电子测量技术.doc

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资源描述
模拟式万用表在电子测量中的应用
冯黎光
(湖北宜昌 三峡大学电气信息学院通信工程)
摘要:模拟式万用表与数字万用表的比较,数字式万用表为何不能取代模拟表。本文重点介绍模拟式万用表在的电工电子测量中的相关应用和原理。
关键词:万用表 模拟式万用表 电子测量
从电的初学者到电气工程师,万用表是身边必备的测量器具之一。在电工测量仪表中,最大众化的万用表是一种集元器件的检验、电路的导通试验、电源电压检验等多功能于一体的仪表,应用起来十分便利。万用表具有直流电压、直流电流、交流电压、交流电流(模拟万用表中没有)以及电阻等五种基本测量功能。还可以具有蓄电池检验、温度测量和晶体三极管hFE特性检验等测量功能。
万用表中,有指针型的模拟式万用表和数字显示的数字式万用表。
指针表和数字表的比较和选用:
1、指针表读取精度较差,但指针摆动的过程比较直观,其摆动速度幅度有时也能比较客观地反映了被测量的大小;数字表读数直观,但数字变化的过程看起来很杂乱,不太容易观看。
2、指针表内一般有两块电池,一块低电压的1.5V,一块是高电压的9V或15V,其黑表笔相对红表笔来说是正端。数字表则常用一块6V或9V的电池。在电阻档,指针表的表笔输出电流相对数字表来说要大很多,用R×1Ω档可以使扬声器发出响亮的“哒”声,用R×10kΩ档甚至可以点亮发光二极管(LED)。
3、指针表内阻一般在20KΩ/V左右,相对数字表来说比较小,测量精度相比较差。某些高电压微电流的场合甚至无法测准,因为其内阻会对被测电路造成影响。数字表电压档的内阻很大,一般在11M,使流入仪表的电流近似为零,其电池内阻引起的电压降可以忽略。但极高的输出阻抗使其易受感应电压的影响,在一些电磁干扰比较强的场合测出的数据可能是虚的。
4、模拟式指针表的标尺盘上很多,使用时也要注意档位转换和测量量程的切换,使用复杂。数字式表使用简单,即使没有电学知识亦可以放心使用
总之,在相对来说大电流高电压的模拟电路测量中适用指针表,比如电视机、音响功放。在低电压小电流的数字电路测量中适用数字表,比如BP机、手机等。不是绝对的,可根据情况选用指针表和数字表。
指针表不能被数字表取代的原因:
由前面的介绍可知,如果把模拟式万用表与数字式万用表进行比较,在所有的项目上数字式万用表都占有优势。但是,作为常用测量仪表的指针式目前仍被大量使用着。这是因为数字万用表在其诸多优点的反面也有不足之处,可以列举如下:
1、对于变化量,数字显示时读数困难。而指针式仪表可以通过指的摆动来了解变化量。
2、导通试验时,近似0欧姆的场合和电阻很大的场合下,用数字显示时大小关系难以读取。在这一点上,指针式万用表可以通过指针的偏转从感觉上来了解导通状态。
3、用于维修检查和修理的万用表在多数场合下,有百分之几的测量误差不成问题。在这一点上,由于数字式万用表显示的精度高、位数多,读取时反而要花费不必要的精力。
因此,数字式万用表的高精度往往造成其使用上的困难,而模拟式万用表有着过去长期使用的经验而至今应用广泛。
万用表的使用技巧:
1、测喇叭、耳机、动圈式话筒。用R×1Ω档,任一表笔接一端,另一表笔点触另一端,正常时会发出清脆响量的“哒”声。如果不响,则是线圈断了,如果响声小而尖,则是有擦圈问题,也不能用。
2、测电容。用电阻档,根据电容容量选择适当的量程,并注意测量时对于电解电容黑表笔要接电容正极。①、估测微波法级电容容量的大小:可凭经验或参照相同容量的标准电容,根据指针摆动的最大幅度来判定。所参照的电容不必耐压值也一样,只要容量相同即可,例如估测一个100μF/250V的电容可用一个100μF/25V的电容来参照,只要它们指针摆动最大幅度一样,即可断定容量一样。②、估测皮法级电容容量大小:要用R×10kΩ档,但只能测到1000pF以上的电容。对1000pF或稍大一点的电容,只要表针稍有摆动,即可认为容量够了。③、测电容是否漏电:对一千微法以上的电容,可先用R×10Ω档将其快速充电,并初步估测电容容量,然后改到R×1kΩ档继续测一会儿,这时指针不应回返,而应停在或十分接近∞处,否则就是有漏电现象。对一些几十微法以下的定时或振荡电容(比如彩电开关电源的振荡电容),对其漏电特性要求非常高,只要稍有漏电就不能用,这时可在R×1kΩ档充完电后再改用R×10kΩ档继续测量,同样表针应停在∞处而不应回返。
3、检测二极管、三极管、稳压管的好坏。因为在实际电路中,三极管的偏置电阻或二极管、稳压管的周边电阻一般都比较大,大都在几百或几千欧姆以上,这样,我们就可以用万用表的R×10Ω或R×1Ω档来在路测量PN结的好坏。在路测量时,用R×10Ω档测PN结应有较明显的正反向特性(如果正反向电阻相差不太明显,可改用R×1Ω档来测),一般正向电阻在R×10Ω档测时表针应指示在200Ω左右,在R×1Ω档测时表针应指示在30Ω左右(根据不同表型可能略有出入)。如果测量结果正向阻值太大或反向阻值太小,都说明这个PN结有问题,这个管子也就有问题了。这种方法对于维修时特别有效,可以很快速地找出坏管,甚至可以测出尚未完全坏掉但特性变坏的管子。比如当你用小阻值档测量某个PN结正向电阻过大,如果你把它焊下来用常用的R×1kΩ档再测,可能还是正常的,其实这个管子的特性已经变坏了,不能正常工作或不稳定了。
4、测电阻。重要的是要选好量程,当指针指示于1/3~2/3满量程时测量精度最高,读数最准确。尤其要注意的是,在用R×10k电阻档测兆欧级的大阻值电阻时,不可将手指捏在电阻两端,因为这样相当与和有数十KΩ人的手的电阻并联,所侧的是并联后的合成电阻而不是被测大电阻值。
5、检查线路。确定是哪一条线路出问题,打到蜂鸣器的位置,将线路一头对地,另一头和万用表红表笔相接触,万用表黑表笔对地,若线路是好的,蜂鸣器就会响;其次在设备带电情况下,根据电源情况选择交流或直流,将万用表两笔头接触在要检查的元器件进线侧进行电压测量。
6、判断压电陶瓷的好坏。压电陶瓷是一种人工合成的压电材料。当受到外界压力时,两面会产生电荷,电荷量与压力成正比,这种现象称为压电效应。压电陶瓷具有压电效应,即在外电场作用下,会产生形变,所以压电陶瓷片可用作发声元件。利用压电陶瓷片的压电效应,可用万用表判断其好坏。将压电陶瓷片的两极引出两根导线,然后把陶瓷片平放到桌子上,将两根引线分别接至万用表两表笔上,把万用表拨至最小电流挡,然后用铅笔橡皮头轻按陶瓷片,若万用表指针明显摆动,说明陶瓷片完好,否则,说明已损坏。
7、辨别三级管的集电极和发射极。万用表测量三极管放大倍数的接线状态下,如果有放大能力,对PNP管而言是红表棒接集电极,对NPN管子则是黑表棒接集电极,表的两笔任接在剩下的两个未知电极上,用手捏住表笔和管子的引脚,然后用舌头按在已知的基极上,觉的不卫生就用个手指头碰在基极上,然后再交换表笔,结果是一次表针摆动很大,一次几乎不动,可区分出集电极和发射极了。
8、用万用表判断扬声器的正负极。首先,把指针式万用表拨到直流0~5mA挡,然后将两表笔分别接在待测扬声器的两个焊片上。用手轻按扬声器的纸盆,观察万用表指针的摆动方向,若指针正向偏转,则红表笔接的是扬声器负极,黑表笔接的是扬声器正极。反之,红表笔接的是正极,黑表笔接的是负极。
万用表的使用
1、熟悉表盘上各符号的意义及各个旋钮和选择开关的主要作用。
2、进行机械调零。
3、根据被测量的种类及大小,选择转换开关的挡位及量程,找出对应的刻度线。
4、选择表笔插孔的位置。
5、测量电压:测量电压(或电流)时要选择好量程,如果用小量程去测量大电压,则会有烧表的危险;如果用大量程去测量小电压,那么指针偏转太小,无法读数。量程的选择应尽量使指针偏转到满刻度的2/3左右。如果事先不清楚被测电压的大小时,应先选择最高量程挡,然后逐渐减小到合适的量程。交流电压的测量:将万用表的一个转换开关置于交、直流电压挡,另一个转换开关置于交流电压的合适量程上,万用表两表笔和被测电路或负载并联即可;直流电
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