电子测量实验报告1.doc

1、1电子测量实验报告（第一次）数字万用表的应用姓 名： 何 忠 杰 学 号： 2008550722 班 级： 08 级通信工程二班组 别： 14 号 日 期： 2011 年 10 月 29 日2实验一 数字万用表的应用一、实验目的1 理解数字万用表的工作原理；2 熟悉并掌握数字万用表的主要功能和使用操作方法。二、实验内容1 用数字万用表检测元器件电阻测量、电容测量、二极管检测、三极管检测；2 用数字万用表测量电压和电流直流电压及电流的测量、交流电压及电流的测量。三、实验仪器及器材1 低频信号发生器 1 台2 数字万用表 1 块3 功率放大电路实验板 1 块4 实验箱 1 台5 4700Pf、IN

2、4007、9018 1 套四、实验要求1 要求学生自己查阅有关数字万用表的功能和相关工作原理，了解数字万用表技术指标；2 要求学生能适当了解一些科研过程，培养发现问题、分析问题和解决问题的能力；3 要求学生独立操作每一步骤；4 熟练掌握万用表的使用方法。五、万用表功能介绍（以 UT39E 型为例）1 概述 UT39E 型数字万用表是一种功能齐全、性能稳定、结构新颖、安全可靠、高精度的手持式四位半液晶显示小型数字万用表。它可以测量交、直流电压和交、直流电流，频率，电阻、电容、三极管 值、二极管导通电压和电路短接等，由一个旋转波段开关改变测量的功能和量程，共有 28档。本万用表最大显示值为1999

3、9，可自动显示“0”和极性，过载时显示“1” ，负极性显示“” ，电池电压过低时，显示“ ”标志，短路检查用蜂鸣器。2 技术特性A 直流电压：量程为 200mV、2V、20V、200V 和 1000V 五档，200mV 档的准确度为（读数的 0.053 个字） ，2V、20V 和 200V 档的准确度为（读数的 0.13 个字）, 1000V 档的准确度为（读数的0.155 个字） ；输入阻抗，所有直流档为 10M。B 交流电压量程为 2V、20V、200V 和 750V 四档， 2V、20V 和 200V 档的准确度为（读数的 0.510 个字）, 750V 档的准确度为（读数的 0.815

4、 个字） ；输入阻抗，所有量程约为 2M；频率范围为 40Hz400Hz；显示：正弦波有效值（平均值响应） 。C 直流电流量程为 2mA、200mA 和 20A 三档，2mA 档的准确度为（读数的 0.55 个字） ，200mA 档的准确度为（读数的 0.85 个字）, 20A 档的准确度为（读数的 210 个字） 。D 交流电流量程为 2mA、200mA 和 20A 三档，2mA 档的准确度为（读数的 0.810 个字） ，200mA 档的准确度为（读数的 1.210 个字）, 20A 档的准确度为（读数的 2.510 个字） ；频率范围为 40Hz400Hz；3显示：正弦波有效值（平均值响

5、应） 。E 电阻：量程为 200、2k、20k、20M 和 200M 五档。200 档的准确度为（读数的 0.510 个字），2k、20k 和 20M 档的准确度为（读数的 0.31 个字） ，200M 档的准确度为（读数-100）的 510 个字。F 电容测试：量程为 2nF、20nF、200nF 和 20F 四档，准确度为（读数的 410 个字） ，测试信号为 400Hz 40mVrms。G 频率测量：量程为 2kHz 和 20kHz 二档，2kHz 档的准确度为（读数的 25 个字） ，20kHz 档的准确度为（读数的 1.55 个字） 。H 三极管 hFE 检测：测试条件为：VCE2.

6、8V，Ibo10A，显示值范围 01000。I 短路检测：约小于 70 时蜂鸣器发声。3 面板及操作说明（1） 显示器 ：四位半数字液晶显示屏（2） 数据保持显示：按下“HOLD”键，LCD 上保持显示当前测量值，再按一下弹起该键则退出保持显示。（3） 显示符号：“ ”为数据保持提示符， “”表示显示负的读数， “ ”为电池欠压提示符，“hFE”为晶体管放大倍数提示， “”为温度摄氏符号， “ ”为二极管测量提示符， “ ”为电路通断测量提示符， “ ”为高压提示符。（4） 电源开关 ：按下“POWER” ，则接通电源，弹起则关断。（5） 电容测量插座 ：测量电容时，将电容引脚插入插座中。（6

7、） 功能量程开关 ：选择不同的测量功能和量程。（7） “A”插孔（不能测量大于 20A 电流） ：当测量大于 200mA、小于 20A 的交、直流电流时，红表笔应插入此 20A 电流插孔。（8） “mA”插孔 ：当测量小于 200mA 的交、直流电流时，红表笔应插入此电流插孔。（9） “V Hz”插孔 ：当测量交、直流电压、频率、电阻、二极管和短路检测时，红表笔应插入此插孔。（10） 接地公共端“COM”插孔 ：黑表笔始终插入此接地插孔中。（11） hFE 测试插座 ：将被测三极管的集电极、基极和发射极分别插入“C” 、 “B”、 “E”插孔内，注意区分三极管是 NPN 型还是 PNP 型。4

8、 使用方法（1） 准备：按下电源开关，观察液晶显示是否正常，有否电池缺电标志出现，若有则要先更换电池。（2） 使用（A） 交、直流电流的测量根据测量电流的大小选择适当的电流测量量程和红表笔的插入孔，测量直流时，红表笔接触电压高一端，黑表笔接触电压低的一端，正向电流从红表笔流入万用表，再从黑表笔流出，当要测量的电流大小不清楚的时候，先用最大的量程来测量，然后再逐渐减小量程来精确测量。（B） 交、直流电压的测量红表笔插入“V Hz”插孔中，根据电压的大小选择适当的电压测量量程，黑表笔接触电路“地”端，红表笔接触电路中待测点。特别要注意，数字万用表测量交流电压的频率很低（40400Hz） ，中高频率

9、信号的电压幅度应采用交流毫伏表来测量。（C） 电阻的测量红表笔插入“V Hz”插孔中，根据电阻的大小选择适当的电阻测量量程，红、黑两表笔分别接触电阻两端，观察读数即可。特别是，测量在路电阻时（在电路板上的电阻） ，应先把电路的电源关断，4以免引起读数抖动。禁止用电阻档测量电流或电压（特别是交流 220V 电压） ，否则容易损坏万用表。另外，利用电阻档还可以定性判断电容的好坏。先将电容两极短路（用一支表笔同时接触两极，使电容放电） ，然后将万用表的两支表笔分别接触电容的两个极，观察显示的电阻读数。若一开始时显示的电阻读数很小（相当于短路） ，然后电容开始充电，显示的电阻读数逐渐增大，最后显示的电

10、阻读数变为“1” （相当于开路） ，则说明该电容是好的。若按上述步骤操作，显示的电阻读数始终不变，则说明该电容已损坏（开路或短路） 。特别注意的是，测量时要根电容的大小选择合适的电阻量程，例如47F 用 20k 档，而 4.7F 则要用 2M 档等等。（D） 二极管导通电压检测在这一档位，红表笔接万用表内部正电源，黑表笔接万用表内部负电源。红表笔接被测二极管阳极，黑表笔接被测二极管阴时，被测二极管正向导通，万用表显示二极管的正向导通电压，单位是mV。通常好的硅二极管正向导通电压应为 500mV800mV，好的锗二极管正向导通电压应为200mV300mV。假若显示“000” ，则说明二极管击穿短

11、路，假若显示“1” ，则说明二极管正向不通。若反接，被测二极管反向截止，应显示“1” ，若显示“000”或其它值，则说明二极管已反向击穿。此档也可以用来判断三极管的好坏以及管脚的识别。测量时，先将一支表笔接在某一认定的管脚上，另外一支表笔则先后接到其余两个管脚上，如果这样测得两次均导通或均不导通，然后对换两支表笔再测，两次均不导通或均导通，则可以确定该三极管是好的，而且可以确定该认定的管脚就是三极管的基极。若是用红表笔接在基极，黑表笔分别接在另外两极均导通，则说明该三极管是 NPN 型，反之，则为 PNP 型。最后比较两个 PN 结正向导通电压的大小，读数较大的是 be 结，读数较小的是 bc

12、 结，由此集电极和发射极都识别出来了。（E） 三极管值 hFE 测试首先要确定待测三极管是 NPN 型还是 PNP 型，然后将其管脚正确地插入对应类型的测试插座中，功能量程开关转到 hFE 档，即可以直接从显示屏上读取 hFE 值，若显示“000” ，则说明三极管已坏。（F） 短路（通断）检测将功能、量程开关转到“ ”位置，两表笔分别接测试点，若有短路（电阻约小于 70） ，则蜂鸣器会响。六、实验步骤1 用数字万用表检测元器件11 电阻测量：正确选择量程，测量功率放大电路实验板上电阻 1R5、1R7 和电位器 W1 的阻值。 （填表 1-1）12 电容检测：正确选择量程，测量给定电容的电容量。

13、 （填表 1-1）13 二极管检测：正确选取档位，检测给定二极管 1D1、1D2 的好坏。 （填表 1-1）14 三极管检测：正确选取档位，检测给定三极管 BG2、BG3 的好坏。 （填表 1-1）2 用数字万用表测量电压和电流21 直流电压测量：正确选取档位，测量实验箱上直流电源电压 Vcc、 。 （填表 1-2）22 直流电流测量：正确选取档位，测量集成功放电路静态时的总电流 I。 （填表 1-2）23 交流电压测量：用信号发生器按表 1-3 所列频率输出幅度为 300mVp_p 正弦波加到集成功放输入端 Vin，正确选取万用表交流电压档测量 Vin。 （填表 1-3）24 交流电流测量：

14、用信号发生器按表 1-3 所列频率输出幅度为 300mVp_p 正弦波加到集成功放输入端 Vin，正确选取万用表交流电流档测量 Iin，并计算输入阻抗。 （填表 1-3）3 频率测量用信号发生器按表 1-4 所列频率输出幅度为 1Vp_p 正弦波，用万用表测量其频率，若以信号发生器显示频率为实际值，计算测量的绝对误差和相对误差。 （填表 1-4）4 数字万用表检波类型判别自己设计一个实验方案来判别数字万用表测交流电压时的检波类型。5七、预习与思考题1 交流电压的测量方法有哪几种？答：交流电压的测量方法很多，其中最主要的是用检波器吧交流电压转换为直流电压，然后再接到直流电压表进行测量。根据检波特

15、性不同，有峰值检波、平均值检波和有效值检波，相应的电压表成为峰值电压表、平均值电压表和有效值电压表。2 DVM 有哪些特点？DVM 的测量误差如何计算？答：特点：1.测量结果以数字形式直接显示；2.准确度高；3.用量程显示位数以及超量程能力来反映它的测量范围；4.分辨力高；5.测量速度快；6.输入阻抗高；7.抗干扰能力强。测量误差：U=a % Uxb % UmU=a % Ux几个字3 DVM 的适用频率范围是多少？答：010MHz。八、实验报告要求1 每个学生 1 份实验报告；2 根据实验 1.1-1.4，说明用万用表检测各种常用元器件的方法；答：电阻的测量：将量程打到电阻挡，选取合适的量程后

16、测量；电容的测量：可直接将电容引脚插入插座中测量；二极管的测量：将量程打到 ，直接测量；三极管的测量：先将一支表笔接在某一认定的管脚上，另外一支表笔则先后接到其余两个管脚上，如果这样测得两次均导通或均不导通，然后对换两支表笔再测，两次均不导通或均导通，则可以确定该三极管是好的，而且可以确定该认定的管脚就是三极管的基极。若是用红表笔接在基极，黑表笔分别接在另外两极均导通，则说明该三极管是 NPN 型，反之，则为 PNP 型。最后比较两个 PN 结正向导通电压的大小，读数较大的是 be 结，读数较小的是 bc 结。功能量程开关转到 hFE 档，即可以直接从显示屏上读取 hFE 值。3 根据实验 1

17、.5-1.6，从减小测量误差角度说明如何选取量程；答：万用表测量中，为了得到比较高的测量精度，在测电压、电流时，应该选择合适的量程，尽量让指针指到最大量程刻度附近；在测电阻时，选择量程，使指针指到刻度的中间位置。4 回答思考题。九、实验注意事项1 实验前要求签到，并按签到号对号入座；2 注意正确选择量程及红表笔插孔。对未知量进行测量时，应首先把量程调到最大，然后从大向小调，直到合适为此。若显示“1” ，表示过截，应加大量程。3 不测量时，应随手关断电源。4 改变量程时，表笔应与被测点断开。5 测量电流时，切忌过载。6 不允许用电阻档和电流档测电压。表 1-1 电阻、电容、二极管及三极管的检测6

18、序号 项 目 选取档位 操作及显示描述 结果/结论测量 1R5 200 直接测量面板上电阻 1R5，10.34，面板上指示为 10。 误差：3.4%测量 1R7 20K 测量结果为 5.033K,面板上指示为 5.1K。 误差：13.1%11 测量 W12M滑动变阻器指示为 0100K，测量最大和最小值为：170K72.7K，测量的为三个电阻阻值，另外两个为 47k 和 27K，所以测量电阻值为-1.396K。误差：4%检测 2C1 20nF 直接将引脚插入插座中，测量结果为 4.721nF,指示为 4.72nF。误差：0.02%12检测 2C2检测 1D1 测量结果为：513.5mV。13检

19、测 1D2检测 BG2 先将一直表笔接在某一认定的管脚上，两外一支表笔先后接到其余两个管脚，得：774.1mV和 766.5mV，所以为 NPN，中间的为基极，hFE值为：121.2。14检测 BG3表 1-2 直流电压及直流电流测量序号 项目 测量 1（+5V） 测量（+9V） 测量（+12V）1 选取万用表电压档位 20V 20V 20V2 直流电源输出 U（V） 4.982V 9.005V 11.940V3 选取万用表电流档位 200mA 200mA 200mA4 集成功放电路静态时总电流 I（mA） 11.5mA 20.09mA 26.48mA5 集成功放电路静态功耗 P（W） 57.

20、293mW 180.91mV 316.171mV表 1-3 交流电压及交流电流测量信号发生器输出电压 u（mVp_p） 300序号 信号频率（Hz）选取万用表电压档位万用表指示Vin 值（V）选取万用表电流档位万用表指示Iin 值（mA）输入阻抗（ ）1 50 2 105.4 mV 2 0.004 mA 263502 100 2 104.8 mV 2 0.002 mA 524003 200 2 104.4 mV 2 0 无穷大4 400 2 103.7 mV 2 0 无穷大5 500 2 103.4 mV 2 0 无穷大6 600 2 103.1 mV 2 0 无穷大7 1k 2 101.8

21、mV 2 0 无穷大8 5k 2 87.2 mV 2 0 无穷大表 1-4 频率测量信号发生器输出电压 u（Vp_p） 1序号 信号频率（Hz）选取万用表频率档位 万用表指示 f 值（Hz）绝对误差 相对误差1 50 2 KHz 50.5 Hz 0.5 Hz 10%2 500 2 KHz 501.1 Hz 1.1 Hz 0.22%3 1000 2 KHz 1002.3 Hz 2.3 Hz 0.23%4 2000 20 KHz 2.005 KHz 0.005 KHz 0.25%75 5000 20 KHz 5.005 KHz 0.005 KHz 0.05%6 10000 20 KHz 10.015 KHz 0.015 KHz 0.075%7 20000 20 KHz 超量程十：实验心得：本次实验的主要任务是熟悉并掌握数字万用表的主要功能和使用操作方法。这次电子测量实验让我收获很多，锻炼了自己的动手能力，也让我对实验产生深厚的兴趣。