《电工电子基本技能操作项目教程》课件项目十六

项目十六常用电子仪表的使用能力目标1．熟练使用函数信号发生器，正确调整输出波形的电压及频率；2．熟练使用示波器观测电压波形、相位关系；3．熟练使用交流毫伏表测量电压；4．在测量中能正确连线；5．具有细致的观察能力、实事求是的科学精神。知识目标1．知道函数发生器的作用；2．知道示波器的作用及测量内容；3．知道毫伏表的作用及与万用表的区别。常用电子仪表的使用一、函数信号发生器的使用函数信号发生器是一种可以产生多波形的信号源。它能产生正弦波、方波(矩形波)、三角波(锯齿波)等。为了产生各种输出波形，函数信号发生器利用各种电路通过函数变换实现波形之间的转换。根据合成信号的方式不同函数信号发生器有模拟式与数字式两种。

1、模拟式函数信号发生器以通用电工电子学生实验台函数信号发生器为例。1)面板旋钮及插孔功能(1)三角波、方波、正弦波、公共地插孔：从三个不同插孔中可以获得相应三种不同的波形，作为函数信号发生器的输出端。项目内容与原理常用电子仪表的使用(2)

频率显示表：指示频率(5Hz～550kHz)。(3)频率倍乘：输出频率是指示频率的倍数(×1、×10、×102、×103、×104)。(4)频率细调：可调整频率表指示频率。(5)正弦波电压指示表：可指示电压输出幅度(0～4.5 V)(6)正弦波幅度衰减：将输出电压进行衰减(0、20 dB、40 dB)。(7)正弦波幅度：可调整正弦波电压输出幅度。(8)矩形波幅度：可调整矩形波电压输出幅度。常用电子仪表的使用

2)频率与幅度的调整(1)正弦波幅度的调整：首先选择正弦波衰减倍数，再调整正弦波幅度调节旋钮使正弦电压指示表指示为所需电压，则此时正弦波输出电压为电压表指示值除以正弦波衰减倍数，即

输出电压=例：若正弦波幅度衰减选择20dB，调整正弦波幅度旋钮，电压表指示为2V时，则此时正弦波输出电压为2V/10=0.2V(0dB=1倍，20dB=10倍，40dB=100倍)。常用电子仪表的使用(2)信号频率的调整：根据所需频率首先选择频率倍乘，然后调整频率细调，使频率表指示为所需频率示数，则此时输出信号频率为信号频率=频率表指示数×频率倍乘

例：若需信号频率为1 kHz，则所选频率倍乘为102，调节频率细调，使频率表指示为10，则此时的信号输出频率为：102 × 10 = 1000 Hz。2、数字式函数发生器的使用以DG4000系列数字信号发生器为例，它采用DDS直接数字合成技术，可生成稳定、精确、纯净、低失真的输出信号。1)前面板前面板如图16-1所示。常用电子仪表的使用图16-1数字式函数信号发生器常用电子仪表的使用常用电子仪表的使用(1)电源开关。(2)USB接口。(3)显示屏，可用于显示信号波形、频率、电压幅度、起始相位、偏移电平、谐波次数等。(4)波形选择按钮区有正弦波、方波、锯齿波、脉冲信号、噪声、谐波、任意波形选择。(5)键盘输入按钮区有0～9数字按钮。(6)通道选择区有双通道CH1、CH2。(7)模式选择区有扫频、调制等。(8)功能选择区有打印、编辑、帮助等。(9)手轮。(10)显示按钮区在不同的功能模式下显示不同的参数。常用电子仪表的使用2)使用步骤以输出正弦波信号为例。(1)将输出电缆接到CH1或CH2。(2)打开电源开关，函数信号发生器起动自检。(3)根据要求选择输出波形，按下相应的正弦波按钮。(4)按下频率显示按钮，根据需求从键盘输入相应频率。(5)按下电压幅度显示按钮，根据需求输入相应电压幅值。(6)相应输出通道指示灯亮，从该通道有相应频率、电压幅度的波形输出。3、函数信号发生器使用注意事项

(1)将函数信号发生器放置于干燥通风处，不可放置在潮湿环境下。(2)不可由高处摔下。(3)输出导线最好使用有屏蔽作用的同轴电缆，在小信号时避免受外界干扰。常用电子仪表的使用常用电子仪表的使用二、交流毫伏表的使用交流毫伏表主要是用来测量高频小信号电压幅度的一种测量仪器，其特点是工作频率范围宽，从几赫兹到几百兆赫兹都可测量；测量电压范围广，从微安级到几百伏。测量灵敏度高，输入电阻大。交流毫伏表测量交流电压时，不可用万用表代替。万用表只能测交流频率在50～100Hz的信号，且电压测量范围小，微弱信号无法测量，其灵敏度低，输入电阻小。

1、指针式晶体管毫伏表的使用以晶体管交流毫伏表DA-16型为例，其工作频率为5Hz～2MHz，测量电压范围100 mV～300 V，如图16-2所示。常用电子仪表的使用图16-2DA-16数字毫伏表常用电子仪表的使用1)前面板功能说明(1)指针式表头：指示电压值(有效值)。(2)调零旋钮。(3)输入插孔。(4)电压量程选择旋钮。(5)电源指示灯。(6)电源开关。常用电子仪表的使用2)使用步骤(1)准备工作。①调零：观察指针指示是否停在零刻度位置，若不是则调整调零旋钮，使指针指到零刻度。②量程置于最大挡：观察量程选择旋钮是否在最大量程(300V)，若不是则将之转换到300V量程挡。③输入表笔短接：将输入同轴电缆红黑两表笔互相短接。④插好电源，打开电源开关进行预热10分钟待用。常用电子仪表的使用(2)测量。①估算所测电压大小，选择相应的量程挡位。原则是所选量程一定要大于被测量。(若无法估算被测量，则选用最大量程挡，再根据指针所偏转的角度逐渐减小量程至合适挡位，指针偏转最好大于满刻度2/3。)②将交流毫伏表两表笔并联至被测电路两端。(3)读数：等指针稳定之后读数。(4)用完之后，将量程转换开关停留在最大量程(300V)挡。常用电子仪表的使用3)交流毫伏表使用注意事项(1)通电前，一定要将输入电缆的红黑表笔相互短接。防止仪器在通电时因外界干扰信号通过输入电缆进入电路放大后，再进入表头将表针打弯。(2)接通220V电源，按下电源开关，电源指示灯亮，仪器立刻工作。为了保证仪器稳定性，需预热10秒钟后使用，开机后10秒钟内指针无规则摆动属正常。(3)测量前，应短路调零。将测试线的红黑夹子夹在一起，将量程旋钮旋到1mV量程，指针应指在零位(可通过面板上的机械调零电位器进行调零)。若指针偏离零点过多，应检查测试线是否断路或接触不良，应更换测试线。常用电子仪表的使用(4)在不测试信号时应将量程旋钮旋到最高量程挡。(5)交流毫伏表接入被测电路时，其地端(黑表笔)应始终接在电路的地上(成为公共接地)，以防干扰。(6)因交流毫伏表灵敏度高，在低量程挡时两红黑表笔不能开路，以免干扰信号的作用将指针打弯。(7)所测电压不能超过交流毫伏表的最大量程。(8)不可置于强磁场中，以免影响测量数据。常用电子仪表的使用2、数字式毫伏表的使用以DF1930B为例进行说明。(1)DF1930B数字毫伏表的面板功能如图16-3所示。①数字显示。数码显示屏可自动显示所测量量数据的大小。数字显示有电压显示与分贝显示。电压的单位为V与mV，分贝的单位为dB或dBm，其换算关系是dB = 20logV。所测量量的单位是V还是mV则相应的灯就会点亮。OVER：表示过量程。UNDER：表示欠量程。②量程选择。量程选择有3 mV、30 mV、300 mV，3 V、30 V、300 V可选。通过按钮◄、►可改变所选量程。常用电子仪表的使用图16-3DF1930B数字毫伏表面板常用电子仪表的使用③工作方式选择。自动AUTO挡：选择此挡则相应灯亮，毫伏表会根据所测电压进行自动调整量程。手动MANU挡：选择此挡则相应灯亮，量程的选择可根据所测电压大小自行选择。④电源开关与信号输入插孔。信号输入其最大值应小于450V。常用电子仪表的使用

(2)数字毫伏表的使用。数字毫伏表的使用很简单。①选择自动挡测量：打开电源，按下自动挡(AUTO灯亮)，测量，读数。(注意：因选择量程由毫伏表自动完成，需要一定的时间，所以测量时要让毫伏表稳定之后才能读数)②选择手动挡测量：打开电源，按下手动挡(MANU灯亮)，根据被测电压大小，选择量程(被测电压一定要比量程小)，测量，读数。常用电子仪表的使用三、示波器电子示波器是一种时域测量仪器，用于观察信号电压幅度变化与时间的关系曲线。它可以测量信号电压的形状、幅度(峰峰值)、频率、相位等。以CA8120A型电子示波器的使用为例。

1、前面板前面板说明如图16-4所示。

1)面板旋钮作用与功能

(1)

辉度：调整扫描轨迹的亮度。

(2)

聚集：使扫描轨迹的线条更加细小清晰。

(3)光迹旋钮：当扫描基准线不为水平时，调整光迹旋钮使之水平。

(4)

X移位：调整扫描轨迹水平方向移动。常用电子仪表的使用图16-4CA8120A示波器面板常用电子仪表的使用(5)Y1或Y2移位：调整扫描轨迹垂直方向移动。(6)电平：调整电平可选择扫描轨迹适当的触发电平使扫描曲线稳定。(7)扫描速率：(SEC/DIV)调整扫描速率旋钮可改变被测信号一个或几个周期在水平方向的显示宽度。将中置旋钮顺时针旋到底，且听到关的声音，则已置于校准位置，中置旋钮置于校准位置后测量信号时不可再改变。(8)Y轴幅度衰减：(VOLTS/DIV)调整Y轴幅度衰减，可改变被测信号在垂直方向的显示高度。将中置旋钮顺时针旋到底，且听到关的声音，则已置于校准位置，中置旋钮置于校准位置后测量信号时不可再改变。常用电子仪表的使用2)面板按钮作用(1)电源开关按钮：按下电源开关按钮，示波器通电。(2)方式：有Y1、Y2、交替、断续四个工作方式可选，按下相应的按钮则相应的输入通道工作。如：按下Y1则此时Y1通道工作。按下交替时Y1或Y2交替工作。交替显示一般适宜于输入信号频率较高时使用。“断续”适宜于输入信号频率较低时使用。(3)内触发电源：三个可选。内触发电源与方式关联工作，选择哪个工作方式则相应选择哪个内触发电源。如选择Y1方式则选择Y1内触发电源。常用电子仪表的使用

(4)峰值选择：有电视、常态、自动与峰值自动四种状态可选择，一般情况下都选择峰值自动。(5)GND：按地，表示此时输入端接地。(6)AC或DC：表示输入信号是交流或直流的耦合方式。(7)X轴×1或×10：当按下×10，说明扫描时间显示与实际衰减了10倍，读数时需×10。常用电子仪表的使用2、电子示波器的使用步骤

1)信号通道的选择(1)选择通道Y1(Y2)。(2)将探头插入Y1(Y2)接线孔中。(3)按下方式Y1(Y2)。(4)按下内触发电源中Y1(Y2)。常用电子仪表的使用2)扫描轨迹的寻找与调整打开电源开关，扫描基线应清晰地显示在屏幕中央，如果打开电源没有看到扫描基线，则进行如下操作：(1)按下GND，使输入信号接地。(2)调整辉度，顺时针旋转则是增加扫描基线亮度，使扫描基线亮度适当。(3)调整聚焦，使扫描基线细小而清晰。(4)调整Y移位，使基线垂直位置显示在屏幕中央。(5)调整X移位，使基线在水平位置显示在屏幕中央。常用电子仪表的使用3)测量将探头并联在被测信号两端，按下AC或DC(测直流按下C，测交流则按下AC)。(1)将X轴扫描速率与Y轴幅度衰减的中置旋钮顺时针旋到底，且听到关的声音则已置于校准状态，测量过程中不能再调动。(2)调整Y轴幅度衰减，使被测信号的幅度在屏幕上显示合适的高度(一般为屏幕高度的1/3～2/3)。(3)调整扫描速率，使被测信号在屏幕上显示两到三个周期，以适合读数。常用电子仪表的使用4)读数周期的读数与幅度的读数。(1)电压幅度的读数。在屏幕上的高度以1厘米为一格，用DIV表示。信号的幅度是指底点到顶点的高度，称之为峰峰值，用VP-P 表示。如图16-5所示A点与C点之间的高度为峰峰值。电压幅度VP-P 

=Y轴幅度挡位VOLTS×波形显示高度DIV若此时VOLTS/DIV的挡位为0.5V，A与C之间的高度为2格，则电压的峰峰值为0.5V×2=1V。常用电子仪表的使用图16-5峰峰值图示常用电子仪表的使用(2)周期或频率的读数。在水平方向，以1厘米为一格，用DIV表示。读取信号的一个周期，在屏幕上占用的格数，如图16-5中A点至B点之间为一个周期，占四格，则周期=扫描时间挡位SEC×格数DIV

频率=若此时SEC/DIV的挡位为5ms，A点与B点之间的格数为4格，则信号周期为5ms×4=20ms，频率为50Hz。常用电子仪表的使用探头是示波器的重要附件，其质量的好坏直接影响示波器的测量准确度。探头的电缆必须是精心设计与制造的专用电缆。因此当使用示波器进行测量时，应该选择质量优良的探头，最好是示波器的原配探头。当使用探头进行测量时，其衰减器是选择×10挡，还是选择×1挡，要根据被测电路与被测信号的具体情况而定。如果被测点是高阻节点，或被测信号是频率较高，则应选择×10挡；若被测点是低阻节点或信号频率较低则选择×1挡。常用电子仪表的使用3、示波器使用注意事项

(1)示波器的输入信号峰峰值不能超过最大输入电压400V。(2)在读数前一定要将扫描时间旋钮与幅度衰减旋钮上的中置旋钮置于校准位置，且一旦校准之后不再调整此旋钮，否则读数将不准确。(3)探头使用示波器专用探头。(4)示波器辉度不可太亮，以免影响示波器屏幕的使用寿命。(5)聚焦尽可能使显示波形线条细小，清晰。线条不可太粗，以免影响读数精度。(6)读数时要注意示波器面板X轴是否已将×10按下，检查探头置于10∶1。项目训练准备(1)函数信号发生器；(2)示波器；(3)交流毫伏表。常用电子仪表的使用项目操作与测量(一)仪器使用与测量(1)按图16-6所示电路连线。图16-6信号发生器、示波器、毫伏表接线示意图常用电子仪表的使用(2)调整函数信号发生器，使之产生信号频率及幅度如下，将调整结果填入表16-1中。函数信号发生器信号频率/Hz频率指示频率倍乘输出电压值正弦波衰减电压表示数正弦波500

3 V

1000

0.3 V

5000

30 mV

10000

10 mv

三角波500

///1000

///矩形波500

//1000

//表16-1函数信号发生器的使用常用电子仪表的使用(3)继上一步骤，用毫伏表测