《电工电子仪器与测量》教学设计项目8

1、教学简案授课班级授课地点授课时间出勤情况课程名称授课方式一体化学时2 2项目课题项目八晶体管毫伏表的使用教学 目的知识 目标1握交流毫伏表的使用方法2了解低频交流毫伏表的技术指标技能目标1掌握交流毫伏表的使用方法，学会用交流毫伏表测量各种电信号的电压2了解示波器的面板与结构3了解高频交流毫伏表的用途和特点教学方法 教学手段重点与难点重点：难点：课后作业课后回顾教研室主任签名:任课教师签名:教 学过 程教学内容任务引入晶体管毫伏表是一种用来测量电子电路中正弦交流电压有效值的电子仪表。它 与一般的交流电压表或万用表的交流电压挡相比，具有频率范围宽，输入阻抗高、 电压测量范围和灵敏度高等特点。交流毫

2、伏表可以测量频率范围很宽、电压值在毫伏或 者微伏级的交流电压。因而特别适用于电子电路，如对一般放大器和电子设备进行测 量。由图 8-18-1 可知毫伏表可测毫伏或者微伏级的交流电压，而交流电压表和万用表是望 尘莫及。任务一 DA 16 型晶体管毫伏表的认识毫伏表是一种常用的低频电子交流电压表。测量交流电压，自然会想到万用表。 可是有许多交流电压用普通万用表却难以胜任电压测量。因为交流电的频率范围很宽，低到十几HzHz 的低频信号，高到数千 MHzMHz 的高频信号。而万用表则以测501000501000 HzHz 交流电的频率为标准进行设计生产的。其次，有些交流电的幅度很小，甚至可以小到微伏级

3、，再高灵敏度的 万用表也无法测量。还有，交流电的波形种类多，除了正弦波外，还有方波、锯齿波、三角 波筹，因此上述这些交流电压，必须用专门的电子电压表来测量。技能知识一、晶体管毫伏表的面板结构的认识1 1毫伏表面板实物图和示意图如图 8-28-2 和图 8-38-3 所示。图 8-28-2 DADA 1616 型晶体管毫伏表2.2.毫伏表面板旋钮功能 如表 8-18-1 所示。刻度盘、旋钮、开关名称功能电 源 开 关开、关电源。毫伏表面板旋钮功能教学过程设计表 8-18-1未接通电源的情况下先进行机械调零。用螺丝刀调 节表头上的机械零位螺丝，使表针指准零位。被测信号输入端。毫伏表的刻度盘。共有三

4、条刻度线, 第一条刻度是用来指示1开头数字的电 压值指示数，第二条刻度是用来指示3开头数字的电压值指示数，第三条刻度 线用来表示测量电平的分贝值。理论知识一、晶体管毫伏表的技术性能和指标例如 DADA 一 1616 型晶体管毫伏表（以下简称毫伏表）。它的电压测量范围为 100100 卩 V V300V300V， 共分 1111 挡量程。各挡量程上并列有分贝数（dBdB），可用于电平测量，被测电压的频率范围为10Hz10Hz1MHz1MHz。输入阻抗大于 1M1M Q Q。与普通万用表有些相似，由表头、刻度面板和量程转 换开关等组成，不同的是它的输入线不像万用表那样的两支表笔，而用同轴屏蔽电缆，

5、 电缆的外层是接地线，其目的是为了减小外来感应电压的影响，电缆端接有两个鳄鱼夹子，用来作输入接线端。毫伏表的背面连着 220V220V 的工作电源线。该表的几项主要特性如表 8-28-2 所示。表 8-28-2DA-16DA-16 型晶体管毫伏表主要特性项目性能指标测量电压范围100卩V300V量程挡级分为1，3、10，30，100、300mV，1、3、10、30、300V共11个挡级频率范围及误差10Hz1MHz; 5%输入阻抗、1kH时在 1kHz1kHz 时输入电阻大于 2M2MQ，输入电容在（包括接线电容在内）: :约 40pF40pF测量电平范围-50dB-50dB + 30dB(0

6、dB=0.775V)30dB(0dB=0.775V)(tmW、600Q为0dB)电源电压220V V 士 10%10% ; 50Hz50Hz 士 4%4% 消耗功率 3W3W机械调零(5)-30dblOniV_3n_-5Qdb量程开关量程开天分11挡。当量程选1mv、10mv、100mv、1v、10v、100v挡， 从第一条刻度读数； 当量程开关分 别选3mv、30mv、300mv、3v、30v、300v挡，从第二 条刻度读数。说凸测畳范g（0.1 V -2WbHOdb3V+10db+2Ddb3DDV(6)第二条刘度经和频率。液晶屏显示测量结果与 当前仪器状态，量程可设置为手 动、自动档，测量

7、结果可选择被 测信号的电压有效值、dB值和频 率值。dB功能的设置可用于增 益、传输比、插入损耗等的测量。EM2171毫伏表具有自动平衡 保护电路，开机不打表，此功能100uV300V p- p+DCX660Vp-p;测量电压的频率范围：10Hz-2MHz基准条件下的电压误差：3%(400Hz);基准条件下的频响误差：(以400Hz为基准)；10Hz-2MHz误差 2MD输入电容W50PF频率范围:10kHz1000MHz测量范围：1mV10V;误差： 土3%(100kHz);-40 +34dBm(50Q1mW0dB);-40 +32dBm(75Q1mW 0dB);频率响应：(1V档)0C+4

8、0C;10%(10kHz800MHz);15%(800MH1000MHz);输入电容：w1.5Pf; 电源：AC220V 50Hz;15VA理论知识一、识读晶体管毫伏表的测量电路原理图从图 8-48-4 可知 DADA 16D16D 型晶体管毫伏表以 9 9 支三极管（BG1BG1BG9BG9 ）为核心组成，衰 减器、跟随器、分压器、放大器、整流器、测量机构、稳压电源和显示电路等八个单元电路。 由于在电子测量技术中分析电路不是最重要的任务，这里意在是为了方便同学们，将原理图与方框图对照起来跟好理解工作原理。、识读晶体管毫伏表的测量电路原理方框图图8-4 DA16D型晶体管毫伏表原理图图 8-5

9、8-5DA16型晶体管毫伏表方框图三、晶体管毫伏表的测量电路工作原理依据图 8-48-4、图 8-58-5 分析可知，BG8BG8 和 BG9BG9 组成串联稳压电源，向七部分电路供电。 毫伏表由于前置级采用以BG1BG1、BG2BG2 为核心的射极跟随电路，从而能获得高输入阻抗和宽的频率测量范围，由 R8R13R8R13 组成衰减器和分压器用来满足宽量限的电压测量范围，从分 压器取得很小的电压经 BGBG3 3跟随，经 BG4BG7BG4BG7 多级交流放大器进行放大，提高了仪表的 灵敏度，使其能测量毫伏级的电压，放大后的交流电压送至D1D1、D2D2 桥式全波整流器，整流后的直流电压通过磁

10、电式测量机构示出来。面板上的刻度是已被换算成的正弦交流电压有效值，可直接进行读数。该表还兼有测量电平的功能。任务三 DA 16 型晶体管毫伏表的使用方法和注意事项 技能知识一、晶体管毫伏表操作步骤1.1. 毫伏表输入过载能力较弱，一般在使用前应把量程开关置于3V3V 以上的挡级。2.2. 接通电源后，将仪表的两根输入线短接，检查指针是否在零位上，若不指零，可调 节调零电位器，使指针指到标尺构零位上，调好零后断开短接线待用。3.3. 根据被测值，将毫伏表的转换开关旋到适当的量程挡级，若不能估算被测值大小，应先放在较高量程挡位，切忌使用低压挡春测高电压，以免严重过载损坏电表。4.4. 由于毫伏表灵

11、敏度较高，在测量毫伏级低电压时，应将量程开关先置子3V3V以上挡位，再接入被测电路。接入电路时，应注意表的接地端点应与被测电路和其它共用仪器 共地”，先夹（联）接地线，再夹（接）另一根测量线，然后再将转换 开关旋至合适的毫伏挡级进行测量。测量完毕仍应先将转换开关转回到3V3V 以上高电压挡级，然后再依次取出测量线和地线。这些措施都是为了防止干扰电压引入输 入端，影响测量的准确性以及打坏指针。5.5. 表盘上电压的标度尺共有 0 01010 和 0 03 3 两条，使用不同的量程时，应在相应的标度 尺上读数，并乘以合适的倍率。理论知识一、 交流毫伏表使用1.1. 接通电源之前，检查电源电压是否与

12、毫伏表要求的电压相同。检查毫伏表指针是否在零位上，如果不在零位，可调机械调零螺丝。2.2. 接通电源。3.3. 无法估计被测电压时，把量程开关置最大量程。4.4. 从输入端接入被测电压，根据指示数选择合适的量程。5.5. 量程开关：共分 1 1 , 3 3, 1010 , 3030, 100100 , 300mV300mV , 1 1, 3 3 , 1010 , 3030 , 300V300V 十一档级。量程开关所指示的电压档为该量程最大的测量电压。为减少测量误差，应将量程开关放在合适的量程。以使指针偏转的角度尽量大。如果测量前，无法确定被测电压的大小，量程开关 应由高量程档逐渐过渡到低量程档

13、，以免损坏设备。6.6. 数值读取：一般指针式表盘毫伏表有三行刻度线，其中第一行和第二行刻度线指示被测电压的有效值，当量程开关置于 “ 1 1 打头的量程位置时（如 1mV1mV , 10mV10mV , 0.1V0.1V , 1V1V , 10V10V）, 应该读取第一行刻度线，当量程开关置于“3 3 打头的量程位置时（如 3mV3mV , 30mV30mV , 0.3V0.3V ,3V3V , 30V30V , 300V300V ）应读取第二行刻度线。二、 晶体管毫伏表使用的注意事项1.1. 毫伏表使用前应垂直放置，因为测量精度以表面垂直放置为准。2.2. 在未接通电源的情况下先进行机械调

14、零。方法是用螺丝刀调节表头上的机械零位螺丝，使表针指准零位。再将两个输入接线端（鳄鱼夹）短路连接后，接通 220V220V 工作电源。预热数分钟，使仪表达到稳定工作状态。3.3. 毫伏表接入被测电路进行测量。接线时，先接上地线夹子，再接另一个夹子。测量完 毕拆线时要相反，先拆另一个夹子，再拆地线夹子。这样可避免当人手触及不接地的另一夹 子时，交流电通过仪表与人体构成回路，形成数十伏的感应电压，打坏表针。4.4. 在测量时，选择适当的量程，特别是使用较高灵敏度档位(mV(mV 档) )，不注意的话，容易使表头指针打坏。 如果被测电压不知道所在量程范围时，则应选择最大量程(300V)(300V)进

15、行试测，再逐渐下降到适合的量程档，测量的读数刻度一般使表针偏转至满刻度的2 2/3 3 为较好。项目实训1.1.实训内容(1). .图 9-49-4 给出一个输出电压连续可调的稳压电源，性能指标为：输出电压U U= =(+3 +12V)；最大输出电流lomax=100mA；负载电流I。=80mA；纹波电压Uop 5mV;稳压系数Sv乞5 10 (2)在保证电路正常工作后， 测出稳压电源的性能参数U0min、U0max、l0max、Sv、R)、二up和。2.2. 测量仪器和仪表数字万用表、毫伏表3.3. 测量步骤和原理(1) 输出电压与最大输出电流的测试测试电路如图 9-49-4 所示。一般情况

16、下，稳压器正常工作时，其输出电流I。要小于最大输出电流lomax,取丨0=0.5A，可算出RL=18Q,工作时R_上消耗的功率为：PL=Uolo=97.5 = 4.5W故RL取额定功率为 5W5W，阻值为 1818Q的电位器。测试时，先使RL=18。,交流输入电压为 220V220V ,用数字电压表测量的电压值就是 U U。 然后慢慢调小RL,直到 U Uo的值下降 5%5%,此时流经RL的电流就是lomax，记下lomax后，要 马上调大RL的值，以减小稳压器的功耗。(2) 稳压系数的测量按图 9-49-4 所示连接电路， 在 6=22CV时，测出稳压电源的输出电压 U U。然后调节自 耦变

17、压器使输入电压6 =242V，测出稳压电源对应的输出电压 U Uoi;再调节自耦变压器 使输入电压6 =198V，测出稳压电源的输出电压 U Uo2。则稳压系数为：iUo/U_ Uo /_220Uoi-Uo2-/AUi一242-198Uo/ Ui（3 3 ）输出电阻的测量按 9-49-4 所示连接电路，保持稳压电源的输入电压Ui=220V，在不接负载RL时测出开 路电压 U Uoi，此时丨。1=0=0，然后接上负载RL，测出输出电压 U Uo2和输出电流 1 1。2，则输出电阻 为：R _Uoi-Uo2_ Uoi-Uo21oi 1o21o2（4 4）纹波电压的测试用毫伏表观察 U U。的有效值

18、，测量 U U。的值（约几 mVmV ）。诚然，也可用示波器测得。（5 5）纹波因数的测量用交流毫伏表测出稳压电源输出电压交流分量的有效值，用万用表（或数字万用表）的直流电压档测量稳压电源输出电压的直流分量。则纹波因数为：v输出电压交流分量的有效值输出电压的直流分量整理实验数据，并与理论值进行比较。4.实训总结考核项目序号考核要求配分评分标准考核记录得分电路的搭 建i认识电路中的每个元 件5每个扣i分2电路的搭建io不能正确搭建电路扣io分毫伏表、 低频信号 发生器的使用3熟悉毫伏表各旋钮及 按键的功能和操作io不熟悉各旋钮按键 的名称和功能的各 扣2分4被测信号的输入正确i5被测信号的输入不正确扣5分5测量线路连接正确20测量线路连接不正确扣5分6仪表的正确使用i5不能正确操作扣io分7准确记录测量数据于实训报告中5错误记录测量数据于实训报告中扣5分安全文明8安全操作io测量完毕不关所用仪器扣io分9清理现场10不按要求现场清理扣10分备注：总分:任务小结回顾本次任务所学知识，强调本节课的重点与难点，加深理解与记忆。学习评价让同学独立完成学后测评试题，检验同学掌握情况，并计入平时成绩。课后作业填空题1 1 .毫伏表的电压测量范围为 _ ，共分_ 挡量程2 2万