电子元器件测量仪器.ppt
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1、电子元器件测量仪器电子元器件测量仪器概述概述集总参数元件特性集总参数元件特性万用电桥原理及使用万用电桥原理及使用晶体管特性图示仪晶体管特性图示仪总结总结12/17/20221电子实训室 苏概述概述电子元器件中,电阻器、电容器和电感器为基本电路元电子元器件中,电阻器、电容器和电感器为基本电路元件;晶体二极管、三极管、场效应管、单结管、晶闸管件;晶体二极管、三极管、场效应管、单结管、晶闸管等为半导体器件;运算放大器、数字逻辑电路、半导体等为半导体器件;运算放大器、数字逻辑电路、半导体存储器、微处理器等为集成电路器件。不同类型的电子存储器、微处理器等为集成电路器件。不同类型的电子元器件,需要使用不同
2、的仪器进行测量。元器件,需要使用不同的仪器进行测量。基本电路元件按其在电路中的工作频率不同,采用不同基本电路元件按其在电路中的工作频率不同,采用不同的测量方法和仪器。工作在低频电路中的元件,常采用的测量方法和仪器。工作在低频电路中的元件,常采用电桥法测量,通常使用直流电桥、交流电桥和万用电桥;电桥法测量,通常使用直流电桥、交流电桥和万用电桥;工作在高频电路中的元件,常采用谐振法测量,通常使工作在高频电路中的元件,常采用谐振法测量,通常使用用Q表、高频电感电容测量仪。表、高频电感电容测量仪。因为半导体器件需要测量的参数很多,有直流参数、低因为半导体器件需要测量的参数很多,有直流参数、低频参数和高
3、频参数,应根据需要测量参数的不同选择不频参数和高频参数,应根据需要测量参数的不同选择不同的测试仪进行测量。常用的仪器有晶体管特性图示仪、同的测试仪进行测量。常用的仪器有晶体管特性图示仪、晶体管直流参数测试仪、晶体管直流参数测试仪、h参数测试仪、参数测试仪、Y参数测试仪和参数测试仪和场效应管测试仪等。场效应管测试仪等。12/17/20222电子实训室 苏集总参数元件特性集总参数元件特性 电阻器、电容器、电感器这些基本电子元件,由于它们的特性可由电阻器、电容器、电感器这些基本电子元件,由于它们的特性可由两端的电压和电流之间的关系来确切表达,这种关系可用参数来描两端的电压和电流之间的关系来确切表达,
4、这种关系可用参数来描述,因此又称集总参数元件。述,因此又称集总参数元件。1.电阻器电阻器具有电阻性质的元件称为电阻器,简称电阻,用具有电阻性质的元件称为电阻器,简称电阻,用R表示。电阻在电表示。电阻在电路中是耗能元件,电阻值的单位是欧姆路中是耗能元件,电阻值的单位是欧姆(),常用单位还有千欧常用单位还有千欧(K)和兆欧和兆欧(M)。电阻器的主要参数有电阻值及其误差,额定功率,温度系数电阻器的主要参数有电阻值及其误差,额定功率,温度系数等。实际应用中,需要测量的主要参数是电阻值。实际电阻器并不等。实际应用中,需要测量的主要参数是电阻值。实际电阻器并不是纯电阻,存在引线电感和分布电容,当电阻器工作
5、在低频时,主是纯电阻,存在引线电感和分布电容,当电阻器工作在低频时,主要为电阻性质,电抗性质可忽略。但工作在高频时就必须考虑其影要为电阻性质,电抗性质可忽略。但工作在高频时就必须考虑其影响,高频时电阻器的等效电路如图所示。响,高频时电阻器的等效电路如图所示。12/17/20223电子实训室 苏集总参数元件特性集总参数元件特性2.电容器电容器具有电容性质的元件称为电容器,简称电容,用具有电容性质的元件称为电容器,简称电容,用C表示。电容在表示。电容在电路中是一个储能元件,电容量的单位法拉电路中是一个储能元件,电容量的单位法拉(F),常用单位有微法常用单位有微法(F)和皮法和皮法(pF)。实际电容
6、器由于极间的电介质存在漏电阻(实际电容器由于极间的电介质存在漏电阻(RCP),会使),会使电容器消耗一定的能量,这种能量损耗称为电容器的介质损耗,电容器消耗一定的能量,这种能量损耗称为电容器的介质损耗,此时电容器的等效电路如图所示。此时电容器的等效电路如图所示。电容器的主要参数有电容量及其误差、额定电压(击穿电电容器的主要参数有电容量及其误差、额定电压(击穿电压)、温度系数、损耗因数等,实际应用中需要测量的是电容量压)、温度系数、损耗因数等,实际应用中需要测量的是电容量和损耗因数。和损耗因数。12/17/20224电子实训室 苏集总参数元件特性集总参数元件特性3.电感器电感器具有电感性质的元件
7、称为电感器,简称电感,用具有电感性质的元件称为电感器,简称电感,用L表示。电表示。电感在电路中也是一个储能元件,电感量的单位是享利感在电路中也是一个储能元件,电感量的单位是享利(H)。常用。常用单位有毫享单位有毫享(mH)和微享和微享(H)。实际电感器由于线圈存在直流电阻,使电感器消耗一定的实际电感器由于线圈存在直流电阻,使电感器消耗一定的能量,这种能量损耗称为电感器的电阻损耗,此时电感器的等效能量,这种能量损耗称为电感器的电阻损耗,此时电感器的等效电路如下图所示。其中电路如下图所示。其中R的下标的下标P表示并联;表示并联;S表示串联;表示串联;L表示表示电感的等效电阻。电感的等效电阻。12/
8、17/20225电子实训室 苏集总参数元件特性集总参数元件特性实际电感器还存在分布电容,当电感器工作在低频时,分布电容实际电感器还存在分布电容,当电感器工作在低频时,分布电容可忽略。但工作在高频时就必须考虑其影响,高频时电感器的等效电可忽略。但工作在高频时就必须考虑其影响,高频时电感器的等效电路如下图所示。路如下图所示。12/17/20226电子实训室 苏万用电桥原理及使用万用电桥原理及使用工作在低频电路中的元件参数通常采用电桥法进行测量,电工作在低频电路中的元件参数通常采用电桥法进行测量,电桥法实际上是一种比较测量法,它是把被测量与同类性质的桥法实际上是一种比较测量法,它是把被测量与同类性质
9、的标准量进行比较,从而确定被测量大小的方法。万用电桥就标准量进行比较,从而确定被测量大小的方法。万用电桥就是一种在低频条件下测量电阻、电容和电感参数的交流阻抗是一种在低频条件下测量电阻、电容和电感参数的交流阻抗电桥。电桥。1.电桥的分类及平衡条件电桥的分类及平衡条件直流电桥直流电桥平衡条件平衡条件12/17/20227电子实训室 苏万用电桥原理及使用万用电桥原理及使用交流电桥交流电桥其工作原理与直流电桥基本相同,所不同的是桥臂由电阻和电其工作原理与直流电桥基本相同,所不同的是桥臂由电阻和电抗元件组成,采用交流电源供电,平衡指示表为交流电表,桥抗元件组成,采用交流电源供电,平衡指示表为交流电表,
10、桥臂由电阻和电抗元件组成,因此它可以用来测量交流电阻、电臂由电阻和电抗元件组成,因此它可以用来测量交流电阻、电容和电感元件的参数。容和电感元件的参数。交流电桥的平衡条件有两个:一个是幅度平衡条件,一个交流电桥的平衡条件有两个:一个是幅度平衡条件,一个是相位平衡条件。为此,交流电桥至少应有两个可调节的标准是相位平衡条件。为此,交流电桥至少应有两个可调节的标准元件。为了使调节方便,交流电桥有两种基本形式:电阻比率元件。为了使调节方便,交流电桥有两种基本形式:电阻比率电桥和电阻乘积电桥。电桥和电阻乘积电桥。12/17/20228电子实训室 苏万用电桥原理及使用万用电桥原理及使用2.万用电桥的组成和工
11、作原理万用电桥的组成和工作原理为了测量使用方便,几种不同类型的电桥组合起来,使之为了测量使用方便,几种不同类型的电桥组合起来,使之具有测量电阻、电容和电感元件参数的功能,这种电桥称为万用具有测量电阻、电容和电感元件参数的功能,这种电桥称为万用电桥,电桥主要由测量桥体、音频振荡器、交流放大器和平衡指电桥,电桥主要由测量桥体、音频振荡器、交流放大器和平衡指示表示表(检流计检流计)几部分组成,如图所示。测量桥体由惠斯登电桥、几部分组成,如图所示。测量桥体由惠斯登电桥、电容串联比较电桥电容串联比较电桥(一种比率电桥一种比率电桥)、麦氏、麦氏-文氏电桥文氏电桥(一种乘积电一种乘积电桥桥)组合而成,使用时
12、通过转换开关进行切换。组合而成,使用时通过转换开关进行切换。音频振音频振荡器荡器测量测量电桥电桥交流放交流放大器大器平衡指平衡指示器示器12/17/20229电子实训室 苏万用电桥原理及使用万用电桥原理及使用3.万用电桥的使用万用电桥的使用DF2811ADF2811BDF2812DF2812A型型LCR数字电桥是以数字电桥是以微处理技术为基础的自动测量电感微处理技术为基础的自动测量电感L、电容量、电容量C、阻抗、阻抗R、品质因素、品质因素Q、损耗角正切值的智能化参数测量仪器,其损耗角正切值的智能化参数测量仪器,其0.1的基本精度和高分辨率的基本精度和高分辨率的显示对于元件测量的质量和可靠性的提
13、高将有莫大的帮助。本仪器采的显示对于元件测量的质量和可靠性的提高将有莫大的帮助。本仪器采用了先进的测量原理与五端测量技术,可以长期精确测量而无需专门调用了先进的测量原理与五端测量技术,可以长期精确测量而无需专门调校。为保证仪器的精确测量,可通过仪器自校准功能将存在于测试端上校。为保证仪器的精确测量,可通过仪器自校准功能将存在于测试端上的杂散电抗和引线电阻进行清的杂散电抗和引线电阻进行清“0”。仪器有通用测量夹具和五端测试。仪器有通用测量夹具和五端测试电缆各一付供用户选择使用。电缆各一付供用户选择使用。(1)主要技术指示)主要技术指示测量参数:电感量测量参数:电感量L、电容量、电容量C、阻抗、阻
14、抗R、品质因素、品质因素Q、损耗角正切值、损耗角正切值D测量频率:测量频率:100HZ0.02、1KHZ0.02、10KHZ0.02(DF2811A)100HZ0.02、1KHZ0.02 (DF2812)100HZ0.02、120HZ0.02、10KHZ0.02(DF2812A)测量范围及精度(如表所示)测量范围及精度(如表所示)12/17/202210电子实训室 苏万用电桥原理及使用万用电桥原理及使用测试信号电平:测试信号电平:0.3Vrms0.3Vrms1010(空载)(空载)测试速度:测试速度:2 28 8次次/秒,量程锁定时为秒,量程锁定时为8 8次次/秒秒工作环境工作环境 温度:温度
15、:0 040 40 湿度:不大于湿度:不大于9090RHRH大气压力:大气压力:8686104Kpa104Kpa使用电源:使用电源:220V220V101050HZ50HZ2HZ2HZ30VA30VA外形尺寸:外形尺寸:350350320320100mm100mm重量:约重量:约5kg 5kg 测量范测量范围及精围及精度度L0.1H9999H 0.1%C0.1pF19999F0.1%R0.000199.99M0.1%Q0.000199990.15D0.00019.9990.001012/17/202211电子实训室 苏万用电桥万用电桥DF2811ADF2811A前面板前面板 12/17/202
16、212电子实训室 苏万用电桥万用电桥DF2811A序号序号名称名称说说明明功能功能1 1功能功能显显示示三只三只LEDLED显显示示指示当前指示当前测测量主参数量主参数2 2主参数主参数显显示示五位数字五位数字显显示示显显示示L L、C C、R R参数参数值值3 3单单位位显显示示三只三只LEDLED显显示示指示当前指示当前测测量主参数量主参数单单位位4 4副参数副参数显显示示四位数字四位数字显显示示显显示示损损耗耗质质D D或品或品质质因数因数Q Q5 5功能功能显显示示两只两只LEDLED显显示示指示当前指示当前测测量副参数量副参数6 6频频率率键键选择选择加于被加于被测测元件上的元件上的
17、测试测试信号的信号的频频率率7 7等效等效键键选择选择串、并串、并联联式式设设定定仪仪器器测测量等效量等效电电路路8 8速度速度键键慢、中、快慢、中、快选择测选择测量速度量速度9 9锁锁定定键键量程量程锁锁定定批量批量测试时测试时,提高,提高测测量速度量速度1010清零清零键键测试测试端开路和短路清端开路和短路清零零将引将引线电线电阻和阻和测试测试端端杂杂散散电电抗抗测测量后,在量后,在输输出出结结果中果中自自动动清除清除1111参数参数键键主参数主参数选择选择选择仪选择仪器所需参数器所需参数测测量状量状态态1212电电源开关源开关ONON状状态时电态时电源接通,源接通,OFFOFF状状态时电
18、态时电源断开源断开1313接地端接地端用于被用于被测测元件的屏蔽地元件的屏蔽地1414测试测试端端HDHD、HSHS、LDLD、LSLS测试测试信号端信号端HDHD:电电源激励高端源激励高端LDLD:电电源激励低端源激励低端HSHS:电压电压取取样样高端高端LSLS:电压电压取取样样低端低端12/17/202213电子实训室 苏万用电桥万用电桥DF2811A使用方法使用方法 使用前注意事项使用前注意事项在对仪器进行操作前,首先应详细阅读仪器说明书,或在对本仪器熟在对仪器进行操作前,首先应详细阅读仪器说明书,或在对本仪器熟悉的人员指导下进行,以免产生误操作。悉的人员指导下进行,以免产生误操作。电
19、源输入相线零线应与本仪器电源插头上标志的相线,零线相同。电源输入相线零线应与本仪器电源插头上标志的相线,零线相同。将测试所用夹具或测试电缆连接于本仪器前面板标志为将测试所用夹具或测试电缆连接于本仪器前面板标志为HD、HS、LS、LD四个测试端。在使用测试电缆时,应将四个测试端。在使用测试电缆时,应将HD与与HS短接,短接,LD与与LS短短接。对具有屏蔽外壳的被测件,应把屏蔽层与仪器地接。对具有屏蔽外壳的被测件,应把屏蔽层与仪器地“”相连。相连。仪器应在技术指标规定的环境中工作,仪器特别是连接试件的测试导仪器应在技术指标规定的环境中工作,仪器特别是连接试件的测试导线应远离强电磁场,以免对测量产生
20、干扰。线应远离强电磁场,以免对测量产生干扰。仪器测试完毕或排除故障需打开仪器时,应电源开关置于仪器测试完毕或排除故障需打开仪器时,应电源开关置于OFF位置并位置并拔下电源插头。拔下电源插头。仪器测试夹具或测试电缆应保持清洁,以保证试件接触良好,夹具簧仪器测试夹具或测试电缆应保持清洁,以保证试件接触良好,夹具簧片调整至适当的松紧程度。片调整至适当的松紧程度。带电电容冲击保护带电电容冲击保护本仪器具有专门设计带电电容的抗冲击电路,使由于带电电容对仪器本仪器具有专门设计带电电容的抗冲击电路,使由于带电电容对仪器的破坏性大大降低。的破坏性大大降低。12/17/202214电子实训室 苏万用电桥万用电桥
21、DF2811A操作步骤操作步骤u插上电源插头,将面板电源开关按至插上电源插头,将面板电源开关按至ONON,显示窗口应有不断,显示窗口应有不断反滚的数字显示,否则重新启动电源。反滚的数字显示,否则重新启动电源。u预热预热1010分钟,待机内达到热平衡后,进行正常测试。分钟,待机内达到热平衡后,进行正常测试。u根据被测器件,选用合适的测试夹具或电缆,选用测试电缆根据被测器件,选用合适的测试夹具或电缆,选用测试电缆应保证应保证HDHD、HSHS和和LDLD、LSLS分别在末端短接。被测试件引线应清分别在末端短接。被测试件引线应清洁,与测试端保持良好的接触。洁,与测试端保持良好的接触。u根据被测件要求
22、选择相应测量条件。根据被测件要求选择相应测量条件。u根据被测件的测试标准或使用要求按频率键,选择相应的测根据被测件的测试标准或使用要求按频率键,选择相应的测量频率,例量频率,例DF2811ADF2811A可选择可选择100HZ100HZ、1KHZ1KHZ、10KHZ10KHZ三个频率。三个频率。12/17/202215电子实训室 苏万用电桥万用电桥DF2811A仪器以五位数值显示主参数,使用参数键选择仪器以五位数值显示主参数,使用参数键选择L L、C C、R R,单位如下:,单位如下:L L:HH、mHmH、H HC C:pFpF、nFnF、FFR R:、KK、MM本仪器共分五个量程,五个高精
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