《电子技能实训》

项目一 : 常用测试仪器仪表的使用 任务一：万用表和示波器的使用

电子技能实训

任务描述

在元件检测、电子整机组装和调试电子产品的过程中，不可避免要用到很多检测用的仪器仪表，正确使用各种测量仪器，是从事电子产品制造和维修工作的技术人员必须掌握的技能。

该项目我们采用一体化教学方法进行，首先了解本项目的学习内容。

电子技能实训

掌握万用表的种类、用途与特点；掌握示波器的种类、用途与特点；

技能目标

电子技能实训

1.1 万用表简介1.2 示波器简介1.3 任务实施

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1.1 万用表简介

万用表是一种多功能、多量程的便携式电工电子仪表。万用表的使用范围很广，它可以测量电阻、电流和电压等参数，有些万用表还可测量电容、电感、功率、晶体管共射极直流放大系数 hFE 等。万用表在电子、电气产品的维修中是不可缺少的测量工具，它的结构简单，使用也很方便。 所以万用表是我们电工电子专业的必备的仪表之一。

相关知识

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根据测量原理及测量结果显示方式的不同，万用表分为两大类：模拟式（指针）万用表和数字式万用表。

数字式万用表指针式万用表

一、万用表分类

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二、指针式万用表 指针式万用表的型式很多，但基本结构是类似的。指针式万用表的结构主要由表头、转换开关 ( 又称选择开关 ) 、测量线路等三部分组成。

转换开关

表 头 表 笔

是测量的显示装置

选择被测电量的种类和量程（或倍率）

1. 指针式万用表结构

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刻度盘共有六条刻度，第一条专供测电阻用，第二条供测交直流电压，直流电流之用，第三条供测晶体管放大倍数用，第四条供测量电容之用，第五条供测电感之用，第六条供测音频电平。

表头表头

万用表的表头实际上是一个灵敏电流计。刻度盘与档位盘印制成红、绿、黑三色，使用时读数便捷。

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刻度盘上装有反光镜，以消除视差。左图有视差。读数时，眼睛应垂直于表面观察表。如果视线不垂直，将会产生视差，使得读数出现误差。

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1 ）交流电压的测量将万用表的转换开关置于合适量程的交流电压挡，万用表两表笔和被测电路或负载并联即可。

（（ 11 ））测量电压

2. 指针式万用表的使用方法

将万用表的转换开关置于合适量程的直流电压挡 V ，且“ +”

表笔（红表笔）接到高电位处，“ -” 表笔（黑表笔）接到低电位处，即让电流从“ +” 表笔流入，从“ -” 表笔流出。若表笔接反，表头指针会反方向偏转，容易撞弯指针。

2 ）直流电压的测量

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测量直流电流时，将万用表的转换开关置于合适量程上，电流的量程选择和读数方法与电压一样。

测量时必须先断开电路，然后按照电流从“ +” 到“ -” 的方向，将万用表串联到被测电路中，即电流从红表笔流入，从黑表笔流出。

如果误将万用表与负载并联，则因表头的内阻很小，会造成短路烧毁仪表。

（ 2 ）测量电流

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（ 3）测量电阻 用万用表测量电阻时，应按下列方法操作：a 、初步估计性测量，选择合适的倍率挡。由于万用表欧姆挡的刻度线是不均匀的，所以倍率挡的选择应使指针停留在刻度线较稀的部分为宜，且指针越接近刻度尺的中间，读数越准确。一般情况下，应使指针指在刻度尺的 1/3~2/3间。

欧姆挡

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测量电阻之前，应将 2 个表笔短接，同时调节“欧姆（电气）调零旋钮”，使指针刚好指在欧姆刻度线右边的零位。如果指针不能调到零位，说明电池电压不足或仪表内部有问题。并且每换一次倍率挡，都要再次进行欧姆调零，以保证测量准确。

b 、欧姆调零

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c、测量 将万用表的 2 表笔 ( 不分正、负 ) 分别接被测电阻的两端，或跨接于被测电路的两端进行测量。 测量电路板上的在路电阻时，应将被测电阻的一端从电路板上焊开，然后再进行测量。否则由于电路中其他元器件的影响，测得的电阻值误差将很大。应该注意的是，测量电路中的电阻时应先切断电路电源，如电路中有电容应先行放电。 由于万用表的电阻挡必须使用直流电源，因此，使用前应给万用表装上电池。测量电压和电流可以不装电池。 d 、读数 表头的读数乘以倍率，就是所测电阻的电阻值。

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先转动开关至晶体管调节 ADJ 位置上，将红黑测试棒短接，调节欧姆电位器，使指针对准 300 hFE 刻度线上。

4. 晶体管直流参数 hFE 的测量

hFE

管座

晶体管直流参数 hFE 的读数：205

然后转动开关到 hFE 位置，将要测的晶体管脚分别插入晶体管测试座的 ebc管座内，指针偏转所示数值约为晶体管的直流放大倍数值。N 型晶体管应插入 N 型管孔内， P 型晶体管应插入 P 型管孔内。

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1. 使用万用表之前，必须熟悉万用表的使用方法、测量原理、待测量种类和量程，核对转换开关、插孔是否正确。2. 万用表使用前，先机械调零。3. 选择量程时，要先选大的，后选小的，尽量使被测值接近于量程。4. 在测电流、电压时，不能带电换量程。5. 测电阻时，不能带电测量。因为测量电阻时，万用表由内部电池供电，如果带电测量则相当于接入一个额外的电源，可能损坏表头。6. 测量完毕，将量程选择开关拨到最高档位置，防止下次测量时不慎将表烧坏。

3. 万用表使用的注意事项相关知识

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测电压时，必须把黑表笔插于 COM

孔，红表笔插于 V 孔，如右图红色框所示若测直流电压，则将指针打到如右图所示直流档位

若测交流电压，则将指针打到如左图所示交流电压档位

1. 电压档的使用与注意事项

三、数字式万用表相关知识

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(1) 如果不知道被测电压范围，将功能开关置于大量程并逐渐降低量程 ( 不能在测量中改变量程 ) 。

(2) 如果显示“ 1” ，表示过量程，功能开关应置于更高的量程。

(3) 在使用万用表过程中，不能用手去接触表笔的金属部分 ，这样一方面可以保证测量的准确，另一方面也可以保证人身安全。

电压档的使用与注意事项相关知识

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如下图方框所示，万用表电流档分为交流档与直流档两个，当测量电流时，必须将万用表指针打到相应的档位上才能进行测量。

交流档 直流档

2. 电流档的使用与注意事项相关知识

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电流档的使用与注意事项

在测量电流时，若使用 mA 档进行测量，须把万用表黑表笔插在 COM孔上，把红表笔插在 mA 档上，如右图方框所示；

若使用 10A 档进行测量，则黑表笔不变，仍插在 COM孔上，而把红表笔拔出插到 10A孔上，如左图方框所示。

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电流测量注意事项

(1) 如果使用前不知道被测电流范围，将功能开关置于最大量程并逐渐降低量程 ( 不能在测量中改变量程 ) 。(2) 如果显示器只显示“ 1” ，表示过量程，功能开关应置于更高量程。(3) 表笔插孔上表示最大输入电流为 10A ，测量过大的电流将会烧坏保险丝。

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3. 二极管档的使用与注意事项

将万用表指针打到如左图方框所示二极管档，黑表笔插于 COM孔，红表笔插于 V

孔。此档位除了可测量二极管外，还可用于测量三极管、编码开关、线路是否连通等。

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4. 电阻档的使用与注意事项

将万用表指针打到如左图方框所示电阻档，黑表笔插于 COM孔，红表笔插于 V 孔，再对被测电阻阻值进行测量。

如果被测电阻值超出所选择量程的最大值，将显示过量程“ 1” ，应选择更高的量程，对于大于 1 MΩ 或更高的电阻，要几秒钟后读数才能稳定，对于高阻值读数这是正常的。

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5.hFE 档的使用与注意事项

此档位主要是用于测三极管的放大倍数 β 值，在测量之前，须先确定三极管是 PNP 型或 NPN 型，同时确定各脚极性。

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示波器是一种常用的电子测量仪器，可以用来观测各种不同电信号的幅度随时间变化的波形曲线，还可以用来测定各种电量，如电压、电流、频率、周期、相位、失真度等。

1.2 示波器相关知识

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示波器可分为两大类：模拟式示波器和数字式示波器。

一、示波器的种类

模拟式示波器 数字式示波器

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VOLTS/DIV VOLTS/DIVA TIME/DIV

显示区

水 平垂 直 触 发

二、双踪示波器 YB4340G

显示区：电源、示波管及其调节本机校准信号

垂直区：CH1CH2

水平区：A 方式A TIME

触发区：使信号稳定

1. 示波器面板

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2. 显示区（波形显示）

0%

10090

10

辉度＋聚焦：波形清晰可见

校准信号：1kHz2Vp-p

亮度适中，不宜过亮或过暗

光点越小读数越精确

可使扫描基线处于水平

测量信号前的显示校准：这个步骤的目的是要使扫描线的长度代表准确的时间值，使扫描线的高度代表准确的电压值。

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3. 垂直区（幅值）

AC ：只观测交流分量DC ：交流加直流量

选择显示通道

调节零电平基准线

置于校准位置，读数准确

屏幕每大格的电压值

波形上下移动

双踪显示方式选择 , 交替 /断续

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4.水平区（时间）

置于校准位，读数才准确

屏幕每大格的时间值

波形水平移动便于读周期

CH1 － XCH2 － Y

扩展之后，精度提高 5 倍

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5.触发区（波形稳定）触发

电平释抑

最小

自动 常态 复位

单次 准备触发耦合

AC高频抑制TVDC

触发源CH1

CH2电源外接

极性

X-Y

交替触发

与所用通道一致

按下

通常置于“最小”测高频信号时调稳定

锁定

按下

调波形稳定

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6.探头

信号源

信号正极

信号负极

组成：①探极 ( 探针 + 挂钩 ) ② 接地夹 ( 鳄鱼夹 )使用： X1 示波器读数即最后结果； X10 示波器读数 X10后得到最后结果接线：

衰减开关×1 不衰减×10衰减 10 倍

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当在 X ， Y 偏转板上都加正弦信号，两正弦信号频率成简单整数比时，屏上会出现一个稳定的闭合图形，这个稳定的闭合图形就叫做李萨如图形。

三、示波器的应用

1.李萨如图形介绍

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李萨如图形与振动频率之间的关系：

Nx 表示 x 方向切线对图形的切点数， Ny 表示 y 方向切线对图形的切点数。如果 或 中有一个是已知的，则可由李萨如图形和上面的公式求出另一个未知频率。

x

y

f

f

y

x

NY

NX

数方向切线对图形的切点数方向切线对图形的切点

三、示波器的应用

xf yf

调节信号发生器的频率，使屏上波形相当 ,变化稳定，由此可求出被测频率 fx 。（被测信号由信号源背板提供，要清楚示波器哪一个通道接的是被测频率）

在示波管的 X ， Y 偏转板上加上正弦电压，合成后，当两电压信号频率成简单整数比时，屏上则显示出一系列不同的封闭图形（李萨茹图形）。

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1.3 任务实施

【项目实施器材】（ 1 ）指针式万用表和数字式万用表 1 台 /组。（ 2 ）低频信号发生器 1 台 /组。（ 3 ）双踪示波器 1 台 /组。（ 4）直流稳压电源 1 台 /组。

任务实施电子技能实训

1. 用万用表测量直流稳压电源的输入电压值和输出电压值。（ 1）将直流稳压电源通电预热。（ 2）调节直流稳压电源面板上的输出旋钮，使其输出电压为某个预定值（如 12V）。（ 3）测量直流稳压电源的输出电压值（将万用表置于 DC20V档）。（ 4）改变直流稳压电源的输出电压，再用万用表测量。

一、直流稳压电源和万用表的综合使用

任务实施

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2.按表所示，将直流稳压电源的电压输出调节到表中各个值，分别用指针式万用表和数字式万用表测量，将测得的数据填入表 1.1 中，并进行误差原因分析。

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二、正弦信号的测量

将低频信号发生器输出端与示波器的 y 轴输出端相连。开机后，调节信号发生器的输出频率和电压值如表所示，调节示波器，使屏幕上显示出稳定的正弦波形，测量出正弦波的幅值和周期，把测量数据填入 1.2 中。

任务实施电子技能实训

三、用李萨如图形测量信号的频率

将作为标准信号源的低频信号发生器接入示波器的 x 通道，把作为被测信号源的信号发生器接入示波器的 y 通道。调节作为标准信号源的信号发生器，使之输出频率分别为 50Hz 、 500Hz 、1kHz 、 3kHz ，在相应的调节作为被测信号源的信号发生器，调节示波器使屏

幕上显示出稳定的李萨如图形。画出相应的李萨如图形，算出被测量信号频率值，填入表 1.3 中。

任务实施电子技能实训

实训报告要求： （ 1）从指针偏转位置的角度解释用模拟万用表测量电流、电压、电阻时，应如何选择量程，才能使测量误差较小。 （ 2）示波器都有哪些测量功能。 （ 3）记录测量数据。 （ 4）写出实训体会。

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