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常用仪器仪表的使用资料

2019-09-07 19:01 来源: 震仪

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  深圳斯比泰电子有限公司 常用仪器仪表使用 (培训教材) 编辑: 董平波 2001.2月 目的和范围: 目的: 为了使本公司的所有使用万用 的员工能正确的使用和维护好自已 的万用表,提高工作效率,减少不必要 的损失. 范围: 本公司所有使用万用表的岗位 员工. 关于万用表: 万用表:(或称作多用电表,万用电表) 是一种常用的多用途的仪表,不仅从事电 子技术的专业人员需要它,广大的业余无 线电爱好者也需要用它来调试电路和维 修仪器。所以正确地选择,使用和简单维 修万用表是非常重要的;为此,首先应对 万用表的类型,结构,工作原理,技术指标 等有足够的了解。 培训的主要内容: 1. 2. 3. 4. 万用表的分类; 本公司常用的有哪些型号的万用表; 万用表的基本使用方法; 万用表常见故障的排除; A:万用表的分类: 万用表分成指针式和数字式两种类型: 指针式万用表是由磁电式微安表头 上加一些元器件构成的。当表头并联,串 联,加上整流器,外接电池和加上附加电阻 时,就构成了多量程的电压,电流,电阻的 测试仪表。 在此基础上还可以扩大测量范围,如 测量晶体管类型,参数,测电感,电容值,测 量放大器的特性等.万用表因此而得名。 数字式万用表是在模拟指针刻度测量的 基础上,用数字形式直接把检测结果显示出来 ,它由直流数字电压表或加上一些转换器构成 由于数字式万用表采用了大规模集成电 路,故与指针式万用表相比有下一些优点: 1:读数容易,准确. 2:测量精度高. 3:因为内阻高,所以测量误差可以达到很小. 4:性能稳定,工作可靠,耐用. 5:在强磁场下也能正常工作. 尽管数字式万用表具有如此多的优点, 但是由于指针式万用表具有结构简单,读数 直观,方便,可靠性高,价格便宜等特点,仍然 会被人们广泛使用。 B:本公司常用的有哪些型号的万用表? 常用的型号有:FLUKE-37; CD--800; CD--720E; GDM--8145; MF--47; 500型; DT--9024; CDM8045G; FLUKE--45; DT890B; DT--9905C; HP34401A;等多种这 里不一一列出。 C:万用表的基本使用方法 1:指针式万用表的基本使用方法; 测试前,首先把万用表放置水平状态,并 视其表针是否处于零点(指电流,电压刻度的 零点),若不在,则应调整表头下方的“机械零 位调整”,使指针指向零点。 根据被测项,正确选择万用表上的测量项 目及量程开关。 如已知被测量的数量级,则就选择与其相 对应的数量级量程,如不知被测量值的数量 级,则应从选择最大量程开始测量, 机械零位调整 刻度盘 A-V-Ω 指针 档位 - Ω 零位调整 + MF--47型指针表面板图 当指针偏转角度太小而无法精确读数时, 再把量程减小,一般以指针偏转角不小于最大 刻度的30%为合理量程。 万用表作为电流表使用 1.把万用表串接在被测电路中时,应注意电流方 向,正确的接法如图1所示,即把红表笔接电流 入的一端,黑表笔接电流出的一端,如果不知被 测电流的方向,可以在电路的一端先接好一支 表笔,另一支表笔在电路的另一端轻轻地碰一 下;如果指针向右摆动,说明接线正确;如果表 针向左摆动(低于零点),说明接线不正确,应把 万用表的两支表笔位置调换. 万用表作为电流表用时的接线.在指针偏转角度大于或等于最大刻度30%时, 尽量选用大量程档,因为量程愈大,分流电阻 愈小,电流表的等效内阻愈小,这时被测电路 引入的误差也愈小。 3.在测大电流(如500mA时),千万不要在测量过 程中拔动量程选择开关,以免产生电弧,烧坏 转换开关的触点。 万用表作电压表使用时 1.把万用表并接在被测电路上,在测量直流电压 时,应注意被测电压的极性,正确接法如图2所 示,即把红表笔接电压高的一端,黑表笔接电 压低的一端,如果不知被测电压的极性,可按 测 量 直 流 电 压 时 万 用 表 的 连 接 前述测量电流时的试探方法试一试,如指 针向右偏转,则可以进行测量,如指针向左 偏转,则把红,黑表笔对换位置,方可测量。 R1 r 图2 E 电池 R2 2.与上述电流表一样,为了减小电压表内阻引入的误 差,在指针角度大于或等于最大刻度的30%时,测 量尽量选择大量程档.因为量程愈大,分压电阻愈 大,电压表的等效内阻愈大,这时被测电路引入的 误差愈小.如果被测电路的内阻很大,就要求电压 表的内阻更大,才会使测量精度高.此时需换用电 压灵敏度更高(内阻更大)的万用表来进行测量.如 100KΩ/V左右的万用表等。 3.在测量交流电压时,不必考虑极性问题,只要将万 用表并接在被测电路两端即可,另外也不必选择 大量程档或选高电压灵敏度的万用表,因为一般 情况下交流电源的内阻都比较小。 值得注意的是:被测交流电压只能是正弦 波,其频率应小于或等于万用表的允许工作 频率,否则会产生较大误差。 4.不要在测量较高的电压(220V)时拔动量程 开关,以免产生电弧,烧坏转换开关的触点。 5.在测量大于或等于100V以上的交流高电压 时,必须注意安全,最好把一支表笔固定在被 测电路的公共地端,然后用另一支表笔去碰 触另一端测试点。 6.在电路系统中常用电平来表示该点的电压 有效值,故万用表在交流电压档上带有电平 刻度,零电平是指600Ω阻抗上产生1mW的 功率,即对应的电压有效值为0.775V。 7.在测量有感抗的电路中的电压时,必须在测 量后先把万用表断开再关电源,不然会在切 断电源时,因为电路中感抗元件的自感现象, 会产生高压而可能把万用表烧坏。 万用表作为欧姆表用时 1.测量时应先调零,即把两表笔直接相碰(短路 ),调整表盘下面的零欧姆调整器(如面板图), 使指针正确指在0欧姆处,这是因为内接干 电池随着时间加长,其提供的电源电压会下 降,内部分流电阻调整作为补偿,因此测量时 必须调零。 2.为了提高测量的精度和保证被测对象的安 全,必须正确选择合适的量程档,一般测电 阻时,要求指针在全刻度的20%--80%的范 围内,这样测试精度才能满足要求。 3.由于量程档不同,测量电流大小也不同,量 程档愈小,测量电流愈大,否则相反;所以,如 果用万用表的小量程欧姆档R×1档,R ×10 档去测量小的末知电阻时,末知电阻上会流 过大的电流,如果该电流超过了末知电阻所 允许通过的电流,末知电阻会烧毁,或者把 指针打弯;所以,在测量不允许通过大电流 的电阻时,万用表应置在大量程的欧姆档上 同时,量程档愈大,内阻所接的电池电压愈 高,所以在测量不能承受高电压的电阻时, 万用表不宜在大量程的欧姆档上,如测量 二极管和三极管的极间电阻时,就不能把 欧姆档置在R×10K档,不然易把管子的极 间击穿,只有降低量程档,让指针指在高阻 端。 4.由于作欧姆表使用时,内接干电池,对外电 路而言,红表笔接干电池的负极,黑表笔接 干电池的正极。 5.测较大电阻时,手不可同时接触被测电阻 的两端,不然,人体电阻就会与被测电阻并 联,使测量结果不正确,测试值会大大减小;另外 ,要测电路上的电阻时,应将电路的电源切断, 不然:不断测量结果不准确(相当再外接一个电 压),还会使大电流通过微安表头,把表头烧坏 。同时,还应该把被测电阻的一端从电路上焊 开,再进行测量,不然测得的是电路在该两点的 总电阻。 6.使用完毕不要将量程开关放在欧姆档上,为了 保护微安表头,以免下次开始测量时不慎烧坏 表头,测量完成后,应注意把量程开关拔在直流 电压和交流电压的最大量程位置,千万不要放 在欧姆档上,以防两支表笔万一短路时,将内部 干电池全部耗尽。 2.数字万用表的基本使用方法 数字万用表是在模拟万用表的基础上 发展起来的数字式测量仪器.为了由浅入 深地讲解数字万用表的基本测试原理和使 用要求,必须建立模拟量和数字量及其相 互转换的概念。 A.连续变化的物理量称为模拟量.如:电压,电 流,频率,时间,压力,重量,长度,温度,速度,偏 转角度等。 B.模拟量与数字量的互相转换:即A---D; D---A之间的转换.A为模拟,D为数字. C.对于编码,解码,转换等的过程,在这里不再 专门讲解,下去大家自已学习,我们在这里 只讨论万用表的使用。 数字万用表的主要工作特性 1.测量范围: 表示数字万用表能测量最小数值与最 大数值的范围.超量程值时,应能够显示出 过载符号。 2.输入特性: 指输入阻抗和零电流两个指标。 3.分辨力: 也就是指使显示器末位跳一个字所需的 最小输入电压值,即在最小量程上具有最高 分辨力。 4.测量速度: 指每分钟测量次数。 5.响应时间: 指从输入电压发生突变的时刻到显示 达到指标规定的新值所需的最长时间.它分 为三项: (1)阶跃响应时间; (2)极性响应时间; (3)量程响应时间; 6.功能与显示: 通常数字电压表应标明功能项目和自动 化程度,如量程转换,极性,校准与调整等是否 自动.关于显示,应给出显示方式和位数。 7.抗干扰特性: 在实际测量中,数字电压表经常受到各 种干扰,其中最主要的是电网工频干扰.按干 扰源在测量输入端的作用方式,可分为串模 干扰和共模干扰。 串模干扰就是指叠加于被测信号上的 交变干扰电压。 共模干扰是指同时作用于输入高 端和低端引线上的干扰,其干扰源可能是 直流电压或者是交流电压。 8.误差: 误差是指数字万用表测量的指示值 与真值之差。 基本误差;工作误差;影响误差;稳定 误差; 9.输出特性: 通常数字万用表均标明数据输出特 性和接口功能。 数字万用表的使用注意事项 1.测电压注意事项: 在测量低电平信号(幅度小于0.5V)时,必 须考虑理想的屏蔽和接地,使读数不受各种杂 散干扰信号的影响。 在测千伏以上的电压时,必须有绝缘设施, 并且要遵守单手操作的规则.严格讲,测千伏以 上的高压,必须使用高压探头。 测示波器,电视机,高压整流器等的直流 高压时,因其中有幅值很大的交流成份,因此不 可用高压探头直接测高压整流的管帽,行输出 显示 1999 电源开关 hFE插口 量程开关 10A MACOM V.Ω MAX10A 20mA 1000V MAX 750V 3位半数字万用表面板图 管集电极及视放管的集电极等.但可测显像管, 示波管的第二阳极电压。 2.测量电流时要注意量程的选择: 无能测量交流电流或是直流电流,都必须 注意量程的选择.从图3所示的典型的电流变 换电路看到,选择不同的电流量程时,其分流电 阻值的数值是不同的,其变化范围在0.1--1000 欧姆之间。 例如: 测量图4所示的甲类放大器的发射极电 流,假设是中功率音频放大电路,可估计发射极 偏置电阻Re大约是20欧,若100mA的发射极电 流,在Re上的偏置电压是2V.在测量发射极电 12 11 10 9 8 ACMA至交流转换器 DCMA至模/数 7 200uA 2mA 20mA 900 6 电流输入 3A 5 90 9 0.9 0.1 4 200mA 3 2 1 2A 公共端 图3:典型的电流变换电路 电流输入端 数字万用表 RS CE RE 公共端 图4:测发射极电流 流时,应断开Re和地之间的连线,发射极旁 路电容Ce可依然接地。 选择2mA量程测量其电流(当然,因被 测电流为100mA左右,不可能选用2mA档 的,这里只不过说明电表内阻对被测电路 工作状态的影响而已),从图3的电路中可知 ,这时的电表内阻约为100Ω,这相于100Ω的 电阻与Re相串联.显然,改变了发射极原来 的电阻,从而改变了偏置电压,改变了放大 器的工作状态。 选择200mA量程测量电流时,数字万 用表的分流电阻只有1欧姆,此时发射极总 电阻只改变了5%,对图4被测电路的工作状 态无大影响,所以正确的选择量程是非常重 要的。 为了准确的测量,测试前应了解被测电 路及元器件,以便估计接入数字万用表所串 联的电阻值对电路的影响.同样,在测电压,电 阻参数时,也必须正确选择使用量程,才能减 小测量误差。 3.测热敏电阻的注意事项: 由电阻--电压变换电路可知,使用3 1/2位数 字万用表时,被测电阻上流过的电流很小,电 流的变化仅从低量程的1mA到0.1nA(纳安, 是10-9 A).数字万用表在电阻测量范围提供 的电流是1mA--1uA.显然,这样微小的电流 对一般电阻的测量几乎没什么影响,所以测 量数据准确.若电流通过热敏器件超过一定 数值时,温度迅速增高,当被测器件温热时,阻 值明显改变,所以测热敏电阻时,必须选择合 适的量程,在热敏电阻不发热时测试,测量时 间越短越好。 4.屏蔽和接地注意事项: 测试幅度很小的信号时,接地不良和各种 外界的干扰成为不可忽视的问题.在测试高 频信号时,必须有良好的接地和适当的屏蔽 措施。 5.测试探头的选择: 不同信号的测试应选择相应的探头.多 数数字万用表均附有两种探头,即高阻探 头和高压探头.黑线通常连接数字万用表 的负端和测试设备的地端.红色测试插头 接数字万用表的测量端和电路的测试点。 探头有如下几种: 高阻抗探头;高压探头;射频探头;交流电 流探头;几种。 这里只介绍我们常用到的高压探头: C2 测 试 信 C1 号 R RL 数字万用表 图5:典型的高阻抗探头 999M 测试信号 数字万用表 1M RL 图6: 典型的高压探头 C1 测试信号 R2 C2 R1 RL 数 字 万 用 表 图7: 典型的射频探头 高压探头:多数了万用表的最大电压量程 只能达到1000V,故测量电视机和示波器 中的直流高压,必须使用高压探头,如图6 所示是高压探头,其实是一个简单的电阻 分压器.当串联电阻值是999M欧,而并联 电阻是1M欧时,可得到1000:1的分压器.在 测试点处的电压若是30000V,经探 头分压 后,在数字表的输入端只是30V .典型的高 压探头为±1%的精度。 万用表的常见故障排除: 1.指针式万用表的故障除; 指针式万用表的常见故障可分为两大: 一是人为故障(即因为人们使用不当而引起 的);另一类是万用表本身的故障(因为元器 件,电路损坏而引起的,它可分为机械,电器, 测量电路的故障),下面分别把故障的现象 和简单排除方法进行介绍,以供参考: 人为故障的简单排除方法: 这类故障是由于人们对万用表的使用 不当而造成的,为了避免故障发生,使用者 必须熟读产品使用说明书。 机械故障与简单排除方法: 指针不能持续平稳地偏转,不能正确指示 实际测量值,可能的原因有: a.表头可动部分的间隙掉入杂物.此时 只要打开箱盖,把铁芯和磁极间的间隙清 除干净即可。 b.表头支架移位,此时只要调整一下支 架的位置,使其恬好在间隙的中央即可。 c.固定表盘的螺钉松动,此时只要紧固 一下螺钉即可。 d.指针变形,弯曲,动圈轴尖跳出轴承,轴 尖球面被磨秃,测量时偏差过大等一般也 就没有进一步维修的必要,只能更换。 数字万用表的一般故障排除 A.功能检查:200mVDC档是数字万用表的最 基本的量程,也是检修调测的关健档,在功 能检查时,首先应置200mVDC档,并按以 下两点通用的检查方法,大至判断: 查输入为0时的显示值,把表置 200mVDC档,正负表笔短接,仪表应显示 为0。 查负号显示或溢出显示:把表的正表笔 与电池的负极短接,使电压输入小于0伏, 则表应显示(-1)。 有些进口数字万用表抗市电干扰按 60Hz设计的,因我国采用50Hz市电,用抗干 扰60Hz的数字万用表测量和50Hz成倍数 的信号,其抗干扰能力则明显降低,除非改 变其电路。 一般检修步骤:可先查电源;后查参考电压,再 查功能选择转换开关,用高位数的表进行 验证,用比较的方法查找故障点.(高位数表 即指3位半,4位半,5位半,6位半等,位数越高 ,其精度也越高)。 以上教材由于编写时间和水 平有限,难免错误多多,望大家批 评指正,以期今后更加完善,增补 更丰富的内容. 谢谢! 斯比泰测试部 董平波 2001.3月

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