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第8章常用电子测量仪器电子产品在装配、调试和修理的过程中，一般都需要借助各种电子测量仪器来帮助。电子测量仪器主要包括在电子科学技术中经常用来测量电量和磁量的仪器仪表。电子测量仪器按用途可分为测量基本电量（即表征电信号各种特征的量，如电压、电流、频率、时间、波形等）的仪器；测量各种电子元器件及系统电磁参数（如电阻、电容、电感、各种晶体管特性）的仪器；此外在测试过程中经常使用的各种模拟信号源也是常用的电子测量仪器。本章主要介绍在电子产品装配和调试过程中经常使用的几种仪器仪表，如万用表、毫伏表、信号发生器、示波器和频率特性测试仪等。8.1万用表万用表是电子产品装配和维修过程中使用最多的一种仪表，它主要用来测量电阻、电流、电压等，有的还可以测量电容、电感、晶体三极管直流电流放大系数等。万用表按指示方式可分为指针式和数字式两大类。指针式万用表是以指针形式指示测量结果，它由指示部分、测量电路和转换装置三部分组成；数字万用表是以数字形式显示测量结果，可以自动显示数值、单位、正负极性，读数十分准确。本节主要以MF-47、DT-830型万用表为例来分别介绍指针式和数字式万用表的性能和使用方法。两种型号的万用表如图8-1所示。（a）MF-47型指针式万用表（b）DT-830型数字万用表图8-1指针式与数字式万用表图片8.1.1指针式万用表1.指针式万用表的主要性能指标（1）准确度准确度是指万用表测量结果的准确程度，即测量值与标准值之间的基本误差值。确度越高，测量误差越小。万用表的准确度根据国际标准规定有7个等级，它们是0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0。通常万用表主要有1.0、1.5、2.5、5.0四个等级。其数值越小，等级越高。其中2.5级的万用表应用最为普遍。2.5级的准确度即表示基本误差为±2.5%，其他依次类推。万用表的精度等级与基本误差如表7.1所示。表8.1万用表精度等级与基本误差精度等级0.10.20.51.01.52.55.0基本误差±0.1%±0.2%±0.5%±1.0%±1.5%±2.5%±5.0%（2）直流电压灵敏度直流电压灵敏度是指使用万用表的直流电压挡测量直流电压时，该挡的等效内阻与满量程电压之比。例如某万用表在250V电压挡时的内阻为2.5M，其电压的灵敏度就为2.5×106/250V，即10000/V。万用表的直流电压灵敏度的单位是/V或k/V，一般直接标注在万用表的表盘上。万用表的电压灵敏度越高，表明万用表的内阻越大，对被测电路的影响就越小，其测量结果就越准确。因此电压灵敏度高的万用表适于测量有一定要求的电子电路，而电压灵敏度低的万用表适于测量要求不高的电路。如检修电视机时，就要求万用表的灵敏度要等于或大于20k/V；而检修收音机时，采用灵敏度为10k/V的万用表就可以了。（3）交流电压灵敏度交流电压灵敏度与直流电阻灵敏度，除所测电压的交、直流有区别外，其他物理含义完全一样。但由于交流测量时，表内的整流电路降低了万用表的内阻，故使用万用表进行交流电流或电压测量时，它的测量灵敏度和精度要比测量直流时低。（4）中值电阻中值电阻是当欧姆挡的指针偏转至标度尺的几何中心位置时，所指示的电阻值正好等于该量程欧姆表的总内阻值。由于欧姆挡标度的不均匀性，使欧姆表有效测量范围仅局限于基本误差较小的标度尺中央部分。它一般对应于（1/10～10）倍的中值电阻，因此测量电阻时应合理选择量程，使指针尽量靠近中心处（满刻度的1/3～2/3），确保所测阻值准确。（5）频率特性频率特性是指万用表测量交流电时，有一定的频率范围，如超出规定的频率范围，就不能保证其测量准确度。一般便携式万用表的工作频率范围为45～2000Hz，袖珍式万用表的工作频率为45～1000Hz。除此之外，指针式万用表还有绝缘等级、防电场等级和防磁场等级等性能指标。2.指针式万用表的使用方法使用前应检查指针是否指在机械零位，若不指在零位上，可旋转表面板上的调零旋钮，使指针指在零位。红、黑表笔分别插入面板上的“＋”、“－”插座上。（1）直流电流测量直流电流挡量程如下：0～0．05mA～0．5mA～5mA～50mA～500mA～5A。测量时，转换开关至所需电流挡，将万用表与被测电路串接，红表笔为电流输入端，黑表笔为电流输出端。（2）交、直流电压测量直流电压挡量程如下：0～0.25V～1V～2．5～10V～50V～250V～500V～1000V；交流电压挡量程为：0～10V～50V～250V～500～1000V～2500V。测量交、直流电压时，转换开关至所需电压，挡万用表与被测电路并接，红表笔接被测高电位端，黑表笔接被测低电位端或接地。（3）电阻测量电阻挡有以下量程：R×1Ω、R×10Ω、R×100Ω、R×1kΩ、R×10kΩ。使用时，应检查表内是否装好电池（R×lOkΩ挡需9V电池）。转换开关至所需电阻挡位，将测试表笔短接，观察指针是否指在0Ω，若不在0Ω，应调整电位器，使指针指在0Ω处，然后再进行电阻测量。使用时应注意：每次测量之前要更换电阻挡位，一定先调零；在电路中测量电阻时，必须先切断电源。（4）电容测量电容挡量程范围是0．001～0．3pF。测量时，转动开关至交流10V挡，被测电容接于任一测试表笔，另一测试表笔与电容另一端跨接在10V交流电压电路中进行测量。（5）电感测量与电容的测量方法相同。（6）音频电平测量在一定的负载阻抗上，用以测量放大级的增益和线路传输的损耗，测量单位以dB（分贝）表示。音频电平测量量程为－10～＋22dB。音频电平是以交流10V为基准刻度，如果指示值大于十22dB时，可在50V以上各量程测量，其示值可按照表8.2所示值进行修正。其测量方法与测量交流电压的方法基本相似，转动开关至相应的交流电压挡，并使指针有较大的偏转。如被测电路中带有直流电压成分时，可在“＋”插座中串接一个0．1ptF的隔直电容。（7）HFE的测量先转动开关至ADJ位置，将红、黑表笔短接，使指针对准300HFE的刻度线，然后分开表笔，转动开关到HFE挡，将被测晶体管按N型或P型插入相应的EBC管座内，指针偏转所示数值为晶体管的APE值。晶体管直流电流放大倍数在0～300之间。表8.2音频电平修正表3.指针式万用表使用注意事项（1）测量高电压和大电流时，为避免烧坏万用表，应在切断电源的情况下变换量程。（2）测量未知的电压或电流时，应先选择最高电压或电流量程，待第一次读取数值后，方可转至适当位置，以取得较准确的读数，并且避免烧坏电路。（3）定期检查电池，发现电池电压不足，应及时更换，以保证电阻挡测量准确。若长期不用，应取出电池，以防电液溢出而腐蚀损坏其他零件。8.1.2DT-830型数字万用表数字万用表是以数字的方式直接显示被测量的大小，十分便于读数。DT-830型万用表是一种袖珍式仪表，与一般指针式万用表相比，该表具有测量精度高、显示直观、可靠性好、功能全、体积小等优点。另外，它还具有自动调零、显示极性、超量程显示及低压指示等功能，装有快速熔丝管过流保护电路和过压保护元件。其所有被测量经过V/V、I/V、/V、AC/DC变换，被折算成200mV以内的直流电压送入内部7106单片CMOSA/D转换器进行A/D变换和测量。1.DT-830型数字万用表的面板功能DT-830型万用表的面板结构如图8-2所示。DT-830型万用表面板中各部分的功能如下。量程/V按电平刻度增加值/dB电平的测量范围/dB10-10～+225014-4～+3625028+18～+5050034+24～+556图8-2DT-830型万用表的面板结构（1）电源开关POWER。开关置于“ON”时，电源接通；置于“OFF”时，电源断开。（2）功能量程选择开关。完成测量功能和量程的选择。（3）输入插孔。仪表共有4个输入插孔，分别标有“V·”、“COM”、“mA”和“10A”。其中，“V·”和“COM”两插孔间标有“MAX750V～、1000V－”字样，表示从这两个插孔输入的交流电压不能超过750V（有效值），直流电压不能超过1000V。此外，“mA”和“COM”两插孔之间标有“MAX200mA”，“10A”和“COM”两插孔之间标有“10AMAX”，它们分别表示由插孔输入的交、直流电流的最大允许值。测试过程中，黑表笔固定于“COM”不变，测电压时红表笔置于“V·”，测电流时置于“mA”或“10A”中。（4）hFE插座（为四芯插痤）。标有B、C、E字样，其中E孔有两个，它们在内部是连通的，该插座用于测量三极管的hFE参数。（5）液晶显示器。最大显示值为1999或－1999。该仪表可自动调零和自动显示极性，当仪表所用的9V叠层电池的电压低于7V时，低压指示符号被点亮；极性指示是指被测电压或电流为负时，符号“－”点亮，为正时，极性符号不显示。最高位数字兼作超量程指示。2．DT-830型数字万用表的使用方法（1）电压的测量将功能量程选择开关拨到“DCV”或“ACV”区域内恰当的量程挡，将电源开关拨至“ON”位置，这时即可进行直流或交流电压的测量。使用时将万用表与被测线路并联。注意，由“V·”和“COM”两插孔输入的直流电压最大值不得超过允许值。另外应注意选择适当量程，所测交流电压的频率在45～500Hz。（2）电流的测量将功能量程选择开关拨到“DCA”区域内恰当的量程挡，红表笔接“mA”插孔（被测电流小于200mA）或接“10A”插孔（被测电流大于200mA），黑表笔插入“COM”插孔，接通电源，即可进行直流电流的测量。使用时应注意，由“mA”、“COM”两插孔输入的直流电流不得超过200mA。将功能量程选择开关拨到“ACA”区域内的恰当量程挡，即可进行交流电流的测量，其余操作与测直流电流时相同。（3）电阻的测量功能量程选择开关拨到“”区域内恰当的量程挡，红表笔接“V·”插孔，黑表笔接入“COM”插孔，然后将开关拨至“ON”位置，即可进行电阻的测量。精确测量电阻时应使用低阻挡（如20），可将两表笔短接，测出两表笔的引线电阻，并据此值修正测量结果。（4）二极管的测量将功能量程选择开关拨到二极管挡，红表笔插入“V·”插孔，黑表笔接入“COM”插孔，然后将开关拨至“ON”位置，即可进行二极管的测量。测量时，红表笔接二极管正极，黑表笔接二极管负极为正偏，两表笔的开路电压为2.8V（典型值），测试电流为1±0.5mA。当二极管正向接入时，锗管应显示0.150～0.300V，硅管应显示0.550～0.700V，若显示超量程符号，表示二极管内部断路，显示全零表示二极管内部短路。（5）三极管的测量将功能量程选择开关拨到“NPN”或“PNP”位置，将三极管的3个引脚分别插入“hFE”插座对应的孔内，将开关拨至“ON”位置，即可进行三极管的测量。由于被测管工作于低电压、小电流状态（未达额定值），因而测出的hFE参数仅供参考。（6）线路通断的检查将功能量程选择开关拨到蜂鸣器位置，红表笔接入“V·”插孔，黑表笔接入“COM”插孔，将开关拨至“ON”位置，测量电阻，若被测线路电阻低于规定值（20±10）时，蜂鸣器发出声音，表示线路是通的。3．DT-830型数字万用表使用注意事项（1）DT-830型万用表不宜在高温（高于40℃）、强光、高湿度、寒冷（低于0℃）和有强烈震动的环境下使用或存放。（2）工作频率范围为40～500Hz（规定值），实测为20Hz～1kHz。当频率为2kHz时，误差为±4%，被测交流（正弦波）电压频率越高，测量误差越大。（3）由于DT-830型万用表测试开关的挡数多，测量时应注意开关的位置，防止操作有误。（4）为延长电池的使用寿命，在每次测量结束后，应立即关闭电源。若欠压符号点亮，应及时更换电池。8.2毫伏表测量交流电压时，自然会想到用万用表，万用表是以测50Hz交流电的频率为标准设计生产的，因此对于频率高到数千MHz的高频信号，或低到几Hz的低频信号，或有些交流信号幅度极小（有时只有几毫伏），这时普通万用表就难以胜任了，而必须用专门的电子电压表来测量。电子电压表又