常用电子仪器的原理及使用.ppt

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1、常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用第一章常用电子仪器的使用1常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用学习目的：学习目的：了解电子仪器维护的基本知识，了解日常维护和使用中的注意事项；了解常用检修方法的各个步骤；掌握电子仪器故障检修的基本方法：参数测量法、波形观察法、信号寻迹法、电路分割法、短路旁路法、等效取代法、元件调试法、整机对比法、敲击振动法、焊点处理法。2常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用学习内容：学习内容：1.1仪器的发展历史1.2电子测量的内容及特点1.3电子测量仪器概述1.4电子仪器使用的基本知识1.5电子仪器维护的基本知识1.6电子仪器检修的基本知识1.7电

2、子仪器的常用检修方法3常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用常用的电子仪器的概念：常用的电子仪器的概念：常用的电子仪器通常是指测量各种电学量的仪器，如信号波形测试仪、信号发生器、电子设备性能测试仪等等。常用的如万用表、直流稳压源、信号发生器、示波器等。4常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用电子仪器的作用：电子仪器的作用：用来检测各种电子设备的工作状态，保证其正常工作，是设计、制作、测量调试、检修各种电子设备不可缺少的工具，为此必须经常加强对仪器的维护，及时排除故障，定期校准，使仪器性能保持出厂要求的性能指标。5常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用1.1仪器的发展历史1、机

3、械仪表2、模拟仪表3、数字仪表4、智能仪器5、虚拟仪器6常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用1.21.2电子测量的内容及特点电子测量的内容及特点1.2.1 1.2.1 电子测量的内容电子测量的内容1.1.电能量测量电能量测量各种频率和波形下的电压、电流、功率等2.2.电信号特性测量电信号特性测量波形、频率、周期、相位、失真度、调幅度、信噪比及数字信号的逻辑状态等3.3.电路元件参数的测量电路元件参数的测量电阻、电感、电容、阻抗、品质因数及电子器件的参数4.4.电子设备的性能测量电子设备的性能测量通频带、增益、衰减、灵敏度、频率特性、信噪比等7常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用

4、1.2.2 1.2.2 电子测量的特点电子测量的特点1.1.测量频率范围宽测量频率范围宽频率覆盖范围极宽，从10-6Hz1012Hz。根据测量对象工作频段选用不同的测量原理、测量仪器。2.2.测量量程宽测量量程宽被测量的量值大小相差悬殊。3.3.测量准确度高测量准确度高不同参数的准确度可以很高也可以低。8常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用4.4.测量速度快测量速度快工作速度等同于电磁波的传播速度。5.5.可以进行遥测可以进行遥测测量仪器用有线或无线传送到测试控制中心。6.6.可以实现测试智能化和测试自动化可以实现测试智能化和测试自动化计算机技术给电子测量技术和设备带来了新的生机。9常

5、用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用1.2.3 1.2.3 电子测量的一般方法电子测量的一般方法电子测量的实质：电子测量的实质：测量过程实际上是一个比较的过程。测量的任务就是通过实验的方法，将被测量（未知量）与已知量进行比较，以求得被测量的值。10常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用测量方式：测量方式：按照测量结果即所需要的被测量数值如何取得形成了不同的测量方式测量方法：测量方法：根据测量数据如何读取形成了不同的测量方法。11常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用1.1.测量方式的分类测量方式的分类一个电参数的测量，可通过不同的方式来实现。测量方式的选择正确与否，直接关系到

6、测量结果的准确程度，也关系到测量工作的经济性和可行性。（1）直接测量（2）间接测量（3）组合测量12常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用（1 1）直接测量）直接测量定义：定义：是指直接从测量仪器的读数获取被测量量值的方法。优点：优点：是不需要对被测量与其他实测的量进行函数关系的辅助运算，测出的数据就是被测量本身的值。是工程测量中广泛应用的测量方法。缺点是测量准确度受仪器基本误差的限制，准确度较低。13常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用（2 2）间接测量）间接测量根据被测量和其他量的函数关系(可以是公式、曲线或表格等)，先得到其他量，然后按函数式把被测量计算出来的一种方法。当被

7、测量不便于直接读出，或者间接测量比直接测量更准确，或缺少直接测量仪器等，那么，就可以采用间接测量法。间接测量广泛用于科研、实验室和工程测量。14常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用（3 3）组合测量）组合测量如果被测的未知参数与某个中间量的函数关系式中还有其他未知量时，那么对中间量的一次测量无法求得被测量的值，可通过改变测量条件进行多次测量，根据被测量与未知参数间的函数关系列出方程组并求解，进而得到被测量，这种测量方法称为组合测量。15常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用（3 3）组合测量）组合测量例如测量电阻器电阻温度系数，必须在不同温度条件下，分别测出20、t1、t2三种不

8、同温度时的电阻值R20、Rt1、Rt2，然后通过解联立方程，求得、：16常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用2.2.测量方法的分类测量方法的分类直接测量需要从测量中读取被测量，间接测量需要从测量中读取中间量。无论是被测量还是中间量，读取它们数据的方法可分为直读法和比较法两种。（1）直读法（2）比较法零值法微差法替代法17常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用（1 1）直读法）直读法在测量过程中，从仪表刻度上直接读取被测量，包括大小和单位，因此这种方法叫直读法。用仪器仪表指针的位移(偏差)表示被测量大小的测量方法，也称为偏差式测量法。例如使用万用表测量电压、电流等。用这种方法测量时

9、，作为计量标准的实物并不装在仪表内直接参与测量，而是事先用标准量具对仪表读数、刻度进行校准，实际测量时根据指针偏转大小确定被测量量值。18常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用（2 2）比较法）比较法比较法是将被测量与标准量置于比较仪器上进行比较，从而求得被测量数据的一种方法。根据比较时的特点，比较法又可分为以下3种。零值法微差法替代法19常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用 零值法零值法零值法又称作零示法或平衡法。测量时用被测量与标准量相比较，两种量对仪器的作用相消为零。即当指零仪表(零示器)指示零时，表明被测量与标准量相等(平衡)，从而获得被测量。可见零值法测量的准确度取决于

10、标准量的准确度和指零仪表的灵敏度。例如利用惠斯登电桥测量电阻(或电容、电感)。20常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用当电桥平衡时，可以得到通常是先大致调整比率R1/R2，再调整标准电阻R3的值。21常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用微差法微差法微差法通过测量被测量与标准量之差(通常该差值很小)来求得被测量量值的方法。微差法实际上是一种不彻底的零值法。标准电池的相互比较就采用这种方法，如图1.2所示。S为已知量（标准量），X为未知量，P可测出被测量与已知量的差值，那么被测量X=S+22常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用 替代法替代法替代法是将被测量与已知量（标准量）

11、先后接入同一测量装置，如果两次测量中测量装置的工作状态能保持相同，则认为替代前接在装置上的被测量与替代后的已知标准量其数值完全相等。准确度取决于标准量的准确度和测量装置的灵敏度。比较法的优点：准确度、灵敏度高，多用于高准确度的场合。比较法的缺点：操作麻烦、设备复杂。23常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用1.31.3电子测量仪器概述电子测量仪器概述 测量仪器是将被测量转换成可供直接观察的指示值的器具，包括各类指示仪器、比较仪器、记录仪器、传感器和变送器等。本节将对电子测量仪器的主要性能指标和分类做一概括。24常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用1.3.1 1.3.1 电子测量仪

12、器的主要性能指标电子测量仪器的主要性能指标主要性能指标包括：频率范围、准确度、稳定性、灵敏度、输入阻抗等。1.1.频率范围频率范围是指保证测量仪器其他指标正常工作的有效频率范围。25常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用2.2.测量准确度测量准确度测量准确度又称测量精度，它是指测量仪器的读数或测量结果与被测量真值相一致的程度。对精度目前还没有一个公认的、定量的数学表达式，因此常作为一个笼统的概念来使用，其含义是：精 度高，表明误差小；精度低，表明误差大。26常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用3.3.稳定性稳定性稳定性是指在规定的时间区间，其他外界条件恒定不变的情况下，保证仪器示

13、值不变的能力。27常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用4.4.输入阻抗输入阻抗测量仪表的输入阻抗对测量结果会产生一定的影响。像电压表、示波器等类仪表，测量时并接于待测电路两端，如图1.3所示。28常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用5.5.灵敏度灵敏度灵敏度表示测量仪表对被测量变化的敏感程度，一般定义为测量仪表指示值(指针的偏转角度、数码的变化、位移的大小等)增量y与被测量增量x之比。灵敏度的另一种表述方式叫作分辨力或分辨率，是指测量仪表所能区分的被测量变化的最小值，在数字式仪表中经常使用，同一仪器不同量程的分辨率不同。29常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用6.6.线

14、性度线性度线性度是测量仪表输入/输出特性之一，表示仪表的输出量(示值)随输入量(被测量)变化的规律。若仪表的输出为y，输入为x，两者关系用函数yf(x)表示，如果yf(x)为y-x平面上过原点的直线，则称之为线性刻度特性，否则称为非线性刻度特性。如常用的万用表的电阻挡，具有上凸的非线性刻度特性，如图1.4(a)所示。而数字电压表，具有线性刻度特性，如图1.4(b)所示。30常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用7.7.动态特性动态特性测量仪表的动态特性表示仪表的输出响应随输入变化的能力。例如模拟电压表由于动圈式表头指针惯性、轴承摩擦、空气阻尼等因素的作用，使得仪表的指针不能瞬间稳定在固定

15、值上。31常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用1.3.2 1.3.2 电子测量仪器的分类电子测量仪器的分类1.电压测量仪器电压测量仪器指用于测量信号电压的仪器。包括各种模拟式电压表、毫伏表、数字式电压表等。2.频率、时间、相位测量仪器频率、时间、相位测量仪器指用于测量信号频率、周期、相位的仪器。包括电子计数式频率计、石英钟、数字式相位计等。32常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用3.电路参数测量仪器电路参数测量仪器指用于测量电阻、电感、电容等电路参数的仪器。包括各类电桥，Q表，R、L、C测试仪，晶体管或集成电路参数测试仪、图示仪等。4.测试用信号源测试用信号源指用于提供符合一定

16、技术要求的电信号产生仪器。包括各类低频和高频信号发生器、脉冲信号发生器、函数发生器。33常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用5.信号分析仪器信号分析仪器指用于测量信号非线形失真度、信号频谱特性等的仪器。包括失真度仪、频谱分析仪等。6.波形测量仪器波形测量仪器指用于显示信号波形的仪器。主要指各类示波器，如通用示波器、多踪示波器、多扫描示波器、取样示波器等。34常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用7.模拟电路特性测试仪器模拟电路特性测试仪器指用于分析模拟电路幅频特性、噪声特性等特性的仪器。包括扫频仪、噪声系数测试仪等。8.数字电路特性测试仪器数字电路特性测试仪器指用于分析数字电路逻

17、辑等特性的仪器。主要指逻辑分析仪。这类仪器内部多带有微处理器或通过接口总线与外部计算机相连，是数据域测量中不可缺少的设备。35常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用1.4电子仪器使用的基本知识按照时间顺序阐述仪器的正确使用方法1）使用前2）仪器开机通电前3）通电时4）使用中5）使用后36常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用1 1、使用前、使用前检查供电电压与仪器的工作电压是否相符。检查仪器的电源电压变换装置是否位于相应电压值的部位。37常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用2 2、仪器开机通电前、仪器开机通电前应检查面板上的各种开关、旋钮、度盘、插座是否完好，控制旋钮是否处

18、于适当位置，防止仪器通电后可能出现的冲击现象，而造成某些损伤或失常。有“高压”、“低压”开关的仪器通电前要格外注意是否都在“断”开的部位，必须先接通“低压”开关，预热510分钟后，再接通“高压”开关，防止损坏仪器内的整流器件。对于只有单一电源开关的仪器，也需要预热数分钟，等待电路工作稳定后再使用。38常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用3 3、通电瞬间、通电瞬间仪器接通电源后，如发现有异常现象，应立即切断电源。在未查明故障原因后，决不可再次通电，以免故障扩大。对于有通风设备的电子仪器，开机通电后应注意仪器内部的电风扇是否正常运转，如发现有碰片或旋转不正常，甚至停转，应立即切断电源进行检

19、修。39常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用4 4、使用中、使用中应注意仪器机壳接地，避免杂散电磁场的干扰。仪器进行测试时，应先连接“低电位”端子，然后再连接“高电位”端子；反之，测试完毕后，应先拆除“高电位”端子，再断开“低电位”端子。发生故障时，应详细记录当时的情况以便维修人员参考。40常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用5 5、使用后、使用后仪器使用完毕后，应先切断仪器的电源插头。切忌只拔下仪器的电源插头，而不切断仪器的电源开关；也应防止只切断仪器的电源开关，而不拔下电源插头。仪器使用完毕后，应将面板上的“辉度”、“增益”等控制旋钮反时针向左转到底，对于“量程”、“旋钮”

20、等开关应置于最大位置。仪器使用完毕后，应填写“仪器使用卡”，特别是在发生故障时，应详细记录当时的情况以便维修人员参考。41常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用1.51.5电子仪器维护的基本知识电子仪器维护的基本知识1 1、技术资料的妥善处理、技术资料的妥善处理作用：完善地积累和保存仪器的技术资料可以帮助维修人员了解仪器的基本状况、技术性能、检修的重点以及正确的使用方法。技术文件：包括仪器的技术说明书，出厂时的技术数据，以前的维修记录，平时使用情况记录，定期检定的测试数据等。这些技术资料将有助于及时排除故障，保证仪器的正确使用。42常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用2 2、仪器

21、的保管、仪器的保管仪器管理的好坏将直接影响到仪器的正常工作及使用寿命。环境条件一般为：环境温度0-40，相对湿度：50%80%，室内清洁无尘，无腐蚀性气体，无强电磁场。43常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用1 1）防尘：）防尘：灰尘具有吸湿性，当仪器布满尘埃时，会使仪器的绝缘性能变坏，或部件间磨损加剧，或导致电击穿，使仪器不能正常工作。解决办法：平时加盖仪器罩，最好用质地细密的编织物，既可防尘，又有一定的透气性。44常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用2 2）防潮）防潮 潮气会使电子仪器内部的元器件绝缘性能下降，还会使金属部件生锈。防潮措施就是选择好仪器的存放点，放在向阳、透

22、风、干燥的房间内，不要直接放在水泥地上或仅靠墙壁，也要防止太阳直接照射。45常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用3 3）防腐蚀）防腐蚀 为了防止酸、碱等气体对电子仪器的腐蚀作用，切忌将蓄电池与电子仪器放在一起，也不要采用石灰作为防潮剂。电子仪器内部的干电池如果长期不用，应取出另行存放。46常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用4 4）防漏电）防漏电 在不通电的情况下，把被测仪器的电源开关置于“通”位置，电器的最小绝缘电阻不得小于500K，否则应禁止使用。47常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用5 5）防电磁）防电磁 6 6）防雷）防雷7 7）防鼠防虫）防鼠防虫。48常用电

23、子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用1.51.5电子仪器维护的基本知识电子仪器维护的基本知识仪器的定期检查仪器的定期检查电子仪器一般都要定期进行定性检查。外观检查附件是否齐全，仪器面板上的旋钮、开关、接线柱、插座、度盘是否有松动、滑位、损坏、表头是否卡针等。通电检查观察仪器的基本功能是否正常。仪器在使用交接时，都应进行类似的检查，以便及时发现问题。49常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用1.61.6电子仪器检修的基本知识电子仪器检修的基本知识1 1、准备阶段、准备阶段向使用者了解该仪器的使用情况，故障产生的过程和现象；掌握仪器的工作原理和结构、技术指标、有关数据和检修方法等。阅读技术

24、说明书或图纸等有关资料，查阅他人的维修经验和档案。准备号维修工具和检测设备，检查工作场地和电源是否符合要求。50常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用1.6电子仪器检修的基本知识2 2、外观检查、外观检查通电前，先查看仪器的外部情况，各个按钮是否配合不当。打开机箱观察机内有无断线、脱焊、松动、烧焦、短路等情况。51常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用3 3、通电检查时：、通电检查时：一定要高度集中注意力，保持视觉、听觉与嗅觉的灵敏。52常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用4 4、判断故障范围、判断故障范围1）根据仪器的原理来划分故障的范围，有主次地抓住功能特点分别对待。2

25、）故障的排除53常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用5 5、调整修复、调整修复按仪器的技术指标重新进行调整，恢复原设计的电气性能。54常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用1.71.7电子仪器的常用检修方法电子仪器的常用检修方法1 1、参数测量法、参数测量法2 2、波形观察法、波形观察法3 3、信号寻迹法、信号寻迹法4 4、电路分割法、电路分割法5 5、短路旁路法、短路旁路法6 6、等效取代法、等效取代法7 7、元件调试法、元件调试法8 8、整机对比法、整机对比法9 9、敲击振动法、敲击振动法1010、焊点处理法、焊点处理法55常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用1、参数

26、测量法参数测量法1）方法用测量仪器测量电路的直流电平、直流工作电流、某点对地的电阻及各种器件参数。2）注意事项测量电路时不雅碰触无关电路，谨防短路。3）适用范围是最基本、最常用的方法。多使用万用表。56常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用2 2、波形观察法、波形观察法1）方法用测量仪器测量波形的幅度、频率、形状是否符合参数。2）注意事项若直流成分加大，应加大电容隔离。测量之前校正示波器。3）适用范围是检查稳压源、脉冲数字电路的主要方法。多使用示波器。57常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用3 3、信号寻迹法、信号寻迹法1）方法在输入端加入一个正弦信号，用示波器从前向后逐级观察信

27、号的有无和畸变情况。2）注意事项测量之前校正示波器。3）适用范围常用于检查多级放大器。58常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用4 4、电路分割法、电路分割法1）方法把与故障有牵连的电路分割开来，通过检查，肯定一部分，否定一部分，逐步缩小故障可能产生的范围。2）注意事项每次分割测量以后，要把无故障的部分恢复原状。对插板结构的电子仪器，要断电后再插拔板卡。3）适用范围是判断故障范围的有效方法。59常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用5 5、短路旁路法、短路旁路法1）方法短接：在查找过程中，根据需要把电路的某几点暂时用导线连接，使被短接的单元电路不影响待查单元电路。旁路：使用适当参数

28、的电容接入电路，使信号的交流成分对地短接。2）注意事项3）适用范围是一种较迅速的查找方法。60常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用6 6、等效取代法、等效取代法1）方法用功能正常的元器件、系统或单元代替电路中怀疑有故障的部分。2）注意事项要保证待检仪器电源部分正常。替代后仪器表现不一致，可能因为元器件的调整不一致。确认无故障的板卡应及时换回。可以使用近似元器件作替换，但最终应换上参数相同的器件。3）适用范围61常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用7 7、整机对比法、整机对比法1）方法将待检修仪器与同型号仪器相比较，比较各部分的静态参数和动态参数。2）注意事项3）适用范围适用于脉

29、冲电路的检查。适用于对待修仪器不熟悉的情况。62常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用8 8、元件调试法、元件调试法1）方法调节可调器件的参数，使仪器达到最佳工作状态。2）注意事项3）适用范围适于解决“软毛病”。63常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用9 9、敲击振动法、敲击振动法1）方法轻敲仪器的各个部位，观察哪个部位对敲击最敏感。2）注意事项敲击幅度不能太大，尤其对于有电真空器件的仪器。3）适用范围适于检查虚焊和插接件接触不良的情况。64常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用1010、焊点处理法、焊点处理法1）方法对被怀疑虚焊的焊点上的元器件，用镊子或尖嘴钳试拔元件的引线。2）注意事项用力适当、幅度适宜，以免拉断元器件。3）适用范围确定了虚焊部位，做下一步处理使用此方法。65