常见电子元器件的认知及测量仪表的使用(电子教材)

工程1常见电子元器件的认知及测量仪表的使用学习目标学问目标了解常用元器件的概况。把握常见电阻、电位器元件的根本特性：电阻及电位器的构造与符号、电阻及电位器的分类及特点、电阻及电位器的使用及选用原则、电阻及电位器的特性测试等。把握常见电感元件的根本特性：电感的构造与符号、电感的分类及特点、电感的使用及选用原则等。把握常见电容元件的根本特性：电容的构造与符号、电容的分类及特点、电容的使用及选用原则等。把握常用测量仪表(万用表、直流稳压电源、波形发生器、示波器等)的使用，了解各种测量仪器的特点、分类和工作原理。技能目标(1)把握利用万用表测量电压、电流、电阻、电容等特性参数的方法。(2)把握直流稳压电源、信号发生器、示波器的使用。(3)把握利用信号发生器输出相应幅值和频率的波形的方法，以及利用示波器测试信号发生器输出波形的特性参数的方法。生活提点生活中常常用到各种电器，如计算机、手机、随身听、剃须刀等，包括将要制作的音频须把握的内容。工程任务把握万用表、信号发生器、示波器以及晶体管稳压电源的使用。把握应用直标法以及测试仪表测试各种元器件的特性参数的方法。娴熟使用各种常用测量仪表。工程实施万用表的认知及使用万用表实物如图1.1压与电流、电容量及三极管的极性等参数。指针式万用表构造组成万用表主要由测量机构(习惯上称为表头)、测量线路、转换开关和刻度盘四局部构成。万用表的面板上有多条标度尺的刻度盘、转换开关旋钮、调零旋钮和接线插孔等。表头:万用表的表头通常承受灵敏度高、准确度好的磁电系测量机构，它是万用表的好坏。灵敏度和内阻是表头的两项重要的技术指标。表头的灵敏度是指指针到达满刻度时，万用表只有几微安到几百微安满偏电流值阻，这个值越大，内阻越高，万用表性能越好。转换开关。转换开关用来选择不同的量程和被测量的电量，它由固定触点和活动触点两大局部组成。转换开关旋钮四周有几种符号，其作用和含义如下。“Ω”表示测量直流电阻挡，以欧(姆)k”(也有用K100”表示表盘上Ω刻度线读值乘以100，如刻度指示为，则所测阻值为4kΩ。“DCV”表示测量直流电压挡，以V(伏)为单位，各分挡上的数值是该挡允许实测电压的上限值，万用表的表针会满偏出刻度线ACV”表示测量沟通电压挡，以V(伏)为单位。各分挡上的数字含义与DCV挡一样DCmAAA(微安)mA(毫安)为单位。它也由假设干个表示测量允许上限值的分挡组成。度线为非均匀刻度线。指针式万用表工作原理指针式万用表是把被测量电量转换为指针的偏转角，并使两者之间保持肯定的比例关件。因此，万用表的工作原理实际上就是表头的工作原理。指针式万用表的性能指标准确度。万用表的准确度通常称为精度，它反映了万用表在测量中的根本误差的大小。根本误差是指万用表在规定正常温度和放置方式不存在外界电场或磁场影响的状况下，固有的一种误差。根本误差越小，仪表的准确度越高。依据国家标准70.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5和5.01.0～5.0级之间。MF368型万用表直流电流挡和电阻挡的准确度为2.5级。沟通电压挡的准确度为5.0级。电压灵敏度。电压灵敏度为电压内阻与该挡量程电压的比值，即电压灵敏度电压表内阻电压档量程国产万用表中，电压灵敏度最高的可以到达100kΩ/V，而一般的万用表电压灵敏度为20kΩ/V。在测量电压时，万用表要与被测电路并联，这样会产生分流，从而使测量产生误同时，电压灵敏度越高，万用表消耗的功率也越小。测量范围。万用表的测量种类和测量范围也是万用表的重要性能。不同型号的万用表，测量的种类和范围也不一样。下面以MF368型万用表为例来介绍测量种类和范围。直流电压挡：0～0.5V～10V～50V～250V0～500V～1500V直流电流挡：0～50μA～2.5mA～25mA～0.25A0～2.5A沟通电压挡：0～2.5V～10V～50V～250V0～500V～1500V直流电阻挡：Ω×1挡：0.2Ω～2kΩ(150mA)Ω×10挡：2Ω～20kΩ(15mA)Ω×100挡：20Ω～200kΩ(1.5mA)Ω×1k挡：200Ω～2MΩ(150A)Ω×10k挡：2kΩ～20MΩ(60A)-10dB～+22dB放大倍数：0～1000负载电流：0～150mA～15mA～1.5mA～150μA负载电压：0～3V万用表的使用方法及留意事项正确地进展被测电量和量程的选择。测量220V沟通电时，转换开关应置于沟通电压挡，并选择量程250V500V。万用表被用来选择量程。1/22/3很小，则逐步减小量程。正确读数。类和量程后，还要依据相应的标度尺去读数。如：标有“DC”或“—”的标度尺可用来读取直流量；标有“AC”或“～”的标度尺可以用来读取沟通量；等等。在读数时，眼睛应线上每一个小格所代表的值，从而确定最终的读数值。使用留意事项。①在使用万用表之前，应先进展“机械调零准确，另一方面也可以保证人身安全。留意。否则，会使万用表毁坏。如需换挡，应先断开表笔，换挡后再去测量。④万用表在使用时，必需水平放置，以免造成误差。同时，还要留意避开外界磁场对万用表的影响。用表内部的电池取出来，以免电池腐蚀影响表内其他器件。数字式万用表数字式万用表区分于指针式万用表的特点如下。18mm2或25mm2的液晶显示器把测量结果直接以数字的形式显示出来，一目了然，避开了指针式万用表中的读数误差。准确度高。数字式万用表的准确度是测量结果中系统误差和随机误差的综合，它表显示位数有关，其性能远远优于指针式万用表。区分率高。区分率是指数字式万用表对微小电量的识别力量，它要受到准确度的制约。数字式万用表中区分率是以能显示的最小数(零除外)与最大数字的百分比来确定的，百分比越小，区分率越高。例如：3×1/2数字式万用表可显示的最小数为11999，1/1999≈0.05%。测量速率快。测量速率是指仪表在每秒内对被测电路的测量次数，单位为“次/完成一次测量过程所需要的时间称为测量周期，单位为s。明显，这两者呈倒数关系。一般数字式万用表测量速率为2～5次/s，而有些数字式万用表可达每秒几十次，甚至几百或上千次。输入阻抗高。数字式万用表具有很高的输入阻抗，这样可以削减对被测电路的影响。3×1/2位的数字式万用表电压挡的输入电阻通常为10MΩ5×1/2～8×1/2位的数字式10GΩ。集成度高，便于组装和修理。目前数字式万用表均承受中大规模集成电路，外围电路格外简洁，组装和修理都很便利，同时也使万用表的体积大大缩小。保护功能齐全。数字式万用表内部有过流、过压等保护电路，过载力量很强。在不超过极限值的状况下，即使消灭误操作(如用电阻挡测量电压等)，也不会损坏内部电路。数字式万用表还具有功耗低、抗干扰力量强等特点。电阻元件的认知及测试率也各有不同，在电路中常用来掌握电流、安排电压。常用的电阻元件实物如图1.2所示。电阻种类固定电阻的种类比较多，按材料不同，主要分为碳质电阻、碳膜电阻、线绕电阻等。固R1.3所示。各种电阻的特性及使用范围见表1-1。电阻参数的识别及测量3道或4道色环，靠近电阻器端头的为第一道色环，其余的顺次为二、三、四道色环。第四道色环表示误差，如没有，其误差为±20%1.4所示。色环所代表的意义见表1-2。如一个电阻器的色环分别为红、紫、棕、银，则这个电阻器的阻值为270Ω，误差为±10%。1-2电阻色环代表的意义万用表测试。选择碳膜、金属膜等各种类型和精度的电阻假设干，再依据色环判别出各个电阻的标称值并记录。通过万用表测量电阻值(留意：每更换量程之前先调零)，检查其1-3之内。1-3电阻测量记录表的值，这就需要用到在肯定范围内阻值可变的可变电阻，即电位器。体的两个固定触点之间外加一个电压时，通过转动或滑动系统转变触点在电阻体上的位置，在动触点与固定触点之间便可得到一个与动触点位置成肯定关系的电压放大电路调整音量、音调以及数显电容计中进展精度调试时均要用到各种类型的电位器。电容元件的认知及测试1.5所示。电容的图形符号1.6所示。电容的参数及标注方法标称容量和误差标在电容外壳上的电容量数值称为电容的标称容量。1-4中的是固定电容的标称容量系列。1-4固定电容标称容量系列电容的单位有:法拉(F)、微法(μF)、皮法(pF)。它们之间的换算关系为1F106F1012pF电容的标称值与其实际容量之差，再除以标称值所得的百分数，就是电容的容量误差。3级，即±5%、±10%、±20%，或写成Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级。有的电解电容的容量误差可能大于±20%。电容元件上的标注(印刷)方法如下。2～4位数字和一个字母表示标称容量，其中数字表示有效值，字母表示数值的量级。字母有m、μnpm表示毫法(10-3F)μ表示微法(10-6F)n表示纳法(10-9F)p表示皮法(10-12F)。33m33000μF；47n0.047µF；3μ3表示3.3μF；5n95900pF；2p22.2pFR，则表示为零点几微法，即R表示小数点，如R220.22µF。1～4pF。如用零点µF33003300pF680680pF77pF0.056表示0.056µF。电容的数码表示法。一般用3位数表示容量的大小。前面两位数字为电容标称容量p102表示。在这种表示方法中有一个特别状况，就是当第三数10-122922×10-1pF，即2.2pF。额定直流工作电压(耐压值)大直流电压。绝缘电阻质性能的好坏。使用电容时，应选用阻值大的绝缘电阻。由于绝缘电阻越小，漏电就越多，这样可能会影响电路的正常工作。电容种类及应用1-5。用万用表检测电容测。漏电电阻的测量用万用表的欧姆挡(R×10k或R×1k挡，视电容的容量而定)，当两表笔分别接触电容的两根引线时，表针首先朝顺时针方向(R为零的方向)摇摆，然后又渐渐地向反方向退回到的电容在测漏电阻时，表针退回到无穷大位置时，又顺时针摇摆，此时电容漏电更严峻。电容断路的测量0.01µF以下的小容量电容用万用表不能推断其是否断路，只能用其他仪表进展鉴别(Q表等)0.01µF以上300µFR×10k或R×1k10～300µF的电容可放在R×100k0.47～10µF的电容可放在R×1k0.01～0.47µF的电容可放在R×10k挡。具体的测量方法是：用万用表的两表笔分别接触电容的两根引线(测量时，手不能同时碰触两根引线)，如表针不动，将表针对调后再测量，表针仍不动，说明电容断路。电容短路的测量用万用表的R×100挡，将两表笔分别接触电容的两引线，如表针指示阻值很小或为适中选择量程，电容量越小，量程R要越小，否则就会把电容的充电误认为是击穿。电解电容的极性的推断极。电感元件的认知及测试常见电感实物如图1.7所示。电感工作原理及作用作的。其作用：阻沟通通直流、阻高频通低频(滤波)。也就是说，高频信号通过电感线圈时会较简洁地通过它。电感线圈对直流电的电阻几乎为零。电感器的种类依据外形，电感器可分为空心电感器(空心线圈)与实心电感器(实心线圈)；依据工作性()和低频电感器(圈等)；依据封装形式，电感器可分为一般电感器、色环电感器、环氧树脂电感器、贴片电感器等；依据电感量，电感器可分为固定电感器和可调电感器。晶体管直流稳压电源的认知及使用直流稳压电源实物如图1.8所示。直流稳压电源均须用到直流稳压电源来进展元件的测试和单元电路的调试的特性及使用方法。晶体管直流稳压电源的面板操作1.9所示。1.9晶体管直流稳压电源面板电源开关将电源开关弹出，即为“关”位置，将电源线接入，按电源开关，以接通电源。电压调整(VOLTAGE)VOLTAGEFINE为粗调旋钮，为微调旋钮。(C.V.)当电路处于恒压状态时，C.V.灯亮。电流调整(CURRENT)直流稳压电源中，CURRENT为电流输出调整局部。其中，FINE为粗调旋钮，COARSE为微调旋钮。5.恒压指示灯(C.C.)当电路处于恒压状态时，C.C.灯亮。课内实训：直流稳压电源的使用训练要求：调整直流稳压电源输出，并用数字式万用表测量输出直流电压。训练步骤如下。接通电源。调整直流稳压电源输出，先用电压调整粗调旋钮将电压输出调至2V左右，再通过微调旋钮准确调至2V，用万用表测试输出是否满足要求，并记录直流稳压电源当前的输出示值和测量值。同理，分别将直流稳压电源输出值调至5V、8V、10V、12V、15V，并记录。使用一个激发装置(即信号源)来鼓励一个系统，以便观看、分析它对鼓励信号的反响如何，这是电子测试技术的标准试验之一，其中使用到的激发装置就是函数信号发生器。信号发生器的认知及使用YB1600系列的函数信号发生器实物如图1.10所示。1.10函数信号发生器实物信号发生器曲线均可以用三角函数方程式来表示。能够产生多种波形(如三角波、锯齿波、矩形波、正弦波)的电路被称为函数信号发生器。函数信号发生器在电路试验和设备检测中具有格外广(高频)放射，这里的射频波就是载波，把音频(低频)、视频信号或脉冲信号运载出去，就需要能够产生高频的振荡器。在工都需要功率或大或小、频率或高或低的振荡器。比方要做的音频放大电路以及数显电容计，为了观看每一个工程电路工作是否正常和幅值的周期性的波形，这就需要用到函数信号发生器。函数信号发生器的使用如图1.11所示，为了了解函数信号发生器的使用，以绿杨YB1600系列信号发生器为例，先来看一下其掌握面板。1.11信号发生器面板电源开关(POWER)：将电源开关按键弹出，即为“关”位置，将电源线接入，按电源开关，以接通电源。LED显示窗口：此窗口指示输出信号的频率，当“外测”开关按下，则显示外测信号的频率。如超出测量范围，溢出指示灯亮。频率调整旋钮(FREQUENCY)：调整此旋钮转变输出信号的频率，顺时针旋转，则频率增大，逆时针旋转，则频率减小，微调旋钮可以微调频率。占空比(DUTY)：占空比开关和占空比调整旋钮。将占空比开关按下，占空比指示灯亮，此时，调整占空比旋钮可转变波形的占空比。波形选择开关(WAVEFORM)：按下对应波形的按钮，可选择需要的波形。衰减开关(ATTE)：电压输出衰减开关，二档开关组合为20dB、40dB。频率范围选择开关(并兼频率计闸门开关)：依据所需要的频率，按下其中一个按钮。同时函数信号发生器默认10k挡正弦波。计数、复位开关：按计数键，LED显示开头计数，按复位键，LED0。计数/频率端口：计数、外测频率输入端口。外测频率开关：此开关按下，LED显示窗显示外测信号频率或计数值。电平调整：按下电平调整开关，电平指示灯亮，此时调整电平调整旋钮可转变直流的偏置电平。幅度调整旋钮(AMPLITUDE)：顺时针调整此旋钮，增大电压输出幅度。逆时针调节此旋钮可减小电压输出幅度。电压输出端口(VOLTAGEOUT)：电压输出由此端口输出。TTL/CMOS输出端口：由此端口输出TTL/CMOS信号。VCF：由此端口输入电压掌握频率变化。扫频：按入扫频开关，电压输出端口输出的信号为扫频信号，调整速率旋钮，可转变扫频速率，转变线性/对数开关可产生线性扫频和对数扫频。电压输出指示：3位LED显示输出电压值，输出接50负载时应将读数除以2。示波器的认知及使用YB4328系列示波器实物如图1.12所示。1.12示波器实物生疏示波器面板为了了解示波器的使用，以绿杨YB4328系列示波器为例，先来看一下其掌握面板，如图1.13所示。电源和光屏显示旋钮①为电源开关按键；②为“亮度”旋钮；③为“聚焦”旋钮；④为光迹旋转；⑤为“标峰值为2.0，用于自校准。1.13示波器面板“垂直工作方式选择”按键由于YB4328型示波器是双踪显示，按下“垂直工作方式选择”按键，中间就有一条细线将其分成两局部CH1和CH2，而且是对称的，其功能一样，必需通过“垂直工作方式选择4CH1CH2，则信号从⑦CH1中输CH2CH1CH2和“常态”按键打算其显示方式为双踪显示按下CH1、弹起CH2时，信号从CH1中输入，⑥～⑩各旋钮才起作用。其中，⑥按下，信AC，DC分别为沟通，直流耦合。⑧、⑨旋钮为“垂直方向偏转灵敏度”的粗调和微调旋钮，假设要其准确指示，微调旋钮须以逆时针方向调到底。⑩为“垂11为“垂直方向(Y方向)位移”旋钮。13~18仅用于通道信号的调整，功能和CH1中的各旋钮一样。CH1和CH2公用旋钮19为“水平方向(X方向)位移”旋钮，用以调整信号在水平方向的位置。20为“极性”按键，用以选择被测信号在上升沿或下降沿触发扫描。21为“电平”旋钮，用以调整被测信号在变化至某一电寻常触发扫描。还有“扫描”旋钮，由于其功能较为特别，将它单列出来。“扫描”旋钮22为扫描方式，用于选择产生扫描的方式。换为触发扫描状态，调整电平可使波形稳定地显示在屏幕上，此方式适合观看频率在50Hz以上的信号。常态：无信号输入时，屏幕上无光迹显示，有信号输入且触发电平旋钮在适宜位置上50Hz时，必需选择该方式。锁定：仪器工作在锁定状态后，无需调整电平即可使波形稳定地显示在屏幕上。单次：于等待状态，当触发信号输入时，扫描只产生一次，下次扫描需再次按动复位键。为“扫描因数(时基扫描或称扫描速率SEC/DIV)粗调”旋钮，依据被测信号的频率凹凸，选择适宜的2.5描扩开放关将×55倍。其他旋钮或按键为“触发源”按键，用于选择不同的触发源。CH1：在双踪显示时，触发信号来自CH1通道，单踪显示时，触发信号来自被显示的通道。CH2CH1。关的信号。电源：触发信号来自市电。外接：触发信号来自于触发输入端口。机壳接地端。30AC/DC按键：外触发信号的触发方式，中选择外触发源且信号频率很低时，应将开DC位置。常态/TV按键：一般测量此开关置常态位置，当需观看电视信号时，应将此开关置TV位置。外触发输入：中选择外触发方式时，触发信号由此端口输入。用示波器测试信号发生器输出波形的特性参数调整信号发生器的输出信号频率的调整方法：按下面板下方“频率范围”波段开关并协作右上方3个“频率调整”旋钮，可以输出20Hz～200kHz内的任意正弦波信号。当“输出衰减”旋钮为0dB时，调整输出微调使表头指示为2V。并通过“频率范围次调出20Hz、350Hz、1kHz、35kHz、200kHz的信号波形。使用示波器进展测试将示波器接通电源，待预热后顺时针调整“光度旋钮”，使触发方式开关置于AUTXY细而清楚。在此过程中生疏“光度X轴上下和左右移动、Y轴上下和左右移动旋钮的作用。将低频信号发生器输出端接示波器Y其输出电压(有效值)2V，频率为1kHz，用示波器观看电压波形，并测量信号幅度、周期及频率，生疏“YY轴增幅”旋钮的作用。调整有关旋钮，使荧光屏上显示的波形增加或削减，例如在荧光屏上得到1个、3个或6个完整的正弦波，生疏“扫描时间”及“稳定度”等旋钮的作用。将信号频率改成100Hz、10kHz、100kHz，调整有关旋钮使波形清楚、稳定，并执行上述(2)、(3)的操作。重点小结电阻、电位器、电容、电感等是构成电子电路的根本器件。万用表可用来测试电路及电子器件的各种不同电参数，如电阻、电压、电流等。晶体管直流稳压电源可输出可调的直流电压，可给各种电子电路能够供给持续稳定、满足(如三角波、锯齿波、矩形波、正弦波)，信号发生器在电路试验和设备检测中具有格外广泛的应用。5．示波器是一种常用电子测量仪表，可用于测量各种信号的电压、电流的幅值、频率等根本特性。一、选择题低频信号发生器是用来产生()信号的信号源。AB．标准直流C．标准高频正弦D．标准低频正弦使用低频信号发生器时，()。A．先将“电压调整”放在最小位置，再接通电源B．先将“电压调整”放在最大位置，再接通电源C．先接通电源，再将“电压调整”放在最小位置D．先接