电路元器件参数的测量

法。谐振法测量原理如图5 -6 所示, 它由交流信号源、交流电压表、标 准电感L 和被测电容Cx 连成的并联电路, 其中C0 为标准电感的分布电容 。测量时, 调节信号源的频率, 使并联电路谐振,即交流电压表读数达到 最大值, 反复调节几次, 确定电压表读数最大时所对应的信号源的频率f, 则被测电容值Cx 为
(4) 万用表测量电阻时, 不同倍率挡的零点不同, 每换一挡都应重新调零, 当某一挡调零时不能使指针回到0 欧姆处, 则表明表内电池电压不足了, 需要更换新电池。
上一页 下一页 返回
5. 1 阻容元件的测量
(5) 由于模拟式万用表电阻挡刻度的非线性, 使得刻度误差较大, 测量误 差也较大,因而模拟式万用表只能作一般性的粗略检查测量。
下一页 返回
5. 1 阻容元件的测量
1.固定电阻的测量 1) 万用表测量电阻 模拟式和数字式万用表都有电阻测量挡, 都可以用来测量电阻, 测量时先
选择好万用表电阻挡的倍率或量程范围, 然后将两个输入端(称表笔) 短 路调零, 最后将万用表并接在被测电阻的两端, 读出电阻值即可。 在用万用表测量电阻时应注意以下几个问题。 (1) 要防止把双手和电阻的两个端子及万用表的两个表笔并联wenku.baidu.com一起, 因 为这样测得的阻值为人体电阻与被测电阻并联后的等效电阻的阻值, 而 不是被测电阻的阻值。 在测几千欧以上的电阻时, 尤其要注意这一点, 否则会得到误差超出容许 值的测量结果。
2) 用示波器测量电位器的噪声 如图5 -4 所示, 给电位器两端外接适当的直流电源E, E 的大小应不致造
成电位器超功耗, 最好用电池, 因为电池没有纹波电压和噪声, 让恒定电 流流过电位器, 缓慢调节电位器的滑动端, 在示波器的荧光屏上显示出一 条光滑的水平亮线, 随着电位器滑动端的调节, 水平亮线在垂直方向移动 , 若水平亮线上有不规则的毛刺出现, 则表示有滑动噪声或静态噪声存在 。 3.非线性电阻的测量 非线性电阻如热敏电阻、二极管的内阻等, 它们的阻值与工作环境以及 外加电压和电流的大小有关, 一般采用专用设备测量其特性。
2) 电桥法测量电阻 电桥法是利用示零电路作测量指示器, 根据电桥电路平衡条件来确定阻
抗值的测量方法。其工作频率较宽, 测量精度较高, 可达10 -4 Ω, 比较适 合低频阻抗元件的测量。利用该原理做成的测量仪器, 称为电桥。按照 所用电源的不同, 可分为直流电桥和交流电桥两大类。
上一页 下一页 返回
5. 1 阻容元件的测量
由Ur、Ux 的值和上述公式可求出Cx 、Rx 和Q 值, 再通过显示电路直接 将测量结果用数字显示出来。这是常见的LCR 测试仪测量电感的基本原 理。此外, 也可以采用电感周期转换器和电感频率转换器测量电感。
切数值, 更不能知道电容器所能承受的耐压, 但对电容器的好坏程度能粗 略判别, 故在实际工作中经常使用。 1) 估测电容量 将万用表设置在电阻挡, 将表笔并接在被测电容的两端, 在器件与表笔相 接的瞬间, 表针摆动幅度越大, 表示电容量越大, 这种方法一般用来估测 0.01 μF 以上的电容器。 2) 电容器漏电阻的估测
在工作频率较低时, 可以忽略L0 的影响, 等效电路可简化为如图5 -5 (b) 所示电路。因此, 电容的测量主要包括电容量值与电容器损耗(通常用损 耗因数D 表示) 这两部分内容, 有时需要测量电容器的分布电感。
上一页 下一页 返回
5. 1 阻容元件的测量
1.谐振法测量电容量 谐振法又称Q 表法, 它是以LC 谐振回路的谐振特性为基础进行测量的方
5. 1 阻容元件的测量
3.采用通用仪器测量电感 通用仪器测量电感的理论依据是复数欧姆定律XL =2πfL = U / I, 电路原
理如图5 -11 所示, 图中Us 为交流信号源, R1 为限流电阻, 一般取几百欧, R2 为电流取样电阻, 一般小于10 Ω, 并且一定要接在信号源的接地端, 用 交流电压表分别测出电感两端的电压U1 和电阻R2 两端的电压U2, 即可求 出电感量。
上一页 下一页 返回
5. 1 阻容元件的测量
3) 伏安法测量电阻 伏安法是一种间接测量法, 理论依据是欧姆定律R = U / I, 给被测电阻施
加一定的电压,所加电压应不超出被测电阻的承受能力, 然后, 用电压表 和电流表分别测出被测电阻两端的电压和流过它的电流, 即可算出被测 电阻的阻值。 伏安法测量电阻的原理简单, 测量方便, 尤其适用于测量非线性电阻的伏 安特性。伏安法有电压表前接和电压表后接两种测量电路, 其原理图如 图5 -3 所示。
上一页 下一页 返回
5. 1 阻容元件的测量
(2) 当电阻连接在电路中时, 首先应将电路的电源断开, 绝不允许带电测 量电阻值。若电路中有电容器时, 应先将电容器放电后再进行测量。若 电阻两端与其他元件相连, 则应断开一端后再测量, 否则电阻两端连接的 其他电路会造成测量结果错误。
(3) 用万用表测量电阻时, 万用表内部电路通过被测电阻构成回路, 也就 是说测量时,被测电阻中有直流电流流过, 并在被测电阻两端产生一定的 电压降, 因此, 在用万用表测量电阻时应注意被测电阻所能承受的电压和 电流值, 以免损坏被测电阻。
电阻的主要物理特性是对电流呈现阻力, 消耗电能, 但由于构造上有线绕 或刻槽而使得电阻存在引线电感和分布电容, 其等效电路如图5 -1 所示 。当电阻工作于低频时, 电阻分量起主要作用, 电抗部分可以忽略不计, 即忽略L0 和C0 的影响, 此时只需测出R 值就可以了。但当工作频率升高 时, 电抗分量就不能再忽略不计。此外, 工作于交流电路中的电阻, 由于 集肤效应、涡流损耗、绝缘损耗等原因,其等效电阻随频率的不同而不同 。实验表明, 当频率在1 kHz 以下时, 电阻的交流阻值与直流阻值相差不 超过1 ×10 -4 Ω, 随着频率的升高, 其间的差值随之增大。
单元5 电路元器件参数的测量
1 5. 1 阻容元件的测量 2 5. 2 二极管、 三极管的测量 3 5. 3 晶体管特性图示仪
返回
5. 1 阻容元件的测量
阻容元件包括电阻、电容、电感等元件。其参数测量的方法有多种, 常 用来测量阻容元件的仪器有万用表、数字电桥、高频Q 表等。
5.1.1 电阻的测量
2.电位器的测量 1) 用万用表测量电位器 用万用表测量电位器的方法与测量固定电阻的方法相同。测量时缓慢调
节滑动端, 应滑动灵活, 松紧适度, 听不到“咝咝”的噪声, 电阻值指示平 稳变化, 没有跳变现象, 否则说明滑动端接触不良, 或滑动端的引出机构 内部存在故障。
上一页 下一页 返回
5. 1 阻容元件的测量
上一页 下一页 返回
5. 1 阻容元件的测量
4.电感的数字化测量方法 电感的数字化测量通常是通过电感- 电压转换器实现的。图5 -12 所示为
电感- 电压转换的一种方案, 图中将被测电感等效为串联电路, R 为标准 电阻, 利用虚部实部分离电路,将输出U。分离出实部Ur, 虚部Ux , 则
上一页 下一页 返回
上一页 下一页 返回
5. 1 阻容元件的测量
2.交流电桥法测量电容量和损耗因数 交流电桥可以测量电阻、电容、电感元件的参数, 交流电桥有串联和并
联两种电桥接法, 如图5 -7 (a)、(b) 所示。
上一页 下一页 返回
5. 1 阻容元件的测量
测量时, 先根据被测电容的范围, 通过改变R3 来选取一定的量程, 然后反 复调节R4 和R0 使电桥平衡, 即检流计读数最小, 从R4、R3 刻度读Cx 和 Dx 的值。这种电桥适用于测量损耗小的电容器。
上一页 下一页 返回
5. 1 阻容元件的测量
1.谐振法测量电感 图5 -10 所示为并联谐振法测量电感的电路, 其中C 为标准电容, L 为被
测电感, C0为被测电感的分布电容。测量时, 调节信号源频率, 使电路谐 振, 即电压表指示最大, 记下此时的信号源频率f, 则
由式(5 -7) 可知, 要计算被测电感值, 还需要测得分布电容C0 的数值, 分 布电容C0的测量电路与测量电感的原理图相似, 只是不接标准电容C, 调 节信号源的频率, 使电路自然谐振, 设此频率为f1, 则
上一页 下一页 返回
5. 1 阻容元件的测量
在使用伏安法时, 应根据被测电阻的大小, 选择合适的测量电路, 如果预 先无法估计被测电阻的大小, 可以用两个电路都试一下, 看两种电路中电 压表和电流表读数的差别情况,若两种电路中电压表的读数差别比电流表 的读数差别小, 则可选择电压表前接法, 即如图5 -3 (a) 所示电路; 反之, 则可选择电压表后接法, 即如图5 -3 (b) 所示电路。
上一页 下一页 返回
5. 1 阻容元件的测量
将式(5 -7) 电感L 代入, 得 将式(5 -8) 代入式(5 -7) 的表达式, 即可得到被测电感的电感量, 即 2.交流电桥法测量电感 测量电感的交流电桥有马氏电桥和海氏电桥两种, 分别适用于测量品质
因数(Q 值)不同的电感。
上一页 下一页 返回
上一页 下一页 返回
5. 1 阻容元件的测量
5.1.2 电容的测量
电容器是电路中最常见的基本元件之一, 它主要起储存电能的作用, 在电 路中多用于滤波、隔直、交流耦合、交流旁路以及和电感元件构成振荡 电路。
电容器由两金属片和中间的绝缘介质构成, 由于绝缘电阻(绝缘介质的损 耗) 和引线电感的存在, 其实际等效电路如图5 -5 (a) 所示。
对于图5 -7 (b) 所示的并联电桥, Cx 为被测电容, Rx 为其等效并联损耗电 阻, 测量时, R0 和C0 使电桥平衡, 此时
这种电桥适用于测量损耗较大的电容。
上一页 下一页 返回
5. 1 阻容元件的测量
3.用万用表估测电容 用模拟式万用表的电阻挡测量电容器时, 不能测出其容量和漏电阻的确
上一页 下一页 返回
5. 1 阻容元件的测量
图5 -3 (a) 所示电路称为电压表前接法。可见, 电压表测得的电压为被测 电阻Rx 两端的电压与电流表内阻RA 压降之和。因此, 根据欧姆定律求 得的测量值为
图5 -3 (b) 所示电路为电压表后接法。可见, 电流表测得的电流为流过被 测电阻Rx的电流与流过电压表内阻RV 的电流之和。因此, 根据欧姆定律 求得的测量值为
4.电容的数字化测量方法 一般采用电容- 电压转换器实现电容的数字化测量, 该转换器如图5 -8 所
示。
上一页 下一页 返回
5. 1 阻容元件的测量
5.1.3 电感的测量
电感的主要特性是储存磁场能。但由于它一般是用金属导线绕制而成的, 所以有绕线电阻R (对于磁芯电感还应包括磁性材料插入的损耗电阻) 和 线圈匝与匝之间的分布电容,故其等效电路如图5 -9 (a) 所示。采用一些 特殊的制作工艺, 可减小分布电容C0。当C0较小, 工作频率也较低时, 分 布电容可忽略不计, 等效电路可简化为如图5 -9 (b) 所示电路, 因此, 电感 的测量主要包括电感量和损耗(通常用品质因数Q 表示) 两部分内容。
上一页 下一页 返回
5. 1 阻容元件的测量
除铝电解电容器外, 普通电容器的绝缘电阻应大于10 MΩ, 用万用表测量 电容器漏电阻时, 万用表置“× 1K”或“ ×10K”倍率挡, 当表笔与被 测电容并接的瞬间, 表针会偏转很大的角度, 然后逐渐回转, 经过一定时 间, 表针退回到处, 说明被测电容器的漏电阻极大, 若表针回不到∞处, 则 示值即为被测电容器的漏电阻值。铝电解电容的漏电阻应超过200 kΩ才 能使用。若表针偏转一定角度后, 无逐渐回转现象, 说明被测电容器已被 击穿,不能使用了。
5. 1 阻容元件的测量
直流电桥又称为惠斯登电桥, 主要用来测量直流电阻, 其原理构成如图5 2 所示, R1 、R2 是固定电阻, 称为比率臂, 比例系数K = R1 / R2 可通过量 程开关进行调节; R0 为标准电阻, 称为标准臂; Rx 为被测电阻; G 为检流 计。
测量时接上被测电阻, 然后接通直流电源, 调节K 和R0, 使电桥平衡, 即检 流计指示为零, 读出K 和R0 的值,即可求得Rx 。