直流电流源、交流电源、函数信号源及实验电路。双踪示波器。四、实验原理1．电压表、电流表、交流功率表的使用方法。电压测量电流测量功率测量图1电压表、电流表、功率表的使用方法2．交流毫伏表：用于测量电路中的交流信号电压有效值。3．函数信号源：用于产生幅值和频率可调的交流信号（正弦波、方波、三角波）。信号源输出信号的调节：调节“波形选择”开关可选择输出信号波形（正弦波、方波、三角波）。调节“频率选择”开关，配合“频率粗调”、“频率细调”旋钮可调出信号发生器输出频率范围内任意一种频率，LED显示窗口将显示出相应频率值。调节“输出衰减”开关和“幅值调节”旋钮可得到所需要的输出电压。4．电源：包括直流可调稳压电源（0～30V），直流可调稳流电源（0～500mA），三相四线制的交流电源，单相交流电源（0～250V）。220V220V火线L1火线L2火线L3零线N零线N火线U火线V火线W380V380V线电压相电压电源开关VV线电压V380V线电压图2三相交流可调电源与单相交流可调电源5．数字万用表：测量直流和交流电压、电流、电阻等。某些万用表还可以测量三极管、二极管、电容和频率等。①型号栏；②液晶显示屏：显示测量数值；③发光二极管：通断检测报警；④档位开关：改变测量功能、量程及开关机；⑤20A电流测试正极插座；⑥200mA电流测试正极插座；⑦电容、温度、及公共负极插座；⑧电压、电阻及二极管正极插座；⑨三极管测试插座；⑩背光灯/自动关机开关。图3数字万用表6．双踪示波器：可以同时测量和观察两路信号的波形，测量电路信号波形的幅值、周期等参数。图4双踪示波器用示波器测量交流信号波形的幅值、周期、频率（1）交流信号波形的幅值测量：在图5中，如果“VOLTS/div”为1V/div，峰-峰之间高度为6div，计算方法为：U=1V/div×6div=6，如果探头为10：1，实际值为U=60。此时“VOLTS/div”的“微调”旋钮应置于“校准”位置。（2）交流信号波形的周期、频率测量：在图6中，在屏幕上一个周期为4div。如果“扫描时间”为1ms/div，周期T=1ms/div×4div=4ms。由此可得频率f=1/4ms=250Hz。此时扫描时间的“微调”旋钮应置于“校准”位置。图5电压测量图6周期和频率测量7．使用电工测量仪表时，为保证仪表安全，首先应选择较大量程进行测试，然后再根据读数调整到合适的量程，以增加显示数据位数，提高测量精度。如果产生告警保护，调整安全量程后按“复位”键。8．电缆电源电缆：三相交流电源，单相交流电源：高压电路电缆（有护套）。直流稳压电源，直流稳流电源：低压电路电缆。仪表电缆：直流电压表：低压电路电缆。直流电流表：低压电路电流电缆。交流电压表，功率与功率因数组合表：高压电路电缆（有护套）。交流电流表：高压电路电流电缆（有护套）。函数信号源，毫伏表，双踪示波器：同轴电缆，低压电路电缆。9．各种实验仪器与实验电路之间的连接关系见图7：图7实验仪器与实验电路之间的连接关系五、实验内容1．电压源与电流源的等效转换将直流稳压电源看作理想电压源，将电压调至20V，串联一个200Ω的固定电阻，从而构成一个实际电压源，再外接一个电阻箱，如图8所示，改变电阻箱的阻值（见表1），即可测出电压源的外特性（即伏安特性）。将直流稳流电源看作理想电流源，根据等效转换的条件，将输出电流IS调至100mA，并联一个200Ω的固定电阻，构成一个实际电流源，再外接一个电阻箱，如图9所示，改变电阻箱的阻值（见表1），即可测出电流源的外特性。比较两种电源的外特性是否相同。图8电压源伏安特性图9电流源伏安特性表1电压源与电流源的等效转换（Ω）负载参数理论值电压源负载参数电流源负载参数U（V）I（mA）U（V）I（mA）U（V）I（mA）1003005002．交流电压、电流及功率的测量将单相交流可调的输出电压电源（调压器）调至200V，然后接三相组合负载中的一相负载，如图10所示，将交流电压表、交流电流表、功率表按仪表的接线要求接好线，按表2内容测量。图10交流电压、电流及功率的测量表2交流电压、电流及功率的测量负载U（V）I（A）P（W）1个灯2个灯3个灯3．示波器、毫伏表和信号源的使用调节信号源使其输出信号（有效值，用毫伏表测量）分别为：、的方波；、的正弦波。用示波器测量各信号电压幅度及频率值。测试数据填入表3。表3仪器使用中的测量数据信号源产生的信号电压（）（有效值）信号源产生的信号频率（Hz）10002000示波器垂直灵敏度（VOLT/div）峰峰值波形格数（精确到小数点后1位）示波器测量的信号幅度（）（峰峰值）计算信号幅度有效值（）—————示波器水平灵敏度（TIME/div）周期格数（精确到小数点后1位）信号周期T（ms）信号脉宽（高电平宽度，ms）—————占空比（脉宽/周期，%）—————计算信号频率（Hz）六、实验注意事项严格按照电路图接线，不能随意改变元件和仪表的连接顺序和位置。七、思考题1．能否用万用表测量方波、三角波的电压值？2．示波器测量信号周期、幅度时，如何才能保证其测量精度？使用万用表时如何保证测量精度？3．示波器观察波形时，下列要求，应调节哪些旋钮？移动波形位置；稳定波形；改变周期个数；改变显示幅度；测量直流电压。八、实验报告（本部分请在下面的空白页中手写完成）1．回答思考题。2．根据实验记录进行数据分析，将计算结果填入各表格。3．误差原因分析：实验中产生的误差是由哪些原因造成的？4．总结万用表、示波器、信号发生器等仪器设备的使用方法及主要旋钮、按键的功能。5．使用函数信号发生器过程中经常出现的两个错误是什么？6．在使用各种实验设备时都有哪些安全考虑（每种仪器分别进行说明）？7．总结实验心得体会。《仪器仪表》课程（项目）标准（一）课程性质与任务本课程是一门实用技能型专业课，其主要内容有：模拟式万用表的功能、特点、结构、使用方法和应用实例；数字式万用表的功能、特点、结构和使用方法；示波器的种类、功能、特点、结构和使用方法；信号发生器、频率计数器的结构和应用；以及绝缘电阻测量仪、接地电阻测量仪、功率表、电能表的原理和使用方法。通过任务引领的项目活动，使学生具备本专业的检测、维修、维护方法和具体操作的能力，同时培养学生爱岗敬业、树立严格按规程操作的职业安全意识。通过本课程的学习，能够熟悉万用表的功能、特点、结构和工作原理，掌握万用表的使用方法和应用技巧；掌握示波器、信号发生器、频率计数器的结构和使用方法；熟悉绝缘电阻测量仪、接地电阻测量仪、功率表、电能表的原理和使用方法。（二）课程教学目标1.知识目标1) 掌握测量结果的有效数字的正确表示和处理方法2) 熟悉指针万用表的结构、面板及技术参数3) 掌握模拟万用表测量电压、电流、电阻的方法4) 熟悉模拟式万用表在电子、电工测量技术中使用方法和技巧5) 掌握示波器的各个键钮功能及设置方法6) 熟悉绝缘电阻表、接地电阻表、功率表、电能表的工作原理、使用方法2.能力目标1) 会根据误差的现象判断误差产生的原因并采取相应措施减小误差2) 能根据被测对象的估算值选择合适的仪器仪表3) 会正确处理和表示测量结果数据4) 会使用模拟式万用表、数字万用表检测常用电子元器件5) 会根据被测对象正确选择档位和量程，并能够正确读数6) 会正确使用接地电阻测量仪3.素质目标培养良好的劳动纪律观念树立良好的服务形象培养认真做事、细心做事的态度；培养团队协作精神；培养表述、回答等语言表达能力；培养和客户交流、沟通的能力具有良好的心理素质、职业道德素质以及高度责任心和良好的团队合作精神；具有一定的判断、分析、解决问题的能力；参考学时32学时（四）课程学分2（五）课程的技能列项及检测标准技能列项技能检测标准电气测量中有效数字、测量结果数据的处理1．掌握电气测量有效数字的概念、取舍法则及运算方法；2．掌握电气测量结果数据的处理步骤及相关计算公式；万用表的使用了解模拟式万用表、数字万用表的功能特点熟悉模拟式万用表、数字万用表的结构和原理掌握万用表测量电压、电流、电阻的方法掌握万用表检测常用电子元气件的方法和技巧熟悉万用表在电子、电工测量技术中使用方法和技巧掌握数字万用表简单故障的处理方法示波器的使用了解示波器的功能和原理掌握示波器在信号测量、电子检修中的基本使用方法了解示波器的电路结构、故障检修、选购、保养与维护方面知识信号发生器的使用掌握信号发生器的原理、掌握信号发生器的操作方法掌握XD1型低频信号发生器、XFG-7型低高频信号发生器、XC-15型脉冲信号发生器的使用频率计数器的使用掌握频率计数器的面板和键钮功能掌握频率计数器的功能及原理掌握频率计数器的使用方法及注意事项其他常用电工仪表使用掌握绝缘电阻表的原理和操作方法掌握接地电阻测量仪的原理和操作方法掌握功率表的原理和操作方法掌握单相电能表和三相电能表的原理和操作方法（六）课程内容和要求序号教学任务（章节、项目）教学内容与教学要求教学活动设计建议参考课时1电气测量有效数字及结果的处理

电气测量有效数字的概念、正确表示方法电气测量有效数字的处理和运算电气测量结果数据的处理步骤及相关计算公式电气测量结果和测量误差的表示在教学过程中，要尽可能采用多媒体教学和现场教学，培养专业技能。对被测电压的记录结果进行分析处理并写出测量结果和测量误差的统一表达式82万用表的结构和使用方法1模拟式万用表、数字万用表的功能特点2模拟式万用表、数字万用表的结构和原理3模拟式万用表、数字万用表的使用方法在教学过程中，要尽可能采用多媒体教学和现场教学，使学生观察模拟式万用表面板结构，练习机械调零和欧姆调零，练习选档和量程、练习读数83常用电子仪器的功能和使用1示波器的种类和特点2示波器的功能和原理3示波器在信号测量、电子检修中的基本使用方法

4示波器的电路结构、故障检修、选购、保养与维护方面知识5信号发生器、电子计数器的功能和使用方法操作示波器的各个键钮对示波器进行初始状态的设定和增益检查

会用示波器观测信号的波形

用示波器进行信号幅度、周期（或时间）、、相位差的测量使用信号发生器和电子计数器84其他常用电工仪表的原理和使用方法1绝缘电阻表、接地电阻表、功率表、电能表的结构和原理2绝缘电阻表、接地电阻表、功率表、电能表的基本使用方法使用HDT2060系列数字绝缘电阻测量仪使用数字钳型接地电阻测量仪测量各种电力接地装置的接地电阻

完成单相和三相电能表的接线和安装使用功率表进行单相和三相交流电路有功功率的测量8（七）教学实施1.教学方法采用多媒体教学形式，以课堂教授基本理论和基本方法，结合实际情况分析、课堂讨论以及实训室实操训练的形式，培养学生的学习兴趣。与实验相结合，在内容上要突出重点，深入浅出，加强实验教学，增强感性认识和动手实践能力。本课程教学方法与教学手段改革所遵循的基本原则是：有利于理论与实践的紧密结合；有利于学生职业技能的提高；有利于学生对基本理论的理解和掌握；有利于学生职业素质的养成。从职业岗位需求入手，以技能训练为主线、相关理论知识为支撑，较好地处理理论教学和技能训练的关系；围绕任务和目标展开教学，以激发学生学习的能动性；以就业为导向，理论联系实际，讲练结合，发挥学生学习的主动性、积极性；理论考核和实践考核相结合，促进学生实践能力的培养和提高2.评价方法该课程在专业人才培养方案中列为考查课，进行随堂考试，根据学生对仪器仪表的使用情况，考试成绩按照4个等级进行评定，分为优秀、良好、及格、不及格。3.教学条件本课程拥有技术先进的校内实训基地，利用校内实训基地，能够很好的完成本课程的现场教学、实验、实训、实习、综合实训等项目。学生的实验、实训不受空间和课时的限制。根据课程目标、学生实际以及本课程的抽象性、逻辑性、应用性等特点，本课程的教学应该建设由文字教材、课件、虚拟实训、工业案例等多种媒体教学资源为一体的配套教材，相辅相成。4.教材编选教材编选原则：实用性强，案例丰富；国家规划教材、统编教材。（1）《仪器仪表使用及电气元件检测》,杨宗强主编，化学工业出版社，第1版(2021年11月1日)接触网仪器和工具接触网仪表是主要有兆欧表、接地电阻测试仪、激光测量仪、游标卡尺等，主要用来测量电阻、导高、拉出值等接触网参数；经常使用的工具有扭（力）矩扳手、手扳葫芦等，主要用来紧固接触网零部件和在抢修过程中对两端的线索进行紧固；具有结构简单、稳定可靠和维修方便等一系列优点，经常用于接触网线路测量和断线抢修中。名称：兆欧表作用：又名摇表，是专供用来检测电气设备、供电线路的绝缘电阻的一种便携式仪表。（一）兆欧表选用规定兆欧表的电压等级应高于被测物的绝缘电压等级。所以测量额定电压在500v以下的设备或线路的绝缘电阻时，可选用500V或1000V兆欧表；测量额定电压在500v以上设备或线路的绝缘电阻时，应选用1000～2500V兆欧表；测量绝缘子时，应选用5000V兆欧表。一般情况下，测量低压电气设备绝缘电阻时可选用0～200MΩ欧表。（二）使用及操作方法兆欧表有三个接线柱，上端两个较大的接线柱上分别标有“接地”(E)和“线路”方较小的一个接线柱上标有“保护环”（或“屏蔽”）(G)。（1）线路对地的绝缘电阻：将兆欧表的“接地”接线柱（即E接线柱）可靠地接地（一般接到某一接地体上），接线柱（即L一接线柱）接到被测线路上。连接好后，顺时针摇动，转速逐渐加快，保持在约120r/min后匀速摇动，当转速稳定，表的指针也稳定后，指的数值即为被测物的绝缘电阻值。实际使用中，E、L两个接线柱也可以任意连接，即E可以与接被测物相连接，L可以与地体连接（即接地），但G接线柱决不能接错。（2）测量电动机的绝缘电阻将兆欧表E接线柱接机壳（即接地），L接线柱接到电动机某一相的绕组上，测出的绝缘电阻值就是某一相的对地绝缘电阻值。（3）测量电缆的绝缘电阻测量电缆的导电线芯与电缆外壳的绝缘电阻时，将接线柱E与电缆外壳相连接，接线柱L与线芯连接，同时将接线柱G与电缆壳、芯之间的绝缘层相连接。(三)使用注意事项（1）使用前应作开路和短路试验。使L、E两接线柱处在断开状态，摇动兆欧表，指针应指向“∞”位；将L和E两个接线柱短接，慢慢地转动，指针应指向在“0”位。这两项都满足要求，说明兆欧表是好的。（2）测量电气设备的绝缘电阻时，必须先切断电源，然后将设备进行放电，以保证人身安全和测量准确。（3）兆欧表测量时应放在水平位置，并用力按住兆欧表，防止在摇动中晃动，摇动的转速为120r/min。（4）引接线应采用多股软线，且要有良好的绝缘性能，两根引线切忌绞在一起，以免造成测量数据的不准确。（5）测量完后应立即对被测物放电，在摇表的摇把未停止转动和被测物未放电前，不可用手去触及被测物的测量部分或拆除导线，以防触电。名称：接地电阻测量仪作用：接地电阻测量仪是检验测量接地电阻的常用仪表，也是电气安全检查与接地工程竣工验收不可缺少的工具。(一）组成及结构接地电阻测量仪随表附带接地探测棒两支、导线三根。接线端钮：接地极(C2、P2)、电位极(Pl)、电流极(Cl)、用于连接相应的探测针。调整旋钮：用于检流计指针调零。倍率盘：显示测试倍率，×0.1、×1、×10。测量标度盘：测试标度所测接地电阻阻值。测量盘旋钮：用于测试中调节旋钮：使检流计指针指于中心线。倍率盘旋钮：调节测试倍率。发电机摇把：手摇发电，为地阻仪提供测试电源。（二）使用及操作方法（1）沿被测接地导体（棒或板）距离依直线方式埋设辅助探棒。（2）连接测试导线：用5m导线连接E(P2)端子与接地极，电位极用20m导线接至P端子上，电流极用40m接C端子上。（3）将表放平，检查表针是否指“O”位，若不为零应调节到“0”位。（4）调动倍率盘到某数位置，如×0.1，×1，×10。（5）以120r／min转速摇动发电机，同时也转动测量盘使表针稳定在“0”位上不动为止。此时测量盘指示的刻度读数乘以倍率读数即为被测电阻值：被测电阻值(Ω)=测量盘指数×倍率盘指数（6）当检流表的灵敏度过高时，可将P（电位极）地气棒插入土壤浅一些。当检流表的灵敏度过低时，可在P棒和C棒周围浇上一点水，使土壤湿润。但应注意，绝不能浇水：土壤湿度过大，这样会造成测量误差。(三)使用注意事项：当有雷电的时候，或被测物带电时，禁止进行测量工作。（其中选一张即可）名称：激光测量仪作用：可用来测量接触网导高、拉出值、轨距、超高、侧面限界、线岔中心投影、锚段关节抬高和间隙、轨面红线高度及红线确定、结构高度、跨网输电线高差、辅助测量受电弓动态包络参数等。(一）组成及结构激光测量仪主要由主机部分和轨距尺部分组成。整体由主机部分、刻度尺、轨距尺部分、活动侧脚、基准侧脚等组成；主机部分由提手、测量头、显示屏、调节旋钮、电池仓、开关等组成。（二）使用及操作方法（1）仪器放置标准将测量架放置于待测目标下方的轨道面上，拨动测量架右端的轨距手柄，使测量架两端的司定测脚和活动测脚都紧靠钢轨内沿。保持测量架与轨道基本垂直。将主机放置于测量架的位盘上，并使旋紧旋钮处于旋紧状态。（2）开机打开电源开关后，按下键盘上“开／关”按钮，直至显示屏上出现视频图像，即表示仪器进入正常测量状态，可以开始测量。电源开关注：仪器不用时，请关闭电源开关，节省电能保护仪器。（3）瞄准仪器的显示屏中央有白色十字丝，通过前后挪动测量架和旋转主机头，当十字丝中心与待测目标完全重合时，则表明已瞄准。瞄准时，可先用手转动主机头进行粗调，然后根据需要可旋转微调旋钮进行微调，直到对准目标。在光线较弱的情况下也可以按“长光”键打开长光，用眼睛观察红色激光点辅助瞄准。注：长光，键盘上有一“长光”键，按下该键仪器就会发出一束红色激光，用于辅助瞄准。在分布测量过程中该键也用于从数字界面到图像界面的切换。激光发射口（4）测量在正常测量状态下，瞄准目标后即可按下相应功能键进行测量，并显示测量结果。如果没有瞄准目标，则提示“进入盲区或未对准目标请重新测量”。激光测量仪显示屏（三）使用注意事项：（1）使用前请先确认测量仪是否损坏；（2）不得对测量仪进行任何更换和更改；（3）不能在可能引起爆炸的环境中使用本测量仪；（4）不能将测量仪直接朝向太阳或其他明亮光源；（5）不能直视测量仪光源或直射他人；（6）测量仪在进行重要作业前，以及掉落或其他机械力作用后未进行检查，可能导致测量不准确；（7）出现电池电量低的提示后请更换电池或给电池充电，电池取出后将其放置在充电器上，接通220V、50HZ的交流电，建议充电时间为5—6小时，充电器的黄灯熄灭表示电池已经充满；（8）安装电池时注意电池极性，电池取出或放入后确认电池盒已关上。名称：游标卡尺作用：游标卡尺是一种比较精密的量具，在测量中用得最多。通常用来测量精度较高的工件，它测量工件的外直线尺寸、宽度和高度，有的还可用来测量槽的深度。组成及结构游标卡尺由测量爪、紧固螺钉、微调装置、主尺、游标尺、深度尺组成。使用及操作方法（1）测量前，主尺与游标尺的o线是对齐的，测量时，游标尺相对主尺向右移动，若游标尺的第1格正好与主尺的第1格对齐，则工件的厚度为o．02mm。同理，测量0.06mm或0.08mm厚度的工件时，应该是游标尺的第3格正好与主尺的第3格对齐或游标尺的第4格正好与主尺的第4格对齐。（2）读数方法，可分三步：①根据游标尺零线以左的主尺上的最近刻度读出整毫米数；②根据游标尺零线以右与主尺上的刻度对准的刻线数乘上0.02读出小数.③将上面整数和小数两部分加起来，即为总尺寸。④测量内径尺寸时，应轻轻摆动，以便找出最大值。⑤游标卡尺用完后，仔细擦净，抹上防护油，平放在合内。以防生锈或弯曲。（三）使用注意事项游标卡尺是比较精密的量具，使用时应注意如下事项：（1）使用前，应先擦干净两卡脚测量面，合拢两卡脚，检查副尺0线与主尺0线是否对齐，若未对齐，应根据原始误差修正测量读数。（2）测量工件时，卡脚测量面必须与工件的表面平行或垂直，不得歪斜。且用力不能过大，以免卡脚变形或磨损，影响测量精度。（3）读数时，视线要垂直于尺面，否则测量值不准确。名称：扭（力）矩扳手作用：扭矩扳手（也叫力矩扳手），力矩就是力和力臂的乘积，在紧固螺栓螺母等螺纹紧要控制施加的力矩大小，以保证螺纹紧固且不至于因力矩过大破坏螺纹，所以用扭矩扳手。力矩扳手仅限于接触网零部件紧固中使用。组成及结构主要由手柄和力矩头两部分组成。（二）使用方法及操作步骤：使用前应检查力矩扳手上的箭头是否同施力方向一致，如果不一致需将扳手头旋转180度重新安装，在使用扳手之前先作“预加负荷”，勿使力矩扳手“过负载”。（1）严