(中职）电子测量仪器与应用（第4版）项目四ppt课件.ppt

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1、(中职）电子测量仪器与应用（第4版）项目四电子课件（工信版）目 录绪 论项目一 典型电信号的产生及显示项目二 电信号波形参数测量项目三 电信号参数测量项目四 电子元器件测量使用项目五 频率特性测量和频谱分析项目四 电子元器件测量使用电子测量仪器与应用任务一：电子元件测量 任务目标了解集总参数元件特性和等效电路。熟悉四臂电桥的平衡条件，了解万用电桥的组成框图，了解其工作原理，并掌握其应用。掌握数字电桥的使用。熟悉数字万用表的功能及使用。会用数字万用表检测元器件。电子元器件测量任务一：电子元件测量 电子元器件测量测量知识：电子元件测量技术 一、集总参数元件简介 测量对象 电阻器的电阻值R；集总元件

2、参数：电容器的电容值C及损耗因数D;电感器的电感量L及品质因数Q。测量方法及所用仪器：电桥法；电桥，指示器指示电桥平衡状态；谐振法：Q表，指示器指示Q表中的谐振状态。任务一：电子元件测量 电子元器件测量集总参数元件指电阻器、电容器和电感器。1、电阻器1）理想的电阻器：为纯阻元件，不含电抗分量，流过它的电流与其两端的电压同相。i=u/R。2）实际的电阻器：存在一定的寄生电感和分布电容；低频状态下，LR 和CR 的影响由于感抗很小，容抗很大，可以忽略不计；高频状态下，由于感抗很大，容抗很小，必须考虑LR和CR 的影响。Riu+i=u/R+RLRCRu任务一：电子元件测量 电子元器件测量2、电容器1

3、）理想电容器：流过电容器的电流相位超前于所加电压的相位。Ci(t)+u(t)i(t)=jC u（t）2）实际电容器：存在引线电感和损耗电阻，在频率不太高的情况下，引线电感的影响由于其感抗很小可忽略不计。这样可有两种不同的等效电路，如下图所示：任务一：电子元件测量 电子元器件测量C Rcs 串联等效电路D=tg=Rcs/Xc=CRcsCRcp 并联等效电路D=tg=Xc/Rcp=1/CRcpRcs串联等效电阻 Rcp并联等效电阻，D损耗因数（或损耗角的正切值tg）,表示电容器的损耗大小；D值越大损耗越大。任务一：电子元件测量 电子元器件测量3、电感器1）理想电感器：流过电感器的电流相位滞后于所加

4、电压的相位。Li(t)+u(t)i(t)=u（t）/jL 2）实际电感器：存在分布电容和损耗电阻，在频率不太高的情况下，分布电容的影响由于其容抗很大可忽略不计。这样可有两种不同的等效电路，如下图所示：任务一：电子元件测量 电子元器件测量L RLSLRLP 串联等效电路Q=XL/RLs=L/RLs 并联等效电路q=RLp/XL=RLp/LRLs串联等效电阻 RLp并联等效电阻，Q品质因数,表示电感器的损耗大小；Q值越大损耗越小。任务一：电子元件测量 电子元器件测量测量知识：电子元件测量技术 二、电桥法电桥法又叫指零法，以电桥平衡原理为基础。1、测量原理 利用电桥的平衡条件，把被测量与同类性质的已

5、知标准量相比较，从而确定被测量的大小。+Z1Z2Z4Z3电桥平衡条件：Z1Z3=Z2 Z4表现特征为：指示仪指示为零 实际测量时，可将其中三臂接入已知标准元件，一臂接入被测元件，利用振幅及相位平衡条件即可得被测阻抗元件值。任务一：电子元件测量 电子元器件测量测量知识：电子元件测量技术 二、电桥法2、电桥的结构：电桥电路、信号源和指零电路三个部分。3、电桥的构建：1）思路：设Z4为被测元件，则有。为操作方便，使Z1、Z2、Z3中一个作为调节电桥平衡的元件，另外两个为固定元件；再为简化电路，固定元件以纯电阻为标准元件，可调元件用标准电阻器和电容器串联或并联实现。任务一：电子元件测量 电子元器件测量

6、测量知识：电子元件测量技术 二、电桥法2）具体方法：a、当Z3作为调节电桥平衡的元件时，Z1、Z2即应为固定元件，为定值，此时构成臂比电桥。又因Z1、Z2为纯电阻，则1=2=0，有3=4，Z3、Z4为性质相同的元件。可测量电容器。b、当Z2作为调节电桥平衡的元件时，Z1、Z3即应为固定元件，为定值，此时构成臂乘电桥。又因Z1、Z3为纯电阻，则1=3=0，有2=4，Z2、Z4为性质不同的元件。可测量电感器。任务一：电子元件测量 电子元器件测量三、谐振法利用调谐回路的谐振特性来测量高频阻抗元件，依据谐振法制成的Q表特别适合于高Q值、低损耗阻抗元件的测量。用电阻器、电容器与电感器构成串联电路，当信号

7、源频率与回路谐振频率相同时，电路产生谐振。电路谐振时，谐振频率:回路总阻抗：Z0=R回路电流：I=Imax=U/R电抗元件两端电压达最大值：Uc=UL=QU回路Q值：则可在电容两端并联电压表观测电压指示，最大时即为谐振状态。任务一：电子元件测量 电子元器件测量任务一：电子元件测量 电子元器件测量测量仪器：电桥 一、QS18A型万用电桥任务一：电子元件测量 电子元器件测量测量仪器：电桥 一、QS18A型万用电桥任务一：电子元件测量 电子元器件测量测量仪器：电桥 二、YB2812型LCR数字电桥任务一：电子元件测量 电子元器件测量测量仪器：电桥 二、YB2812型LCR数字电桥任务一：电子元件测量

8、 电子元器件测量任务一：电子元件测量 电子元器件测量任务一：电子元件测量 电子元器件测量测量仪器：电桥 二、YB2812型LCR数字电桥任务一：电子元件测量 电子元器件测量测量仪器：电桥 二、YB2812型LCR数字电桥任务一：电子元件测量 电子元器件测量任务实施：电桥测集总元件参数 任务一：电子元件测量 电子元器件测量任务实施：电桥测集总元件参数 任务一：电子元件测量 电子元器件测量任务实施：电桥测集总元件参数 任务一：电子元件测量 电子元器件测量任务实施：电桥测集总元件参数 任务总结及思考1、通过测量结果的分析及记录，理解电桥的工作原理，分析实践过程中出现各种现象的原因。2、比较用万能电桥

9、、数字电桥测量结果的精确度差异。3、记录实践过程遇到的问题并进行分析，写出心得体会。任务一：电子元件测量 电子元器件测量测量仪器：数字万用表 数字万用表的特点数字多用表的主要特点扩展了DVM的功能，可进行直流电压、交流电压、电流、阻抗等测量。测量分辨力和精度有低、中、高三个档级，位数3位半8位半。一般内置有微处理器。可实现开机自检、自动校准、自动量程选择，以及测量数据的处理（求平均、均方根值）等自动测量功能。一般具有外部通信接口，如RS-232、GPIB等，易于组成自动测试系统。数字万用表的功能信号源 一般具有电阻测量、电压测量、电流测量；通断声响检测、二极管正向导通电压测量、晶体管放大倍数测

10、量等功能。有些还增加了电容容量测量、频率测量、温度测量等功能。数字万用表的内部结构与工作原理任务一：电子元件测量 电子元器件测量一、加法计算器的设计与调试 万用表的种类模拟万用表 台式数字万用表 手持式数字万用表数字万用表的内部结构与工作原理任务一：电子元件测量 电子元器件测量一、加法计算器的设计与调试数字万用表的技术指标（1）显示位数（2）准确度（3）分辨力（4）测量范围（5）输入阻抗 数字万用表的内部结构与工作原理3位半可达到 0.5。3位半的分辨力为100V直流电压档的测量范围是 0.01mV1000V 直流电压档输入电阻一般为 10M任务一：电子元件测量 电子元器件测量一、加法计算器的

11、设计与调试数字万用表内部结构总体方框图 数字万用表的内部结构与工作原理 不管测量的是电流、电阻，还是交流电压，在内部都要转换成直流电压任务一：电子元件测量 电子元器件测量一、加法计算器的设计与调试 数字万用表的内部结构与工作原理任务一：电子元件测量 电子元器件测量电压表的选择和使用1、电压表的选择2、电压表的正确使用：（1）正确放置电表；（2）测量前,进行机械调零和电气调零。（3）注意被测电压与电压表之间的连接。测量时应先接地线，再接高电位线；测量完毕后，应先拆高电位线，再拆地线。（4）正确选择量程。所选量程应尽量使表针偏转大一些（满度2/3以上区域），以减少误差。（5）测量电阻时，数字多用表

12、的内部电压极性是红笔为“+”，黑笔为“-”,而模拟多用表恰好相反。任务一：电子元件测量 电子元器件测量测量仪器：数字万用表 五、VC890C+型数字万用表任务一：电子元件测量 电子元器件测量测量仪器：数字万用表 VC890C+型数字万用表任务一：电子元件测量 电子元器件测量任务一：电子元件测量 电子元器件测量测量仪器：数字万用表 使用方法举例 直流电压测量 将黑色笔插入COM 插孔，红表笔插入V 插孔；将功能开关置于 量程范围，并将测试表笔并接到待测电源或负载上，红表笔所接端子的极性将同时显示任务一：电子元件测量 电子元器件测量测量仪器：数字万用表 使用方法举例 交流电压测量 将黑表笔插入CO

13、M 插孔，红表笔插入V 插孔 将功能开关置于V量程范围，并将测试表笔并接到待测电源或负载上任务一：电子元件测量 电子元器件测量测量仪器：数字万用表 使用方法举例 电阻测量测量电阻时，应将红表笔插入V插孔，黑表笔插入COM插孔；将量程开关置于“”的范围内并选择所需的量程位置 任务一：电子元件测量 电子元器件测量测量仪器：数字万用表 使用方法举例 电容测量将红表笔插入COM插孔，墨表笔插入mA插孔 将量程开关转至相应之电容量程上，表笔对应极性接入被测电容 电容测量也可以采用配套的电容测试座进行，电解电容需要注意其引脚的极性，将正极引线插入电容器测量插孔的“+”，负引线插入“”极插孔，测量其电容值

14、任务一：电子元件测量 电子元器件测量测量仪器：数字万用表 使用方法举例 二极管测量及通断测试将黑表笔插入“COM”插座，红表笔插入“V”插座；将量程开关转至相应的二极管挡（蜂鸣挡），然后将测试表笔跨接在被测二极管上，红表笔接二极管的正极，黑表笔接二极管的负极，测量值显示在屏幕上 任务一：电子元件测量 电子元器件测量测量仪器：数字万用表 使用方法举例 三极管的hFE测量先用二极管挡判别所测晶体管为NPN还是PNP型，将量程开关置于hFE挡位置，再根据类型选择“NPN”、“PNP”位置，将发射极、基极和集电极分别插入相应的测试插孔。显示屏显示hFE的值，任务一：电子元件测量 电子元器件测量任务实施

15、：数字万用表的使用 任务一：电子元件测量 电子元器件测量任务实施：数字万用表的使用 任务一：电子元件测量 电子元器件测量任务实施：数字万用表的使用 任务一：电子元件测量 电子元器件测量任务实施：数字万用表的使用 任务总结及思考1比较实践结果（测量值）与参考值（或理论结果）的差异，简述元件质量判别方法。2简要总结本实践仪器仪表的规范使用注意事项及实践体会。3实践过程中，仪器设备有无异常现象，分析说明产生异常现象的主要原因及解决措施。4简述数字万用表的主要使用场合。5用万用表测量干燥时两手之间的电阻，然后将两手蘸水变湿再测量两手之间的电阻，两种情况时实测阻值各为多少？并分析那种情况触电更危险，为什

16、么？任务二：电子器件测量 任务目标了解晶体管特性图示仪的组成及作用。了解晶体管特性图示仪测试二极管正、反向特性曲线和晶体管输入、输出特性曲线的方法；并掌握其基本应用。了解晶体管特性图示仪测量场效应晶体管漏极特性曲线的测试方法。电子元器件测量任务二：电子器件测量 电子元器件测量测量知识：电子器件测量技术 一、半导体分立器件参数测量仪器的分类1、直流参数测量仪器：主要测试半导体分立器件的反向截止电流、反向击穿电压、正向电压、饱和电压和直流放大系数等直流参数。2、交流参数测量仪器：主要测试半导体分立器件的频率参数、开关参数、极间电容、噪声系数及交流网络参数等交流参数。3、极限参数测量仪器：主要测试半

17、导体分立器件能安全使用的最大范围，如大功率晶体管在直流和脉冲状态下的安全工作区。4、晶体管特性图示仪：一种应用最广泛的半导体分立器件测试仪器，不仅可显示器件的特性曲线，还可以测量不少主要直流参数和部分交流参数。任务二：电子器件测量 电子元器件测量测量知识：电子器件测量技术 二、晶体管特性图示仪的基本组成及作用晶体管特性图示仪主要由阶梯波信号源、集电极扫描电压发生器、工作于X-Y方式的示波器、测试转换开关及一些附属电路组成。电子器件参数测试主要测量电子器件的特性曲线和各种相关参数等，对它的测试主要用晶体管特性图示仪。任务二：电子器件测量 电子元器件测量任务二：电子器件测量 电子元器件测量测量知识

18、：电子器件测量技术 二、晶体管特性图示仪的基本组成及作用 用途：是一种应用广泛的半导体分立器件测试仪器；晶体二极管、三极管、场效应管的特性曲线和相关参数测试；迅速比较两个同类晶体管的特性，以便于挑选配对。任务二：电子器件测量 电子元器件测量特点：广泛性。可对二极管、三极管、场效应管等器件进行测试，使用范围广。直观性。将晶体管的特性曲线直接显示在示波管的屏幕上，可直接读数、进行分析等。全面性：可对半导体器件的多个参数进行测试。任务二：电子器件测量 电子元器件测量任务二：电子器件测量 电子元器件测量一、使用前准备（1）调节“辉度”旋钮使亮度适中；（2）调节“峰值电压%”旋钮，逆时针旋到底，使集电极

19、扫描电压为零伏，此时可揿下“峰值电压范围”的10V键。调节“聚焦”和“辅助聚焦”，使光点清晰。任务二：电子器件测量 电子元器件测量 晶体管特性图示仪的使用（3）放大器增益检查将光点聚焦好后，调节两个“移位”旋钮，将光点移至屏幕的左下方（即标尺刻度的左下角），按下“校准”旋钮，光点应在屏幕有（实线）刻度的范围内从左下角跳向右上角。否则应用小螺丝马调整X或Y的增益微调。任务二：电子器件测量 电子元器件测量（4）检查放大器的对称性 屏幕上应显示出一列沿对角线排列的亮点，此结果表明x、y放大器增益对称。部件 置位 部件 置位Y轴 电流/度 X轴 电压/度阶梯“重复-关”重复 阶梯极性+任务二：电子器件

20、测量 电子元器件测量（5）检查阶梯波各有关面板控制装置位置如下：部件 置位 部件 置位峰值电压范围010v X轴 电压/度VCE集电极电源极性+阶梯“重复-关”重复功耗限制电阻1k Y轴 电流/度任务二：电子器件测量 电子元器件测量 二极管特性曲线测试 1、整流二极管正向特性测试原理框图 部件 置位 部件 置位峰值电压范围010v X轴 电压/度VCE集电极电源极性+阶梯“重复-关”关功耗限制电阻250 Y轴 电流/度IC任务二：电子器件测量 电子元器件测量 二极管特性曲线测试2、整流二极管反向特性测试原理框图 部件 置位 部件 置位峰值电压范围 100v X轴 电压/度VCE集电极电源极性-

21、阶梯“重复-关”关功耗限制电阻25k Y轴 电流/度IC任务二：电子器件测量 电子元器件测量 二极管特性曲线测试 3、稳压二极管特性测试原理框图 部件 置位 部件 置位峰值电压范围 AC 010vX轴 电压/度VCE功耗限制电阻5k Y轴 电流/度IC任务二：电子器件测量 电子元器件测量 晶体管特性曲线测试1、NPN型晶体管输出特性测试原理框图 Ic=f(VCE)|IB=常数任务二：电子器件测量 电子元器件测量部件 置位 部件 置位峰值电压范围 010v X轴 电压/度VCE集电极电源极性+Y轴 电流/度IC功耗限制电阻250 阶梯极性+阶梯“重复-关”重复 阶梯电流 20A任务二：电子器件测

22、量 电子元器件测量1、功耗限制电阻：2、电流放大系数：任务二：电子器件测量 电子元器件测量 晶体管特性曲线测试2、晶体管二簇特性测试原理框图 Ic=f(VCE)|IB=常数任务二：电子器件测量 电子元器件测量 晶体管特性曲线测试3、NPN型晶体管输入特性测试原理框图 IB=f(VBE)|VCE=常数VccVBBRBRCIB+VCEIC+X偏转板Y偏转板+UBE UCE0VUCE=0V任务二：电子器件测量 电子元器件测量部件 置位 部件 置位峰值电压范围 010v X轴 电压/度VBE集电极电源极性+Y轴 电流/度IB功耗限制电阻250 阶梯极性+阶梯“重复-关”重复 阶梯电流 20AIB=f(

23、VBE)|VCE=常数任务二：电子器件测量 电子元器件测量 晶体管特性曲线测试4、PNP型晶体管输出特性测试原理框图 Ic=f(VCE)|IB=常数VccVBBRBRCIB+VCEICRF+X偏转板Y偏转板+UF 任务二：电子器件测量 电子元器件测量部件 置位 部件 置位峰值电压范围 010v X轴 电压/度VCE集电极电源极性-Y轴 电流/度IC功耗限制电阻250 阶梯极性-阶梯“重复-关”重复 阶梯电流 20A任务二：电子器件测量 电子元器件测量 晶体管特性曲线测试5、场效应管特性测试原理框图 ID=f(VDS)|VG=常数任务二：电子器件测量 电子元器件测量部件 输出特性 转移特性峰值电

24、压范围 010v 010v集电极电源极性+功耗限制电阻 1k 1k X轴 电压/度（实为VDS值）电压/度（基极源电压）Y轴 电流/度（实为ID值）电流/度（实为ID值）阶梯“重复-关”重复 重复阶梯极性-阶梯信号选择开关 0.2V/级 0.2V/级任务二：电子器件测量 电子元器件测量ID=f(VGS)|VD=常数ID=f(VDS)|VG=常数任务二：电子器件测量 电子元器件测量电子元器件测量任务实施：半导体分立器件特性测试任务二：电子器件测量 电子元器件测量任务实施：半导体分立器件特性测试任务二：电子器件测量 电子元器件测量任务实施：半导体分立器件特性测试任务二：电子器件测量 电子元器件测量任务实施：半导体分立器件特性测试任务二：电子器件测量 电子元器件测量任务实施：半导体分立器件特性测试任务二：电子器件测量 电子元器件测量任务实施：半导体分立器件特性测试任务总结及思考1、通过测量结果的分析及记录，直观感受各被测器件的特性曲线。2、结合半导体管特性图示仪的工作原理分析实践过程中出现各种现象的原因。3、记录实践过程遇到的问题并进行分析，写出心得体会。任务二：电子器件测量 电子测量仪器与应用