電工儀表與測(cè)量第九章課件

1、第九章1.掌握數(shù)字式頻率計(jì)的工作原理和使用方法；2.掌握數(shù)字式電壓表的工作原理和使用方法；3.掌握數(shù)字式萬(wàn)用表的工作原理和使用方法。1.學(xué)會(huì)利用數(shù)字式頻率計(jì)進(jìn)行測(cè)量；2.學(xué)會(huì)利用數(shù)字式電壓表進(jìn)行測(cè)量；3.學(xué)會(huì)利用數(shù)字式萬(wàn)用表進(jìn)行測(cè)量。一、數(shù)字式頻率計(jì)測(cè)頻原理二、E434B1型頻率計(jì)數(shù)器簡(jiǎn)介一、直流DVM的組成與分類二、雙積分式DVM的工作原理與特點(diǎn)三、數(shù)碼顯示器四、數(shù)字式電壓表的主要工作特性一、數(shù)字式萬(wàn)用表的構(gòu)成和基本工作原理第九章二、數(shù)字式萬(wàn)用表使用一、基本信息二、您對(duì)本書的意見(jiàn)及建議三、您近期的著書計(jì)劃3.學(xué)會(huì)利用數(shù)字式萬(wàn)用表進(jìn)行測(cè)量。(1)通用計(jì)數(shù)器是一種具有測(cè)量頻率和時(shí)間(周期)兩種以

2、上功能的電子計(jì)數(shù)器。(2)頻率計(jì)數(shù)器是指具有測(cè)量頻率單一功能的電子計(jì)數(shù)器。(3)其他計(jì)數(shù)器包括特種計(jì)數(shù)器、程序計(jì)數(shù)器、計(jì)算計(jì)數(shù)器等。一、數(shù)字式頻率計(jì)測(cè)頻原理1.基本組成和原理圖9-1數(shù)字式頻率計(jì)基本組成框圖2.測(cè)頻誤差3.等精度測(cè)量原理簡(jiǎn)介一、數(shù)字式頻率計(jì)測(cè)頻原理圖9-2等精度測(cè)量原理計(jì)數(shù)圖二、E434B1型頻率計(jì)數(shù)器簡(jiǎn)介圖9-3E434B1型頻率計(jì)數(shù)器原理框圖1.工作原理2.主要技術(shù)性能(1)測(cè)頻范圍1Hz100MHz。(2)輸入方式AC。(3)波形方式正弦波、脈沖波。二、E434B1型頻率計(jì)數(shù)器簡(jiǎn)介(4)測(cè)量顯示單位kHz。(5)靈敏度30mV(Urms=10mV)。(6)衰減范圍1，20

3、。(7)閘門時(shí)間0.1s，1s，10s。(8)晶振標(biāo)準(zhǔn)頻率10MHz。3.使用方法(1)開(kāi)啟電源按下電源開(kāi)關(guān)，整機(jī)電源接通。(2)選擇衰減量根據(jù)待測(cè)信號(hào)幅度大小，通過(guò)衰減選擇鍵選擇適當(dāng)?shù)乃p量。(3)接入信號(hào)待測(cè)信號(hào)通過(guò)專用傳輸線直接接入頻率計(jì)輸入端。(4)選擇閘門時(shí)間根據(jù)實(shí)際測(cè)量需要，選擇適當(dāng)?shù)拈l門時(shí)間。二、E434B1型頻率計(jì)數(shù)器簡(jiǎn)介(5)濾波選擇鍵當(dāng)被測(cè)信號(hào)功率較大，噪聲也較大時(shí)，可按下此鍵以抑制噪聲干擾；本鍵釋放時(shí)為正常測(cè)量。(6)LED數(shù)碼顯示器測(cè)量結(jié)果由9位LED數(shù)碼管顯示，小數(shù)點(diǎn)自動(dòng)定位，顯示單位為kHz。一、直流DVM的組成與分類圖9-4直流DVM組成方框圖1)輸入被測(cè)模擬量直

4、流電壓。2)A-D轉(zhuǎn)換器將模擬量直流電壓變換成數(shù)字量脈沖輸出。3)計(jì)數(shù)器檢測(cè)脈沖數(shù)，由譯碼顯示電路以數(shù)字形式顯示出被測(cè)電壓值。一、直流DVM的組成與分類表9-1直流DVM(A-D轉(zhuǎn)換器)的分類非積分式比較式伺服控制式、逐次比較式、零平衡式斜波電壓式線性斜波式、階梯斜波式積分式電壓反饋型UF轉(zhuǎn)換式、雙斜積分式、多斜積分式復(fù)合式二、雙積分式DVM的工作原理與特點(diǎn)1.工作原理圖9-5雙積分式DVM的工作原理a)原理b)工作波形(當(dāng)0)(1)準(zhǔn)備階段(t0t1)由邏輯控制電路首先將電子開(kāi)關(guān)S4接通，S1、S2和S3斷開(kāi)，由A1、R、C組成的積分器輸出電壓Uo=0，二、雙積分式DVM的工作原理與特點(diǎn)計(jì)數(shù)

5、器清零，整個(gè)電路處于休止?fàn)顟B(tài)，顯示器顯示前一個(gè)測(cè)量周期的結(jié)果。(2)采樣階段(t1t2)這一階段對(duì)被測(cè)直流電壓進(jìn)行定時(shí)積分。(3)比較階段(t2t3)這一階段對(duì)基準(zhǔn)電壓進(jìn)行定值反向積分。2.工作特點(diǎn)1)抗干擾能力強(qiáng)。2)對(duì)積分元器件及時(shí)鐘信號(hào)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確度要求大為降低，只要求在兩次積分時(shí)間內(nèi)足夠穩(wěn)定即可。3)測(cè)量靈敏度高。4)測(cè)量速度慢是其主要缺點(diǎn)。四、數(shù)字式電壓表的主要工作特性1.測(cè)量范圍(1)量程DVM中A-D轉(zhuǎn)換器的輸入電壓范圍一般即是其基本量程，常見(jiàn)的有0.2V、1V、2V、5V或10V等。(2)顯示位數(shù)DVM的位數(shù)是指能完整顯示09的十進(jìn)制數(shù)碼位數(shù)。(3)超量程能力超量程能力反映了

6、DVM的基本量程和最大計(jì)數(shù)容量的關(guān)系，是DVM的重要特性，一般用超過(guò)量程的百分?jǐn)?shù)表示。2.分辨力3.測(cè)量速率4.輸入阻抗5.測(cè)量誤差(1)固有誤差四、數(shù)字式電壓表的主要工作特性(2)附加誤差DVM的附加誤差是指由其輸入阻抗RiCi和輸入零電流Io以及環(huán)境溫度變化引起的測(cè)量誤差。6.抗干擾能力一、數(shù)字式萬(wàn)用表的構(gòu)成和基本工作原理圖9-6基本數(shù)字萬(wàn)用表原理框圖1. ACDC轉(zhuǎn)換2. IV轉(zhuǎn)換3. RV轉(zhuǎn)換一、數(shù)字式萬(wàn)用表的構(gòu)成和基本工作原理圖9-7數(shù)字化測(cè)量?jī)x器綜合結(jié)構(gòu)示意圖二、數(shù)字式萬(wàn)用表使用1. UT60B型DMM主要技術(shù)特性(1)直流電壓測(cè)量量程：400mV/4V/40V/400V/1000

7、V；基本精度：(0.8%+1)即：(0.8%讀數(shù)+1字)，下同。(2)交流電壓測(cè)量量程：4V/40V/400V/750V；基本精度：(1%+5)；頻寬：400Hz。(3)直流電流測(cè)量量程：400A/4000A/40mA/400mA/4A/10A；基本精度：。(4)交流電流測(cè)量量程：400A/4000A/40mA/400mA/4A/10A；基本精度：頻寬：40400Hz。(5)電阻測(cè)量量程：400/4k/40k/400k/4M/40M；基本精度：(1%+2)；自動(dòng)量程時(shí)的開(kāi)路電壓約為0.45V。二、數(shù)字式萬(wàn)用表使用(6)電容測(cè)量量程：40nF/400nF/4F/40F/100F；基本精度：(3%

8、+5)。(7)頻率和占空比測(cè)量1)頻率。2)占空比。(8)二極管和電路通斷測(cè)量1)二極管。2)通斷固定量程：400.0；分辨力：0.1；開(kāi)路電壓：約0.45V；蜂鳴器連續(xù)發(fā)聲：70時(shí)。2. UT60B型DMM面板二、數(shù)字式萬(wàn)用表使用圖9-8UT60B型DMM面板示意圖1自鎖型電源開(kāi)關(guān)2功能開(kāi)關(guān)3測(cè)量輸入插孔4復(fù)合功能擋功能選擇鍵5顯示保持/背光控制鍵6相對(duì)值顯示鍵7頻率/占空比顯示轉(zhuǎn)換鍵8自動(dòng)/手動(dòng)量程切換鍵9LCD顯示器二、數(shù)字式萬(wàn)用表使用(1)POWER鍵自鎖型電源開(kāi)關(guān)，用于控制整機(jī)電源。(2)功能開(kāi)關(guān)用于選擇本儀表測(cè)量功能。1)擋：交/直流電壓測(cè)量。2)擋：電阻/電路通斷(帶蜂鳴器)/二

9、極管(正向壓降)測(cè)量。3)擋：電容量測(cè)量。4)Hz擋：頻率測(cè)量。5)A擋：交/直流電流測(cè)量。6)mA擋：交/直流電流測(cè)量。7)A擋：交/直流電流測(cè)量。(3)測(cè)量輸入插孔1)COM插孔：公共(負(fù)極)輸入端。二、數(shù)字式萬(wàn)用表使用2)HzV插孔：測(cè)量電壓、頻率/占空比、電阻、二極管、電路通斷和電容的正極輸入端，插入紅表筆。3)AmA插孔：測(cè)量A電流、mA電流時(shí)的正極輸入端，插入紅表筆。4)10AMAX插孔：測(cè)量A電流時(shí)正極輸入端，最大限制為10A，插入紅表筆。(4)SELECT(藍(lán)色)鍵：復(fù)合功能擋功能選擇鍵。(5)HOLDH 鍵顯示保持/背光控制鍵。1)按HOLD鍵使儀表保持顯示當(dāng)前顯示值，再按一

10、下則退出顯示保持。2)當(dāng)按HOLD鍵超過(guò)2s時(shí)，可往復(fù)開(kāi)、關(guān)背光。(6)REL鍵相對(duì)值顯示鍵。二、數(shù)字式萬(wàn)用表使用(7)Hz%鍵頻率/占空比顯示轉(zhuǎn)換鍵。1)在Hz擋測(cè)量頻率時(shí)，按Hz%鍵可以往復(fù)選擇顯示頻率或占空比。2)在電壓、電流測(cè)量時(shí)，按Hz%鍵可選擇進(jìn)入頻率/占空比測(cè)量顯示，此時(shí)對(duì)電壓、電流信號(hào)的要求及頻率測(cè)量范圍見(jiàn)表9-2。(8)RANGE鍵自動(dòng)/手動(dòng)量程切換鍵。二、數(shù)字式萬(wàn)用表使用表9-2電壓、電流信號(hào)要求及頻率測(cè)量范圍量程信號(hào)要求頻率范圍4V10V5Hz10kHz40V50V5Hz20kHz400V45V45Hz4kHz1000V/750V420V45Hz16kHzmA45mA5H

11、z5kHzA4A45Hz1kHz二、數(shù)字式萬(wàn)用表使用圖9-9UT60B型DMM顯示屏(9)LCD顯示器用于顯示萬(wàn)用表的功能、狀態(tài)及測(cè)量結(jié)果，如圖9-9所示。二、數(shù)字式萬(wàn)用表使用1)AC：交流信號(hào)測(cè)量。2)-：表示被測(cè)信號(hào)為負(fù)極性。3) AUTO ：自動(dòng)量程測(cè)量。4)%：占空比測(cè)量。5) H ：顯示保持的數(shù)據(jù)。6)：相對(duì)值測(cè)量。7)：電池電量不足。8)：二極管測(cè)試。9)：電路通斷測(cè)試。10) k M：電阻單位。11)nF F：電容單位。12)Hz kHz MHz：頻率單位。二、數(shù)字式萬(wàn)用表使用13)mV V：電壓?jiǎn)挝弧?4)A mA A：電流單位。15)8.8.8.8：測(cè)量結(jié)果顯示數(shù)值及小數(shù)點(diǎn)。

12、16)OL：溢出。(10)其他功能1)蜂鳴器：當(dāng)HOLD、REL、RANGE、Hz%及SELECT等按鍵操作而改變功能時(shí)，蜂鳴器發(fā)出單響聲。2)自動(dòng)關(guān)機(jī)：正常開(kāi)機(jī)狀態(tài)下，當(dāng)連續(xù)超過(guò)30min無(wú)功能開(kāi)關(guān)切換或按鍵操作時(shí)，顯示器將消隱顯示，萬(wàn)用表進(jìn)入微功耗休眠狀態(tài)；切換功能開(kāi)關(guān)或操作按鍵都可喚醒儀表重新工作。3.UT60B型使用及注意事項(xiàng)(1)直流或交流電壓測(cè)量二、數(shù)字式萬(wàn)用表使用1)將紅表筆插入“HzV”插孔，黑表筆插入“COM”插孔。2)將功能開(kāi)關(guān)置于V擋，按SELECT鍵選擇直流或交流電壓測(cè)量(初始設(shè)置為直流)，并將表筆并聯(lián)到待測(cè)電源或負(fù)載上。3)從顯示器上讀取測(cè)量結(jié)果。(2)直流或交流電流

13、測(cè)量1)將紅表筆插入“AmA”或“10A”插孔，黑表筆插入“COM”插孔。2)將功能開(kāi)關(guān)置于A、mA或A電流測(cè)量擋，按SELECT鍵選擇直流或交流電流測(cè)量(初始設(shè)置為直流)，并將表筆串聯(lián)到待測(cè)電路中。3)從顯示器上讀取測(cè)量結(jié)果。 測(cè)量時(shí)應(yīng)使用正確的端子、功能擋和量程，如果不能估計(jì)被測(cè)電流大小，應(yīng)從高量程開(kāi)始測(cè)試。二、數(shù)字式萬(wàn)用表使用 為了安全起見(jiàn)，大電流測(cè)試時(shí)，每次測(cè)量時(shí)間應(yīng)小于10s，且間隔時(shí)間大于15min。 當(dāng)表筆插在電流端子時(shí)，切勿把表筆線并聯(lián)至任何電路上，否則可能會(huì)燒斷熔體和損壞儀表。(3)電阻、二極管或電路通斷測(cè)量1)將紅表筆插入“HzV”插孔，黑表筆插入“COM”插孔。2)將功能

14、開(kāi)關(guān)置于擋，按SELECT鍵選擇、或測(cè)量功能(初始設(shè)置為電阻測(cè)量)，并將表筆相應(yīng)地并聯(lián)到被測(cè)電阻、二極管(紅表筆接被測(cè)管正極，黑表筆接負(fù)極)或電路上。3)從顯示器上讀取測(cè)量結(jié)果：電阻值或二極管正向壓降近似值。 如果被測(cè)電阻開(kāi)路或阻值超過(guò)量程、被測(cè)二極管開(kāi)路或極性反接、被測(cè)電路開(kāi)路，則顯示器將顯示“OL”。二、數(shù)字式萬(wàn)用表使用 檢查在線電阻、二極管或電路時(shí)，測(cè)量前必須將被測(cè)線路內(nèi)所有電源關(guān)斷并將所有電容器充分放電。 在測(cè)量電阻時(shí)，表筆會(huì)帶來(lái)0.10.2的測(cè)量誤差。在進(jìn)行低阻測(cè)量(400擋)時(shí)，為獲得精確讀數(shù)，應(yīng)先將表筆短接，然后按REL鍵使顯示器置“0”，利用相對(duì)測(cè)量功能在測(cè)量結(jié)果中自動(dòng)減去表筆

15、的附加電阻。如果表筆短接時(shí)的阻值不小于0.5，應(yīng)檢查表筆是否松脫、功能選擇是否正確或已啟動(dòng)了顯示保持功能。 測(cè)量1M以上的電阻時(shí)，可能需要幾秒鐘后讀數(shù)才會(huì)穩(wěn)定，這是正常的。為了獲得穩(wěn)定的讀數(shù)，應(yīng)盡量選用短測(cè)試線。(4)電容測(cè)量1)將紅表筆插入“HzV”插孔，黑表筆插入“COM”插孔。2)將功能開(kāi)關(guān)置于擋，并將表筆并聯(lián)到被測(cè)電容上。二、數(shù)字式萬(wàn)用表使用3)從顯示器上讀取測(cè)量結(jié)果。 被測(cè)電容短路或容值超過(guò)最大量程時(shí)，顯示器將顯示“OL”。 所有電容在測(cè)試前必須充分放電；在線檢查時(shí)，必須先將被測(cè)線路內(nèi)的所有電源關(guān)斷。 用于電容測(cè)量的表筆線應(yīng)盡可能短，如隨機(jī)附件帶夾短測(cè)試線，以減小表筆線分布電容的影響

16、；為了提高小容量電容測(cè)量準(zhǔn)確度，可按REL鍵使顯示器置“0”，利用相對(duì)測(cè)量功能在測(cè)量結(jié)果中自動(dòng)減去測(cè)試線的分布電容。電容器的殘余電壓、絕緣阻抗、電介質(zhì)吸收等，都可能引起測(cè)量誤差。 當(dāng)測(cè)量有極性的電容時(shí)，應(yīng)將紅色帶夾短測(cè)試線接電容的正極，黑色夾接負(fù)極。(5)頻率/占空比測(cè)量二、數(shù)字式萬(wàn)用表使用1)將紅表筆插入“HzV”插孔，黑表筆插入“COM”插孔。2)將功能開(kāi)關(guān)置于Hz擋，并將表筆并聯(lián)到待測(cè)信號(hào)源上。3)在Hz擋，初始設(shè)置為頻率測(cè)量，按Hz%鍵可選擇頻率測(cè)量或占空比測(cè)量。4)當(dāng)功能開(kāi)關(guān)處于電壓、電流擋進(jìn)行電壓或電流測(cè)量時(shí)，按一次Hz%鍵即進(jìn)入頻率測(cè)量功能，再按一次Hz%鍵進(jìn)入占空比測(cè)量，第三次按Hz%鍵則返回原測(cè)量功能。5)從顯示器上讀取測(cè)量結(jié)果。(6)其他注意事項(xiàng)1)不可測(cè)量高于允許輸入值的電壓或電流。2)測(cè)量時(shí)功能開(kāi)關(guān)必須置于正確的量程擋位。二、數(shù)字式萬(wàn)用表使用3)在測(cè)量過(guò)程中，人體不可接觸裸露的導(dǎo)線、連接器、未使用的輸入端或被測(cè)電路；測(cè)量高于直流60V或交流30V以上的電壓時(shí)，務(wù)必小心，謹(jǐn)防觸電。4)當(dāng)功能開(kāi)關(guān)處于、或Hz擋時(shí)，不要輸入高于直流60V或交流30V以上的電壓，避免傷害人身安全。5)測(cè)量結(jié)束后，必須斷開(kāi)表筆與被測(cè)電路的連接，并從萬(wàn)用表輸入端取下表筆。1.按測(cè)試功能劃分，電子計(jì)數(shù)器大