儀器儀表使用心得
電子儀器儀表的使用心得
本人通過在實驗室對各儀器儀表的練習使用,了解了各電子儀器儀表的基本原理及基
本使用方法,以及芯片的使用注意事項,并能夠熟練利用各種基本電子儀器儀表進行相應實驗數(shù)據(jù)的測量,現(xiàn)將本人在使用過程中所體會到的理解與心得總結如下:
一、電子技術實驗箱
EEL-69模擬、數(shù)字電路技術實驗箱是哈工大與杭州求是科教設備公司共同研制的供學生教學實驗使用的教學設備。實驗箱配備單級晶體管放大電路實驗板和集成運算放大器應用實驗板。
1.1實驗箱主板
實驗箱主板分為模擬電子技術實驗區(qū)和數(shù)字電子技術實驗區(qū),以及外接電源輸入?yún)^(qū),提供±5v和±12v的兩路直流電壓插孔并配有相應的指示燈。1.2模擬電子技術實驗區(qū)
該區(qū)設有可供擴張電路使用的接插柱,還可插入不同實驗子板,可用來進行模擬電路的實驗課題研究,由于本學期的主要內(nèi)容為數(shù)字電路的實驗,故不在此處贅述。1.3數(shù)字電子技術實驗區(qū)數(shù)字電路的輸入信號由實驗板上的數(shù)據(jù)開關提供,開關向上、指示燈亮,則輸入信號為高電平,反之為低電平。數(shù)字電路的輸出信號通過電平指示燈顯示,指示燈亮表明輸出信號為高電平,反之為低電平。集成芯片插孔區(qū)提供了14腳、16腳、18腳和20腳的芯片插座,插入芯片是要注意芯片的管腳數(shù)要與插座腳數(shù)相對應,還應注意芯片的插入方向。另外必須用兩根導線從電源區(qū)引入+5v的工作電壓才能保證芯片的正常工作。1.4其他區(qū)數(shù)碼管顯示區(qū)提供了5個供應級數(shù)碼管顯示。手動脈沖信號輸入?yún)^(qū)提供了4個邏輯開關和8個放光二極管,其中一個邏輯開關對應兩個放光二極管,分別只是邏輯開關指示的兩種相反狀態(tài)。時鐘脈沖區(qū)提供了不同頻率的方波信號,有1MHz、1Hz和1kHz三個固定頻率的方波信號,以及1k至10kHz頻率可調(diào)的方波信號。發(fā)聲區(qū)提供了一個蜂鳴器,實驗過程中如發(fā)生短路則蜂鳴器發(fā)生報警,此時應及時關斷電源。
二、可編程線性直流電源
DP800系列是一款高性能的可編程線性直流電源。DP800系列擁有清晰的用戶界面,優(yōu)異的性能指標,多種分析功能,多種通信接口,可滿足多樣化的測試需求。多通道輸出,總輸出功率高達200W,且各通道輸出單獨可控,支持電壓、電流等線性可編程功能。2.1前面板2.1.1LCD
3.5英寸的TFT顯示屏,用于顯示系統(tǒng)參數(shù)設置、系統(tǒng)輸出狀態(tài)、菜單選項以及提示信息等。
2.1.2通道選擇與輸出開關三個通道分別與三個數(shù)字按鍵相對應。On/Off按鍵可打開或關閉對應通道的輸出。All按鍵,按該鍵,儀器彈出是否打開所有通道輸出的提示信息,按確認可打開所有通道的輸出。再次按該鍵,關閉所有通道的輸出。2.1.3參數(shù)輸入?yún)^(qū)包括方向鍵(單位選擇鍵)、數(shù)字鍵盤和旋鈕。
(1)方向鍵和單位選擇鍵
方向鍵:可以移動光標位置,設置參數(shù)時,可以使用上下方向鍵增大或減小光標處的數(shù)值。單位選擇鍵:使用數(shù)字鍵盤輸入?yún)?shù)時,單位選擇鍵用于輸入電壓單位V和mV,電流單位A和mA。
(2)數(shù)字鍵盤
圓環(huán)式數(shù)字鍵盤:包括數(shù)字0-9和小數(shù)點,按下對應的按鍵,可直接輸入數(shù)字。(3)旋鈕
設置參數(shù)時,旋轉旋鈕可以增大或減小光標所在位的數(shù)值。瀏覽設置對象(定時參數(shù)、延時參數(shù)、文件名輸入等)時,旋轉旋鈕,可快速移動光標位置。2.1.4Preset鍵
用于將儀器所有設置恢復為出廠默認值,或調(diào)用用戶自定義的通道電壓/電流配置。2.1.5OK鍵用于確認參數(shù)的設置。長按該鍵,可鎖定前面板按鍵,此時,除各通道對應的輸出開關鍵On/Off和All之外,前面板其它按鍵不可用。再次長按該鍵,可解除鎖定。鍵盤鎖密碼打開時,解鎖過程必須輸入正確的密碼。2.1.6Back鍵用于刪除當前光標前的字符。當儀器工作在遠程模式時,該鍵用于返回本地模式。2.1.7輸出端子分別用通道1、2和3的電流電壓輸出,需要注意的第三個綠色端子,該端子屬于接地狀態(tài),與平時所說的負極是兩個概念。2.1.8功能菜單區(qū)Display鍵,按該鍵進入顯示參數(shù)設置界面,可設置屏幕的亮度、對比度、顏色亮度、顯示模式和顯示主題等參數(shù)。此外,您還可以自定義開機界面。Store鍵,按該鍵進入文件存儲與調(diào)用界面,可進行文件的保存、讀取、刪除、復制和粘貼等操作。存儲的文件類型包括狀態(tài)文件、錄制文件、定時文件、延時文件和位圖文件,儀器支持內(nèi)外部存儲與調(diào)用。Utility鍵,按該鍵進入系統(tǒng)輔助功能設置界面,可設置遠程接口參數(shù)、系統(tǒng)參數(shù)、打印參數(shù)等;此外,您還可以校準儀器、查看系統(tǒng)信息、定義Preset鍵的調(diào)用配置、安裝選件等。鍵,按該鍵進入高級功能設置界面,可設置錄制器、分析器(選件)、監(jiān)測器(選件)和觸發(fā)器(選件)的相關參數(shù)。Timer鍵,按該鍵進入定時器設置界面,可設置定時器和延時器的相關參數(shù)。Help鍵,按該鍵打開內(nèi)置幫助系統(tǒng),按下需要獲得幫助的按鍵,可獲取對應的幫助信息。
2.2儀器使用方法2.2.1恒壓輸出
1.打開電源開關鍵,啟動儀器。2.選擇通道
根據(jù)需要輸出的電壓值,選擇合適的輸出通道。按對應的通道選擇鍵,此時,顯示屏突出顯示該通道、通道編號、輸出狀態(tài)及輸出模式。
3.設置電壓
按電壓菜單鍵,使用左右方向鍵移動光標位置,然后,旋轉旋鈕快速設置電壓值,默認單位為V。
4.設置電流
按電流菜單鍵,使用左右方向鍵移動光標位置,然后,旋轉旋鈕快速設置電流值,默認單位為A。5.設置過流保護
按過流菜單鍵,設置合適的過流保護值,設置方法請參考本節(jié)“設置電流”,再次按過流菜單鍵可打開過流保護功能,當實際輸出電流大于過流保護值時,輸出自動關閉。
6.連接輸出端子7.打開輸出
打開對應通道的輸出,用戶界面將突出顯示該通道的實際輸出電壓、電流、功率以及輸出模式(CV)
8.檢查輸出模式
恒壓輸出模式下,輸出模式顯示為“CV”,如果輸出模式顯示為“CC”,您可適當增大電流設置值,電源將自動切換到CV模式。2.2.2恒流輸出1.打開電源開關鍵,啟動儀器。
2.通道選擇
根據(jù)需要輸出的電流值,選擇合適的通道,按對應的通道選擇鍵,此時,顯示屏突出顯示該通道、通道編號、輸出狀態(tài)及輸出模式。
3.設置電壓
按電壓菜單鍵,設置合適的電壓值,設置方法請參考“恒壓輸出”一節(jié)“設置電壓”。4.設置電流
按電流菜單鍵,設置所需的電流值,設置方法請參考“恒壓輸出”一節(jié)“設置電流”。
5.設置過壓保護
按過壓菜單鍵,設置合適的過壓保護值,設置方法請參考“恒壓輸出”一節(jié)“設置電壓”,再次按過壓菜單鍵可打開過壓保護功能,當實際輸出電壓大于過壓保護值時,輸出自動關閉。
6.連接輸出端子7.打開輸出
打開對應通道的輸出,用戶界面將突出顯示該通道的實際輸出電壓、電流、功率以及輸出模式(CC)。
8.檢查輸出模式
恒流輸出模式下,輸出模式顯示為“CC”,如果輸出模式顯示為“CV”,您可適當增大電壓設置值,電源將自動切換到CC模式。
三、芯片使用注意事項
3.1每個芯片表面均具有型號標識,使用前要看清芯片型號再使用。按照芯片管腳數(shù)找到對應數(shù)目的管腳插座。
3.2芯片表面有一缺口,芯片的正確使用方向為該缺口位于左側。
3.3插芯片時,如果管腳不夠齊整,可利用鉗子進行修整,小心插入插座。
3.4芯片插好后,從芯片下方起逆時針方向為芯片的1~x號管腳,每個管腳與插座周圍的插孔聯(lián)通,使用時從相應導線插孔連接導線即可。
3.5芯片使用完畢,須先關閉電源后方可拔取,拔取芯片時為防止損壞芯片可使螺絲刀翹起芯片一側,逐漸使用螺絲刀將芯片取下。如果個別管腳歪翹,可用鉗子進行修整以備下次使用。
四、數(shù)字萬用表的使用方法
4.1電壓的測量4.1.1直流電壓的測量
首先將黑表筆插進“com”孔,紅表筆插進“VΩ”。把旋鈕選到比估計值大的量程(注意:表盤上的數(shù)值均為最大量程,“V-”表示直流電壓檔,“V~”表示交流電壓檔,“A”是電流檔),接著把表筆接電源或電池兩端;保持接觸穩(wěn)定。數(shù)值可以直接從顯示屏上讀取,若顯示為“1.”,則表明量程太小,那么就要加大量程后再測量工業(yè)電器。如果在數(shù)值左邊出現(xiàn)“-”,則表明表筆極性與實際電源極性相反,此時紅表筆接的是負極。4.1.2交流電壓的測量
表筆插孔與直流電壓的測量一樣,不過應該將旋鈕打到交流檔“V~”處所需的量程即可。交流電壓無正負之分,測量方法跟前面相同。無論測交流還是直流電壓,都要注意人身安全,不要隨便用手觸摸表筆的金屬部分。4.2電阻的測量
將表筆插進“COM”和“VΩ”孔中,把旋鈕打旋到“Ω”中所需的量程,用表筆接在電阻兩端金屬部位,測量中可以用手接觸電阻,但不要把手同時接觸電阻兩端,這樣會影響測量精確度的--人體是電阻很大但是有限大的導體。讀數(shù)時,要保持表筆和電阻有良好的接觸;注意單位:在“200”檔時單位是“Ω”,在“2K”到“200K“檔時單位為“KΩ”,“2M”以上的單位是“MΩ”。4.3二極管的測量
數(shù)字萬用表可以測量發(fā)光二極管,整流二極管測量時,表筆位置與電壓測量一樣,將旋鈕旋到“”檔;用紅表筆接二極管的正極,黑表筆接負極,這時會顯示二極管的正向壓降。肖特基二極管的壓降是0.2V左右,普通硅整流管
(1N4000、1N5400系列等)約為0.7V,發(fā)光二極管約為1.8~2.3V。調(diào)換表筆,顯示屏顯示“1.”則為正常,因為二極管的反向電阻很大,否則此管已被擊穿。
五、示波器的使用方法
示波器是電子測量中最常用的一種電子儀器,可以用它來測試和分析時域信號,可以測出電信號的一系列參數(shù),如信號電壓(或電流)的幅度、周期(或頻率)、相位等。5.1示波器結構
通用示波器的結構包括顯示電路、垂直放大、水平放大、觸發(fā)、掃描及電源等六個主要部分。
5.1.1信號波形顯示
電子示波器波形顯示的核心是陰極射線示波管(CRT)。它主要由電子槍、偏轉系統(tǒng)和熒光屏三部分組成,電子槍提供經(jīng)過聚焦的電子束,可用“輝度”、“聚焦”和“輔助聚焦”旋鈕進行調(diào)節(jié),電子束經(jīng)過X偏轉板和Y偏轉板,使電子束隨偏轉板上的電壓變化而偏轉并在熒光屏上產(chǎn)生輸入信號變化的光軌跡。根據(jù)此原理,如果在Y軸加上被測信號電壓,在X軸加上與輸入信號同頻的掃描鋸齒波電壓,則在示波管的熒光屏上將顯示出被測信號波形。
5.1.2垂直通道
被測信號通常加在垂直通道上,經(jīng)過輸入電路,前置放大電路、延遲線和Y輸出放大器加在示波管的Y偏轉板上。Y通道具有輸入阻抗高、增益穩(wěn)定、放大線性好、頻帶寬、輸出對稱等特點。為了測試不同電平的信號,擴展測試范圍,在輸入電路中要設置衰減器,用偏轉靈敏度(V/div)旋鈕調(diào)節(jié)。5.1.3水平通道
水平通道的作用通常是為示波管X偏轉板提供鋸齒波掃描信號,也可以用來放大直接輸入的信號。因此示波器的水平通道主要由掃描發(fā)生器、觸發(fā)電路和X放大器組成。為了使掃描信號與被測信號同頻、穩(wěn)定,通常用輸入信號或與其同步的信號作為觸發(fā)信號。5.2使用方法5.2.1測試準備
①接通電源后,將有關旋鈕、開關置于以下位置。
②此時可以在熒光屏上得到一條掃描線,再反復調(diào)節(jié)有關旋鈕和調(diào)節(jié)聚焦旋鈕在熒光屏上得到一條位置適當聚焦良好的基線。
③將Y輸入置于DC位置,適當設置V/div和ms/div,用探頭測試機內(nèi)的校正信號(方波)。如果要進行定量測試,掃描時間微調(diào)、垂直偏轉微調(diào)均應順時針旋轉到校準位置。5.2.2基本測量方法:
利用示波器可以進行電壓、頻率、相位差等物理量的測試。①電壓測量
用示波器可以測量正弦波、脈沖波及各種非正弦波的電壓幅度。被測電壓為:
VPP=DYHY
其中:VPP為被測電壓峰峰值,DY為偏轉靈敏度V/div,HY為被測電壓波形高度div。②時間測量
與電壓測量方法相同,被測時間為:T=DXHX其中:T為被測時間。如果被測時間為一個周期即表示被測周期,其倒數(shù)為被測頻率。DX為掃描速度t/div,HX為被測時間水平長度。
③相位差的測量用雙蹤示波器測量相位差的方法稱為截距法,或雙跡法。以正弦信號為例,其正弦波周期寬度為X,兩個信號相位差寬度為Xl,則相位差:
如果設定:X=8格,φ=X1x45,X=9格,φ=X1x40。
測量時要注意:保持兩個信號的零線與橫軸重合;只能用其中一個波形去觸發(fā);適當擴大信號幅度并在橫軸與信號的交界處讀數(shù)。
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電子儀器儀表使用心得
經(jīng)過幾次在實驗室反復仔細認真的學習,我已經(jīng)掌握了幾種常用的電子儀器儀表的基本原理及使用方法。以下是我總結的關于數(shù)字萬用表、直流穩(wěn)壓電源、信號發(fā)生器及示波器的基本使用方法的使用心得。
一、數(shù)字萬用表的使用1.電壓測量
(1)直流電壓的測量:將旋鈕調(diào)到直流電壓檔,(表盤上的數(shù)值均為最大量程,“V-”表示直流電壓檔,“V~”表示交流電壓檔,“A”是電流檔),測量之前先估計被測元件兩端電壓值的范圍,根據(jù)該范圍選擇合適的測量量程。然后,將紅黑表筆分別接到電壓正負極上,數(shù)值以直接從顯示屏上讀取,若顯示為“1.”,則表明量程太小,那么就要加大量程后再測量。
(2)交流電壓的測量:將旋鈕調(diào)到交流電壓檔,交流電壓無正負之分,除此之外具體的測量方法同直流電壓的測量方法。注意,測量時要注意人身安全,不要隨便用手觸摸表筆的金屬部分。2.電阻測量
將表筆與萬用表的相應測量的孔連接,把旋鈕打旋到“Ω”中所需的量程,用表筆接在電阻兩端金屬部位,測量中可以用手接觸電阻,但不要把手同時接觸電阻兩端,這樣會影響測量精確度的--人體是電阻很大但是有限大的導體。讀數(shù)時,要保持表筆和電阻有良好的接觸;注意單位:在“200”檔時單位是“Ω”,在“2K”到“200K”檔時單位為“KΩ”,“2M”以上的單位是“MΩ”。以下為我所測的幾組數(shù)據(jù):被測電阻1kΩ5.1kΩ10kΩ100kΩ測試值0.9821kΩ5.112kΩ10.177kΩ100.35kΩ3.二極管測量測量二極管時與測電壓一樣,將旋鈕調(diào)到電壓檔,將紅黑表筆分別接到二極管兩端。若示數(shù)為零,則紅表筆接的是二極管的負極;反之,若萬用表有非零示數(shù),則為紅表筆接到二極管的正極,示數(shù)為二極管的壓降。以下為測量數(shù)據(jù):萬用表筆的接觸位置實測結果萬用表紅色表筆接觸二極管1N4007陽極,黑色表筆接觸陰極萬用表紅色表筆接觸二極管1N4007陰極,黑色表筆接觸陽極萬用表紅色表筆接觸6.0V穩(wěn)壓二極管陽極,黑色表筆接觸陰極萬用表紅色表筆接觸6.0V穩(wěn)壓二極管陰極,黑色表筆接觸陽極0.5984V0V0.6975V0V4.電容測量使萬用表處于電容測量狀態(tài),表筆接在電容兩端。以下為實驗數(shù)據(jù):被測電容0.01μF0.1μF1μf測試值0.010μF0.099μF1.138μF5.導線通斷的測量將萬用表置于蜂鳴器檔位,萬用表的兩個表筆分別接觸導線的兩個接線端,進行導線通斷的測量。二、直流穩(wěn)壓電源
利用實驗室的數(shù)字萬用表和直流穩(wěn)壓電源,我做了以下幾個小實驗,體驗了一下直流穩(wěn)壓電源的使用方法。1.單電源的調(diào)節(jié)
利用數(shù)字萬用表和直流穩(wěn)壓電源,調(diào)節(jié)輸出+12V單路直流電壓。2.±12V雙電源的調(diào)節(jié)
設置直流穩(wěn)壓電源的輸出狀態(tài)為“串聯(lián)輸出”,調(diào)節(jié)“Voltage”電壓旋鈕,旋至12V。利用數(shù)字萬用表測試直流穩(wěn)壓電源輸出端的電壓。3.固定5V直流電壓輸出
利用數(shù)字萬用表測試直流穩(wěn)壓電源固定5V電壓端,觀察測試結果。三、信號發(fā)生器和示波器的使用
AgilentDSO-X201*A型示波器不僅具有示波器常規(guī)的顯示及測量功能,還具有內(nèi)置的波形發(fā)生器,功能強大操作便捷。1.自檢
按下電源開關后,示波器將執(zhí)行自檢,幾秒鐘后即可正常工作。示波器使用前,應觀察屏幕右側“通道”項中各通道的探頭衰減常數(shù)比率是否為1.00:1,如果不是,則調(diào)整為1:1。
實驗前應進行示波器的探頭補償以免導致測量誤差較大。一CH1通道為例,將示波器的通道的紅色夾子與示波器的“Demo2”端子相連,黑色夾子與“Demo2”端子旁邊的接地端子相連。按下“AutoScale”按鍵,觀察示波器屏幕。按下“Meas”快速測量按鍵,選擇源為“1”,分別測量波形的峰峰值、周期和頻率,記錄在下表中:峰峰值周期頻率2.61V834μs7.199kHz2.正弦波的測量調(diào)節(jié)信號發(fā)生器,輸出頻率為1kHz,峰峰值為2V的正弦波,用示波器(直流DC耦合)觀察波形。再分別調(diào)節(jié)偏移+2V、-2V時的波形,注意此時應將直流DC耦合改為交流AC耦合。3.方波的測量
調(diào)節(jié)信號發(fā)生器,調(diào)出一頻率為1kHz的方波,峰峰值分別為4V、1V、100mV,偏移為0V,占空比為50%。分別用自動測量法和光標測量法測量峰峰值以及周期。注意,測量100mV電壓時,應將對應通道的“帶寬限制”功能開啟。
峰峰值為4V時,可以調(diào)節(jié)占空比分別為20%、50%和80%,觀察波形情況。4.三角波的測量
調(diào)節(jié)信號發(fā)生器,輸出一頻率為1kHz,峰峰值為2V的三角波,對稱比例Symmetry分別為0%、50%和100%,觀察波形。5.脈沖波的測量
輸出脈沖波,調(diào)節(jié)輸出頻率為1kHz,峰峰值為2V,偏移量為0V,更改脈沖波的寬度,觀察波形變化。按下示波器縮放鍵,調(diào)節(jié)縮放狀態(tài)。利用示波器測試上升時間和下降時間。
通過以上這些實驗,我已經(jīng)掌握了數(shù)字萬用表、信號發(fā)生器和安捷倫示波器的基本使用方法,可以較自由地測量需要測量的各種數(shù)值。實驗中我發(fā)現(xiàn),安捷倫示波器的功能非常強大,可以非常方便的測量各種波形的各項數(shù)值,這將使我們?nèi)蘸蟮膶嶒灨鼮榉奖憧旖。以及,利用?shù)字萬用表可以快速檢測線路故障,快速測量出所用電子元器件(如電阻、電容、二極管等)的規(guī)格,方便實驗使用。
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