电子测量与仪器实验指导书

1、电子测量与仪器实验指导书应电1321、电营1321班2014-2015学年第二学期机电工程学院电子教学团队实验一 万用表的使用一 实验目的1 万用表的使用2 电压、电流、电阻、二极管、三极管的简单测试二 实验器材万用表 二极管、三极管若干三.实验原理和测试方法：1.二极管的简单测试方法：1） 正负极的判断：将万用表置于欧姆档×1k档，用万用表的两表笔分别搭接二极管的两个极，测得一读数；对调两表笔，再测得一阻值。比较两次读数，阻值小的一次测的是正向电阻，红表笔接的是负极，另一极是正极。2） 二极管性能好坏的判断：若两次测量的阻值都很小，则说明二极管击穿；若两次测量的什都很大，则说明二极

2、管断开2三极管的测试1）硅、锗管的判别：原理：发射结正向压降为（硅0.60.8锗0.10.3）2）、估计比较 的大小3）NPN、PNP型号的判定原理：三极管内部有两个PN结，PN结正向电阻值小，反向电阻值大的特性。NPN型：黑笔接基极，红笔分别接C、E极都很小的特性。3）判定三个极1测出基极后，再判别C、E极。2用测的方法，在电极电压极性正确时，才能导通放大。故据实测电阻值，和黑、红表笔可以判定C、E极。四、 实验步骤：（一）、用万用表测量电压1、调节实验台的直流电压，用万用表测量电压值，并记下读数。U1= U2= U3= 2、调节实验台的交流电压，用万用表测量电压值，并记下读数。注意读数值的

3、性质1= 2= 3= （二）、用万用表测量电阻1、根据色环电阻的标称值把万用表置于合适的电阻档，调零。2、测得电阻读数并换算成阻值，填入表中（三）、晶体管的简单测试1 二极管的测试1） 二极管正负极的判断将万用表置于×K档，用万用表的两表笔搭接二极管的两个极，测得一阻值，对调两表笔，再测得一阻值，填入表格中。比较两次读数，读数小的一次黑表笔接的是二极管的正极。2） 二极管性能判断若上述两次读数都很小，说明二极管已经击穿，若两次读数都很大，说明二极管已经断开。2 三极管的测试1） 三极管的三个极的判断a. 基极的确定b. c e的判断NPN或PNP型的判断实验二 交流电压测量一、实验目

4、的： 了解交流电压测量的基本原理，分析几种典型电压波形对不同检波特性电压表的响应，以及它们之间的换算关系，并对测量结果做误差分析。二、实验原理：一个交流电压的大小，可以用峰值，平均值，有效值U，以及波形因数KF，波峰因数KP等表征，而用来测量电压的指针式电压表中的检波器有多种形式，一般来说，具有不同检波特性的电压表都是以正弦电压的有效值来定度的，但是，除有效值电压表外，电压表的示值本身并不直接代表任意波形被测电压的有效值。因此，如何利用不同检波特性的电压表的示值（即读数）来正确求出被测电压的均值，峰值，有效值U，这便是一个十分值得注意的问题。三、实验设备：1、 DA-16晶体管毫伏表（均值检波

5、）1台； 2、函数信号发生器；3、双踪示波器 四、实验预习要求：1、复习好电子测量与仪器中电压测量的有关章节。2、参照仪器使用说明书，了解晶体管毫伏表、数字毫伏表、函数信号发生器及双踪示波器的使用方法。3、详细阅读实验指导书，作好绘制波形和测试记录的准备。五、实验步骤：1、将均值电压测量的实验仪器准备就绪。2、将晶体管毫伏表置于1V/0db档位。3、将晶体管毫伏表的输入线短接。4、将晶体管毫伏表接通电源，待表针稳定，进行调零。5、打开函数信号发生器的电源，选择产生1KHz左右的正弦波信号。6、将函数信号发生器的信号线与晶体管毫伏表的输入端相接。7、调节函数信号发生器的幅度输出，使毫伏表的指示为

6、0.7V，8、打开示波器的电源，并进行校准。9、将示波器探头与信号相接，并读出信号峰值，填入表2。10、由函数信号发生器分别产生三角波、方波，并调节其幅度使电压表指示为0.7V，然后由示波器读出信号峰值，填入表2。12、将示波器、函数信号发生器、电压表进行连接。13、调节函数信号发生器的输出幅度，使电压表显示为0.7V，并从示波器上读出信号峰值，填入表2，14、由函数信号发生器分别产生三角波、方波，并调节其幅度使电压表指示为0.7V，然后由示波器读出信号峰值，填入表2。比较由各电压表读数计算出的峰值和由示波器直接读出的峰值是否一致，并将测量和计算结果填入表2。表2电压表类型平均值检波波 形正弦

7、波三角波方波读 数07V07V07V峰值由读数计算示波器读数15、按照上述操作方法，调节函数信号发生器的输出幅度，使示波器的峰值读数为1V，观测各种电压表的读数与波形的关系，测量结果填入表3，并求出电压测量的波形误差。表3输入波形正弦波三角波方波示波器读数1V1V1VDA16读数误差分析六、思考题：1、实验过程中为了仪器的安全，电压表量程是否应尽量选大一些（如3V，10V甚至30V档）？2、为什么模拟电压表一定要有峰值、均值、有效值响应特性之分？它们能由一种代替吗？它们各有什么特点？各用在什么场合下？实验三 示波器的使用一、实验目的1、进一步加深对示波器及高频信号发生器理论知识的理解；2、熟练

8、掌握双踪示波器及高频信号发生器的基本操作方法；3、熟练掌握电子电压表的使用。二、实验仪器1、双踪示波器 2、高频信号发生器 3、电压表三、实验内容1、正弦波电压的观测2、调幅波的观测四、实验步骤1、正弦波电压的观测用高频信号发生器输出符合要求的信号，用示波器进行同步观测，画出显示波形，并计算出相应的电压有效值、周期和频率。用电子电压表同步测量电压。表3.1 正弦波电压测量数据记录及处理（注意读数及数据的处理要规范）测量 参考值内容 测电压V/div档位波形高度（Up_p）divUp_p示波器测量U(有效值) 电压表测量U(有效值)万用表测量U(有效值)测周期T/div档位一个周期距离（div）

9、周 期频 率2、调幅波的观测 用高频信号发生器输出符合要求的调幅信号，用示波器进行同步观测，画出显示波形，并计算出相应的调幅度。表3.2 调幅度测量数据记录及处理A（div）B（div）M平均值123注：M=(A-B)/(A+B)*100%五、实验结果分析1、比较正弦波电压测量结果，计算测量误差，并分析产生误差的原因。2、比较调幅波测测量结果，计算测量误差，并分析产生误差的原因。六、问题讨论1、在示波器中为什么要在Y通道设置延迟线？2、若要观测100MHz的信号，应该选择频带宽度为多少的示波器？为什么？3、若要观测上升时间为9ns的脉冲信号，应该选择频带宽度为多少的示波器？试计算说明。4、在观

10、测调幅波的调幅度时，应特别注意调节哪个旋钮？为什么？5、用电压表测量不同波形的电压时，读数的实际意义有和区别？6、用示波器、电子电压表和万用表测量电压时各有何特点？实验四 通用电子计数器的使用一、实验目的1、进一步加深对通用电子计数器理论知识的理解；2、熟练掌握通用电子计数器的基本操作方法。二、实验仪器1、高频信号发生器2、通用电子计数器三、实验内容1、频率测量2、周期测量3、累计四、实验步骤1、频率测量利用高频信号发生器输出所需信号，合理选择电子计数器的输入端，在频率测量状态下，选择不同闸门时间进行频率的测量。测量结果填入表3.1中。表3.1 频率测量（注意信号幅度对测量的影响、衰减器的使用

11、及低通滤波器的使用。）输出频率闸门时间50kHz10MHz50MHz120MHz0.01s0.1s1s2、周期测量利用高频信号发生器输出所需信号，合理选择电子计数器的输入端，在周期测量状态下，选择不同闸门时间进行周期的测量。测量结果填入表3.2中。表3.2 周期测量（注意信号幅度对测量的影响、衰减器的使用及低通滤波器的使用。）输出频率闸门时间50kHz10MHz50MHz120MHz0.01s0.1s1s3、累计利用高频信号发生器输出所需信号，合理选择电子计数器的输入端，在累计测量状态下，选择不同外控时间进行累计的测量。测量结果填入表3.3中。表3.3 累计测量（注意信号幅度对测量的影响、衰减

12、器的使用及低通滤波器的使用。）输出频率外控时间50kHz10MHzT1=10sT2=30sT3=60s五、实验结果分析1、比较频率中的误差，并分析产生的主要原因。2、比较周期测量中的误差，并分析产生的主要原因。3、比较不同闸门时间对测量结果的影响。六、问题讨论1、分析说明在频率、周期测量中闸门时间对测量结果的影响。2、何种情况下使用低通滤波器？3、何种情况下需要使用衰减器？实验五 示波器和信号发生器的使用一、实验目的1、掌握低频信号发生器的面板、使用方法；2、了解高频信号发生器的使用；3、进一步掌握示波器和电压表的使用二、实验原理信号发生器能产生频率、幅度可调的三角波、方波、正弦波，还可以输出

13、幅度不变的TTL/CMOS脉冲信号。可用示波器观察信号源的波形，测得其峰峰值，用电压表测量其有效值并分析结果。三、实验器材函数信号发生器 高频信号发生器 示波器 万用表四、实验内容及步骤1、熟悉低频信号发生器面板上的各开关旋钮的作用，将各旋钮旋到最小位置，接通电源，预热。2、选择输出波形为正弦波，调节信号发生器的频率倍乘和调节刻度盘，使输出信号频率为1KHZ，调节幅度旋钮,调节幅度旋钮，使输出信号幅度指示为2V。3、将信号源的信号接到示波器显示，调节示波器的时基因数和偏转因数旋钮，使显示屏上的波形大小适中，将Y方向的格数和偏转因数记入表中。4、用电压表测量信号源电压的有效值，并记入表中。5、将

14、信号源的衰减分别设为20DB和40DB，调节示波器和电压表相应的旋钮，注意波形和计数的变化，记录相应的数据并填入表中。6、选择信号源的波形为三角波和方波，按上述步骤进行显示和测试，并将结果记录在表格中。7、将信号源的输出接线接到TTL/CMOS输出，调节频率和幅度旋钮，用示波器观察波形的变化情况。五、实验数据及结论实验六 直流单臂电桥和数字电桥的使用一目的要求1.掌握电桥测量电阻的原理和方法。2.了解电桥的测量精确度所依赖的条件。3.学会使用箱式电桥。二原理1.电阻的测量直流单臂电桥的原理性电路如图所示。它是由四个电阻Ra、Rb、R0、RX联成一个四边形回路，这四个电阻称做电桥的四个“臂”。在

15、这个四边形回路的一条对角线的顶点间接入直流工作电源，另一条对角线的顶点间接入检流计，这个支路一般称做“桥”。适当地调节R0值，可使C、D两点电位相同，检流计中无电流流过，这时称电桥达到了平衡。在电桥平衡时有： RaIa=RbIb RXIX=R0I0 且 Ia=IX, Ib=I0 则上式整理可得： 为了计算方便，通常把Ra/Rb的比值选作成10n（n=0,±1,±2,）。令C=Ra/Rb，则： RX=CR0 可见电桥平衡时,由已知的Ra、Rb（或C）及R0值便可算出RX。人们常把Ra、Rb称做比例臂，C为比例臂的倍率；R0称做比较臂；RX称做待测臂。四仪器用具QJ型箱式直流电

16、桥，数字万用表，待测电阻几只，直流稳压电源。五实验内容1、将直流电桥的电源B的金属连接片断开，内接电源用金属连接片短路，将4.5V直流稳压电源接到电源接线柱上。2、通电前先调节电位器使检流计指示为0。3、按下B，注意检流计的指示，4、将RX待测电阻接入电桥，根据待测电阻的标称值调节电桥的比例臂的倍率和比较臂的标准电阻，按下G，使电桥指示指向。要求*1000,*100,*10,*1四档均有阻值。5、.用数字万用表电阻档测量待测电阻。并与电桥测量的电阻比较六实验数据记录电阻序号电阻标称值电桥测量读数万用表测量读数七注意事项 1、联好电路复查无误、倍率C和比较臂R0的值均已选置好才许试接电源进行实验

17、。如接通电源瞬间检流计指针猛偏或一点不动应立即断电检查原因。2、换测电阻时，一定要重新选置Ra、Rb和R0，预先使桥接近平衡，并且断开K1，使R处于保护状态。改换电路必须先断开电源。3、调节电桥平衡时，应采用接通一下检流计支路看看偏转大小，适当调节R0再接通一下检流计支路看看偏转大小的办法，不可使检流计在通电情况下调R0，以免损坏检流计或调节不精细。在调R0时要根据检流计的偏转大小和方向有目的地从高位至低位顺次逼近调节，不应盲目乱调。n 说明：(a)电桥左下角的三个接线柱用来使检流计处于工作或短路状态的转换，有一个短路用的金属片，当检流计工作时，金属片应接在中、下两个（“外接”）接线柱上，使电路能够连通；当测量完毕时，金属片应接在上、中两（“内接”）接线柱上，检流计被短路保护。(b) 电桥背后的盒子里装有三节1号干电池，约4.5伏。当某个实验测量所需要的电源，比内