电子测量与仪器(第五版)课件汇总全书电子教案完整版课件最全幻灯片课件电子教案幻灯片.pptx

电子测量与仪器（第五版）电子测量与仪器（第五版）模块一电子测量基础电子测量概述一、电子测量一、电子测量电能量的测量 电能量的测量包括对各种电压、电流、电功率的测量电子元件参数的测量 电子元件参数的测量包括对电阻、电感、电容、品质因数、晶体管各种参数的测量电信号的波形及特性的测量 电信号的波形测量可以直观地观察到各种电信号的波形，电信号的特性测量包括各种电信号的幅度、频率、周期和失真度等参数的测量电子设备性能的测量 电子设备性能的测量包括对电路的放大倍数、灵敏度、通频带、噪声系数等技术指标的测量特性曲线的测量 特性曲线的测量包括对电路的频率特性曲线、器件的伏安特性曲线等的测量二、电子测量仪器二、电子测量仪器用于检测或测量一个量或为测量目的供给一个量的器具称为测量仪器利用电子技术测量电或非电量的测量仪器称为电子测量仪器直接测量法凡能用直接指示的仪器仪表直接读取被测量值，而无须度量器直接参与的测量方法，叫作直接测量法间接测量法间接测量法是指测量时必须首先测出与被测量有关的电量，然后通过计算才能求得被测量数值的方法3比较测量法凡在测量过程中需要度量器的直接参与，并通过比较仪表来确定被测量数值的方法叫作比较测量法。

1）零值法在测量过程中，通过改变标准量，使其与被测量相等(即两者差值为零)，从而确定被测量数值的方法叫作零值法2）差值法利用被测量与标准量的微小差值作用于测量仪表，从而确定被测量数值的方法，称为差值法3）代替法在测量过程中，用已知标准量代替被测量，若维持仪表原来的读数不变，则被测量必等于已知标准量，这种测量方法叫作代替法测量误差及表示方法一、系统误差一、系统误差系统误差是指在相同条件下多次测量同一量时，误差的大小和符号均保持不变，而在条件改变时遵从一定规律变化的误差测量仪表的误差包括测量仪表本身不完善而造成的基本误差，以及由于仪表工作条件改变而造成的附加误差测量方法的误差即由于测量方法不完善而引起的误差仪表受外磁场的影响而产生的误差由于外磁场而影响仪表内部的工作磁场，从而造成的系统误差仪表本身不完善和外界因素影响造成的误差二、偶然误差二、偶然误差偶然误差是一种由偶发原因造成的大小和符号都不固定的误差，又称为“随机误差”偶然误差主要由外界环境的偶发性变化引起 例如，外电场、磁场的突变，温度、湿度的突变，电源电压、频率的突变等，使得在重复测量同一量时， 其结果不完全相同，从而产生偶然误差三、疏失误差三、疏失误差疏失误差是一种严重歪曲测量结果的误差，又称为“粗大误差”。

疏失误差主要由于操作者的粗心和疏忽造成，如测量中读数错误、记录错误、算错数据等另外也包括由于操作者素质太差，不懂如何正确读数而造成的误差测量结果的处理一、测量数据的表示方法一、测量数据的表示方法表格法在自然科学的实验和工程技术中，经常需要把一系列测量数据列成表格，再进行其他的处理图示法图示法就是把测量结果中有关量的关系用图形的方式表示出来经验公式法在科学实验和工程技术中经常用与图形对应的公式来表示所有的测量数据，并把与曲线对应的公式称为经验公式二、测量数据的分析和处理二、测量数据的分析和处理等精密度测量数据的处理步骤：（1）按照实际情况需要，将测量的数据正确地表示出来，如用列表法将测量数据按测量先后顺序列于表中2）求出算术平均值3）计算每次测量的绝对误差4）计算均方根误差5）判断是否存在疏失误差6）给出测量结果的报告值模块二电流与电压的测量直流电流表与电压表一、磁电系测量机构一、磁电系测量机构 磁电系测量机构的结构磁电系测量机构的工作原理磁电系仪表的特点二、直流电流表二、直流电流表直流电流表的组成分流电阻的计算（1）先求电流量程扩大倍数（2）再求应并联的分流电阻多量程直流电流表多量程直流电流表一般采用并联不同阻值分流电阻的方法来扩大电流量程。

按照分流电阻与测量机构连接方式划分，分流电路分为开路式和闭路式两种形式直流电流表的使用直流电流表有安装式和便携式两种三、直流电压表三、直流电压表直流电压表的组成分压电阻的计算（1）先求磁电系测量机构的额定电压（2）再求电压量程扩大倍数（3）最后求分压电阻多量程直流电压表多量程直流电压表由磁电系测量机构与不同阻值的分压电阻串联组成，通常采用如图2-1-11所示的共用式分压电路直流电压表的使用测量直流电压一般使用直流电压表直流电压表有安装式和便携式两种测量电路的电压时，应将电压表并联在被测电路的两端交流电流表与电压表交流电流表和电压表多采用电磁系测量机构和整流系测量机构两种由于电磁系仪表具有结构简单，抗过载能力强，价格便宜等优点，在安装式交流电流表和电压表中应用较广一、电磁系测量机构一、电磁系测量机构电磁系测量机构的结构及工作原理（1）吸引型测量机构1）吸引型测量机构的结构如图2-2-2 所示2）吸引型测量机构的工作原理如图2-2-3 所示2）排斥型测量机构1）排斥型测量机构的结构如图2-2-4所示2）排斥型测量机构的工作原理如图2-2-5所示电磁系仪表的技术特性（1）既可测量直流，又可测量交流，但大多数情况下电磁系仪表都做成交流仪表使用。

2）可直接测量较大电流，过载能力强，并且结构简单，价格便宜，这是由于被测电流不经过游丝而直接进入线圈，而绕制固定线圈的导线也可以粗些的缘故3）标度尺刻度不均匀4）易受外磁场影响二、整流系测量机构二、整流系测量机构通常把由磁电系测量机构和整流器组成的仪表称为整流系仪表， 整流系交流电压表(图2-2-7) 就是在整流系仪表的基础上串联分压电阻构成的对于半波整流对于全波整流三、电磁系交流电流表与电压表三、电磁系交流电流表与电压表电磁系交流电流表（1）安装式电磁系电流表安装式电磁系电流表都制成单量程的目前安装式电磁系电流表一般做成量程为的交流电流表，以便与电流互感器配合测量较大的交流电流2）便携式电磁系电流表电磁系电流表扩大量程一般都采用将固定线圈分成两段，然后利用分段线圈的串、并联来实现电磁系交流电压表（1）安装式电磁系电压表安装式电磁系电压表通常都做成单量程的，一般最大量程不超过600，要测量更高的交流电压时，仪表要与电压互感器配合使用2）便携式电磁系电压表便携式电磁系电压表一般都做成多量程的，如图2-2-9所示为三量程电磁系电压表的内部电路图四、整流系交流电流表与电压表四、整流系交流电流表与电压表整流系交流电流表（1）电阻分流式电流表（2）互感器式电流表整流系交流电压表整流系交流电压表中所用的整流电路有半波和全波两种形式。

五、交流电流表与电压表的使用五、交流电流表与电压表的使用交流电流的测量交流电压的测量钳形电流表一、钳形电流表的构造及原理一、钳形电流表的构造及原理磁电式钳形电流表电磁式钳形电流表二、钳形电流表的使用二、钳形电流表的使用使用方法（1）测量前要进行机械调零2）测量前先估计被测电流的大小，选择合适的量程，使其指针正确指示，即不能使指针偏转过头或指示过小，若无法估计被测电流的大小时，则应从最大量程开始，逐步换成合适的量程晶体管毫伏表一、晶体管毫伏表的特点一、晶体管毫伏表的特点（1）输入阻抗高（输入阻抗高达数兆欧），输入电容小（一般为几到几十皮法），所以对被测电路影响很小2）频率范围宽3）测量范围广4）具有不同类型的波形响应，可以测量电压的峰值、有效值和平均值二、晶体管毫伏表的分类二、晶体管毫伏表的分类三、三、DA16 型晶体管毫伏表型晶体管毫伏表DA16 型晶体管毫伏表的组成DA16型晶体管毫伏表的技术指标() 测量电压范围() 测量电平范围() 被测电压频率范围() 输入阻抗() 测量误差() 频率附加误差() 使用电源 DA16型晶体管毫伏表的使用与维护（1） DA16型晶体管毫伏表面板（2） DA16型晶体管毫伏表的使用首先将毫伏表垂直放置(电压表面板与地面垂直)， 接通毫伏表电源开关，待仪表指针来回摆动数次后，将输入端短路，调整表头的调零电位器，将指针指在零位。

将表接入被测电路根据被测信号的大约数值，选择适当的量程，以使指针偏转的角度尽量大正确读数测试时连线应尽可能短， 最好使用屏蔽线，以减少外界感应引起的测量误差3）晶体管毫伏表的维护1）应放置于干燥、通风的环境中，并注意保持仪表清洁另外，搬运过程中应当小心轻放，以免磕碰造成仪表精度下降，甚至损坏表头若长期不用时应定期通电，使仪表靠自身发出的热量驱赶机内潮气，并能使电容器处于良好状态2）若接通电源后发现指示灯不亮，可用交流电压表检查电源是否良好，再检查指示灯是否损坏或接触不良3）若电源接通，指示灯亮，但信号输入后表针不动，可检查被测电压与仪表挡级是否相符，输入线接触是否良好，毫伏表内部电源部分的12直流电压是否正常，还应查看放大电路是否正常模块三万用表模拟式万用表一、模拟式万用表的组成一、模拟式万用表的组成模拟式万用表一般由测量机构、测量线路和转换开关三部分组成二、模拟式万用表的工作原理二、模拟式万用表的工作原理MF47型万用表和其他型号的模拟式万用表的工作原理基本相同，都是建立在欧姆定律及电阻串并联规律的基础之上直流电流测量电路直流电压测量电路交流电压测量电路(1)用万用表测量交流电压的原理如果要测量交流量，只有加上整流器将交流转换成直流后，再送入测量机构，然后找出整流后的电流与输入交流电流之间的关系，才能在仪表标度尺上直接标出输入交流电的大小。

2)MF47型万用表交流电压测量电路电阻测量电路(1)欧姆表基本原理(2)欧姆表量程的扩大在扩大欧姆表量程的同时，还必须设法增加测量机构的电流，通常可采取以下两种措施：1)保持电池电压不变，改变分流电阻值2)提高电池电压3)MF47型万用表电阻测量电路万用表常用保护措施() 过压保护() 过流自熔断保护() 表头过载限幅保护() 压敏电阻保护三、模拟式万用表的使用与维修三、模拟式万用表的使用与维修模拟式万用表的使用() 使用之前要调零() 要正确接线() 要正确选择测量挡位() 要正确读数() 要注意操作安全模拟式万用表电路图识读及故障排除(1)模拟式万用表电路图阅读方法1)熟悉各元件的符号、作用及在实物中的位置，明确转换开关触点的位置2)阅读万用表电路图时一般先阅读直流电流测量电路，然后依次阅读直流电压测量电路、交流电压测量电路、电阻测量电路等3)阅读电流、电压测量电路图时， 应从正表笔出发，经测量电路到达负表笔，阅读电阻测量电路图时，应从表内电池的正极出发，经测量电路、被测电阻，最后回到电池的负极4)检查线路故障时，可按上述顺序依次检查，遇有分支电路时， 应先排除不通的支路，再继续查下去，直至将线路查完。

2)模拟式万用表故障检查及排除1)直流电流挡的故障及排除找一只准确度较高的毫安表或无故障的万用表作为标准表，与故障表串联后去测量一直流电流若故障表读数比标准表大得多，则多为分流电阻开路所致若无读数，可将故障表转换开关置于直流电压最低挡，直接去测量一节新干电池的电压，若仍无读数，则为表头线路开路;若有读数且指示值大于1.6，则为分流电阻开路排除方法:若为表头线路开路，应找出其开路的原因若为分流电阻开路，则需打开仪表后盖，逐一检查各个分流电阻(一般为绕线式电阻)，并将损坏的分流电阻换掉2)电压挡的故障及排除3)电阻挡的故障及排除数字式万用表一、数字式万用表的组成及工作原理一、数字式万用表的组成及工作原理直流电压测量电路直流电流测量电路交流电压测量电路电阻测量电路(1)数字式欧姆表的原理(2)DT830 型数字式万用表电阻测量电路晶体三极管FE测量电路二、数字式万用表的使用二、数字式万用表的使用DT830B 型数字式万用表的面板结构前面板包括液晶显示器、电源开关、量程转换开关、输入插孔、hFE插座等，后面板装有电池盒数字式万用表的使用方法(1)直流电压的测量(2)交流电压的测量(3)直流电流的测量(4)电阻的测量(5)二极管的测量(6)晶体管hFE的测量模块四电阻的测量电阻。