2.2　常用检测仪器仪表及其使用

2.2.1　指针式万用表

万用表是从事电子技术工作使用最多的测量工具。万用表可测量直流电流、直流电压、交流电压、电阻和音频电平等，有的万用表还可以测量交流电流、电容量、电感量、温度及半导体（二极管、三极管）的一些参数。

万用表分为指针式万用表和数字万用表两类，最近还出现了一种带有示波器功能的示波万用表，是一种多功能、多量程、多显示的测量仪表。

（1）指针式万用表的组成

指针式万用表由指针式表头、测量电路及选择开关等主要部分组成，还有两只表笔。万用表的表笔分为红、黑二只，使用时应将红色表笔插入标有“+”号的插孔，黑色表笔插入标有“-”号的插孔。

指针式万用表内一般有两块电池，专用于测量电阻时使用。一块电池是2号电池，电压是1.5V；另一块电池是层叠电池，电压是9V，专门用于R×10kΩ挡。

万用表的挡位打在电阻挡时，用R×1Ω挡，可以使扬声器发出响亮的“哒哒”声，用R×10kΩ挡甚至可以点亮发光二极管（LED）。

（2）指针式万用表表头刻度线的读法

指针式万用表的表头就是一只高灵敏度的磁电式直流电流表。在表头上的表盘上印有多种符号、刻度线和数值。符号：A-V-Ω，表示这只电表是可以测量电流、电压和电阻的多用表。

表头上有四条刻度线，它们的功能如下：第一条刻度线（从上到下）标有R或Ω，指示的是电阻值，转换开关打在欧姆挡时，应该读此条刻度线。电阻刻度线的右端为零，左端为∞，刻度值的分布是不均匀的。

第二条刻度线标有“～”和VA，指示的是交流电压、直流电压和直流电流值共用的刻度线。当转换开关打在交流电压挡、直流电压挡或直流电流挡时，量程在除交流10V以外的其他位置时，应该读此条刻度线。

第三条刻度线标有10V，指示的是量程为10V的交流电压值，当转换开关打在交流电压挡，量程在交流10V时，应该读此条刻度线。

第四条刻度线上标有dB，指示的是音频电平。

在表头上还设有机械零位调整旋钮和电调零调整旋钮。机械零位调整旋钮用以校正指针在最左端的零位，电调零调整旋钮用以在测量电阻时校正指针在最右端的零位。

（3）测量电路的作用

测量电路是用来把各种被测量转换到适合表头测量的微小直流电流的电路，它由电阻、半导体元件及电池组成。测量电路能将电流、电压、电阻等被测量，经过一系列的处理（如整流、分流、分压等）统一变成一定量限的微小直流电流，再送入表头进行测量指示。

（4）选择开关的作用

万用表的选择开关是一个多挡位的旋转开关，其作用是用来选择各种不同的测量电路，以满足不同种类和不同量程的测量要求。转换开关一般是一个圆形拨盘，在其周围分别标有功能和量程。

在万用表的测量项目中，直流电流、直流电压、交流电压、电阻这四个测量项目又分别细划为几个不同的量程以供选择，可以使测量的精度更高。

（5）MF-47型万用表的操作

在电子行业最常用的指针式万用表是MF-47型万用表，如图2.20所示，是MF-47型万用表的外形。

①使用MF-47型万用表进行测量前需要先做的准备工作

a.机械调零。使用前必须调节表盘上的机械调零螺钉，使表针指准最左端的零位刻度线。

b.插孔选择。将红表笔插入标有“+”符号的插孔，将黑表笔插入标有“-”符号的插孔。

c.测量挡位及量程选择。根据不同的被测物理量将转换开关旋转至相应的位置。合理选择量程的标准是：测量电流和电压时，应使表针偏转至满刻度的1/2或2/3以上；测量电阻时，应使表针偏转至中心刻度值到满刻度的2/3为好。

②使用MF-47型万用表测量电压　首先要注意的是必须将万用表的两只表笔与被测电路并联才能进行电压的测量。

测量直流电压时，应将红表笔接电路的高电位、黑表笔接电路的低电位。若无法区分电路的高低电位，应先将一只表笔接一端，用另一只表笔断续式触碰另一端，若表针反偏，则说明表笔接反。

在测量高电压（500～2500V）时，测量人员应戴上绝缘手套，站在绝缘垫上进行，并且必须使用专用的高压测量表笔，将其插在专用的测量高压插孔中。

③使用MF-47型万用表测量电流　首先要注意的是必须将万用表的两只表笔与被测电路串联才能进行电流的测量。

测量直流电流时，将万用表的两只表笔串联接入被测回路中，应使电流由红表笔流入、由黑表笔流出万用表。在测量过程中，不许带电换挡。

当需要测量大电流（10A）时，应将红表笔插在专用的测量大电流插孔中。测量完毕后，必须先断开电源后再撤掉表笔。

④使用MF-47型万用表测量电阻器　当电阻器的阻值标志因某种原因脱落或欲知道其精确阻值时，就需要用仪器对电阻的阻值进行测量。对于常用的碳膜电阻器、金属膜电阻器以及线绕电阻器的阻值，可用指针式万用表的电阻挡直接测量。测量的操作步骤如下。

a.合理选择量程。先将万用表的功能选择置于“Ω”挡，由于指针式万用电表的电阻挡刻度线是一条非均匀的刻度线，因此必须选择合适的量程，使被测电阻的指示值尽可能位于刻度线的0刻度到全程2/3的这一段位置上，这样可提高测量的精度。对于大于100kΩ的电阻（位）器，则应选用R×10k挡来进行测量。

b.注意电调零。所谓“电调零”就是将万用表的两只表笔短接，调节“Ω调零”旋钮，使表针指向表盘最左端的“0Ω”位置上。

c.电位器的测量方法。首先使用万用表的欧姆挡测量电位器的总阻值，即左右两端片之间的阻值，总阻值应为电位器上的标称值左右，然后再测量电位器的阻值变化情况。

将一只表笔接电位器的中心端片，另一只表笔接左右两端片中的任意一个，慢慢将电位器的转柄从一个极端位置旋转至另一个极端位置，则表头指针应从零（或从标称值）连续变化到标称值（或到零），中间不应出现指针跳变的现象。

2.2.2　数字式万用表

数字式万用表的量程范围宽、测量精度高、测量速度快，不但以数字形式直接显示测量结果，还能向外输出数字信号，可与其他存储、记录、打印设备相连接，是一种已经被广泛使用的测量仪器。

（1）数字式万用表的组成

数字式万用表由液晶式显示器、测量电路及选择开关等主要部分组成，也有红、黑两只表笔，测量时应将黑色表笔插入标有“COM”的插孔中，红色表笔则有三个插孔可选择：20A、mA和VΩ，分别用于测量大电流、小电流、电压和电阻时插入。如图2.21所示，清楚地显示了数字万用表的四个插孔。

数字表使用一块层叠电池（6V或9V）供电，没有电池，数字万用表是不能工作的。指针式万用表在没有电池的情况下，还可以测量电压和电流。

①液晶显示器　数字万用表的表头是一块液晶显示器，在液晶显示器的背后还有一只A/D（模拟/数字）转换芯片和一些外围电子元件。

②测量电路　数字万用表的测量过程是先由电路将各种被测量转换成直流电压信号，再由模/数（A/D）转换器将直流电压转换成数字量，然后通过电子计数器对其计数，最后把测量结果用数字直接显示在液晶显示屏上。

③选择开关　数字万用表的选择开关也是一个多挡位的旋转开关，其作用是用来选择各种不同的测量电路，以满足不同种类和不同量程的测量要求。转换开关一般是一个圆形拨盘，在其周围分别标有功能和量程。

在数字万用表的测量项目中，电流、电压、电阻这三个测量项目又分别细划为多个不同的量程以供选择，可以使测量的精度更高。

（2）数字万用表的精度

很多人都知道称呼数字万用表的时候总是说这是一块几位半的表，这是怎么回事呢？原来数字式万用表的精度是用液晶显示器的位数来表示的。比如某块数字万用表有四位数字显示，但最左边的高位只能显示0和1两个数字，而其余的低三位则能显示从0到9十个数字，这样的表就叫做三位半表。如图2.22所示，就是一款三位半的数字万用表。

在工程上一般使用的都是三位半表，在实验室里可以采用四位半表。五位半的数字表是作为标准表来用的，用以校验位数低的数字表。如图2.23所示，就是一款四位半的数字万用表。液晶显示器的位数越多，则这块数字万用表的测量精度就越高，当然价格就越贵。

三位半表和四位半表的价格相差很大，所以有的厂家就推出了所谓位数字表，其最高位可以显示0、1、2、3四个数字，相当于扩大了测量范围，但是其测量精度是不变的，所以其价格也比较低廉。市场上有一款F15B型数字万用表，就是一块位表，其外形如图2.24所示。

（3）数字万用表的功能

数字万用表不仅可以测量直流电压（DCV）、交流电压（ACV），直流电流（DCA）、交流电流（ACA）、电阻（Ω）、二极管正向压降（VF）、晶体管发射极电流放大系数（hrg），还能测电容量（C）、电导（ns）、温度（T）、频率（f），并增加了用以检查线路通断的蜂鸣器挡（BZ）、低功率法测电阻挡（L0Ω）。

有的数字万用表还具有测量电感挡和AC/DC自动转换功能，有的数字万用表还可以当做信号发生器使用等。

有些高挡的数字万用表还增加了一些新颖实用的测试功能，比如读数保持（HOLD）、逻辑测试（LOGIC）、真有效值（TRMS）、相对值测量（RELΔ）和自动关机（AUTO OFF POWER）功能。

但数字式万用表由于内部电路采用集成电路所以其过载能力较差，损坏后一般也不易修复。另外数字式万用表的输出电压较低（通常不超过1V），对于测试一些电压特性特殊的元件不太方便（如测量可控硅、发光二极管等）。而指针式万用表的输出电压较高，输出电流也大，可以方便地测量如可控硅、发光二极管等元器件，这也是为什么现在还在使用指针式万用表的原因。

对于初学者而言，应当先学习使用指针式万用表，对于非初学者应当使用指针式万用表和数字式万用表两种仪表。

（4）DT-830型数字万用表的操作

①DT-830型数字万用表的结构DT-830型数字万用表是普及型位袖珍式液晶显示数字万用表。如图2.25所示，是DT-830型数字万用表的面板图。

DT-830型数字万用表使用一节9V的层叠电池供电，其前后面板上包括液晶显示器、电源开关、量程选择开关、h_fe插口、表笔输入插孔和电池盒。

a.液晶显示器。DT-830型数字万用表采用FE型大字号液晶显示器，最大显示值为“1999”或“-1999”，且具有自动调零和自动显示极性功能。如果被测电压或者电流的极性为负，就会在显示值的前面出现负号“-”。当层叠电池的电压低于7V时，在显示屏的左上方会显示低电压指示符号。信号超量程时会显示“1”或“-1”，视被测量信号的极性而定。显示数字中的小数点由量程开关进行同步控制，使小数点自动进行左移或者右移。

b.电源开关。电源开关位于DT-830型数字万用表面板的左上方，标有字母“POWER”（电源）字样，下边注有“OFF（关）”和“ON（开）”。把电源开关拨至“ON”，即接通电源，可使用仪表进行测量。测量完毕后，应将开关拨到“OFF”的位置，以免空耗电池。DT-830采用9V层叠电池供电，总电流约为2.5mA，整机功耗约为17.5～25mW，一节层叠电池可连续工作200小时，或断续使用一年左右。

c.量程开关。DT-830型数字万用表的量程开关为6刀28掷，可同时完成测量功能和量程的选择。

d.h_fe插口。h_fe插口是测量晶体三极管电流放大倍数的专用插口，测量时，需要将三极管的发射极、基极和集电极插入对应的E、B、C孔内，才能得到正确的测量结果。

e.表笔输入插孔。DT-830型数字万用表共有“10A”、“mA”、“COM”、“V·Ω”四个插孔。黑表笔应该始终插在“COM”孔内，红表笔则应根据具体得测量对象插入不同的孔内。在DT-830型数字万用表的面板下方，还有“10AMAX”、“MAX200mA”和“MAX750～1000V”标记，前者表示在对应的插孔间所测量的电流值不能超过10A或200mA：后者表示被测的交流电压值不能超过750V，被测的直流电压值不能超过1000V。

f.电池盒。DT-830型数字万用表电池盒位于其后盖的下方。在标有“OPEN”（打开）的位置，按箭头指示方向拉出活动插板，即可更换电池，为了检修方便，电路中的0.5A快速熔丝管“FUSE”也装在电池盒内。

②DT-830型数字万用表的使用方法

a.电压的测量。将红表笔托插入“V·Ω”孔内，合理选择直流或交流挡位及电压量程。将DT-830型数字万用表的两只表笔与被测电路并联，即可进行测量。注意选择合适的量程，不同的量程，其测量精度不同，不要用高量程挡去测量小电压，否则将会出现较大的误差。

b.电流的测量。将红表笔插入“mA”或“10A”插孔（根据被测量值的大小），合理选择交流或直流挡位和量程，再把数字万用表的两只表笔串联接入被测电路，即可进行测量。

c.电阻的测量。将红表笔插入“V·Ω”孔内，合理选择量程，即可进行测量。

d.二极管的测量。将红表笔插入“V·Ω”孔内，量程开关转至标有二极管符号的位置，将DT-830型数字万用表的两只表笔与被测二极管并联，则显示出来的是二极管的正向导通压降。若接法是正向连接时，正常硅材料二极管的正向导通电压值为0.5～0.8V，正常锗材料二极管的正向电压值为0.25～0.3V。当接法是反向连接时，若二极管正常，将出现满度值“1”；若二极管损坏，将显示“000”。

e.三极管电流放大倍数的测量。根据被测三极管类型（PNP或NPN）的不同，把量程开关转至“PNP”或“NPN”处，再把被测的三极管的三个脚插入相应的E、B、C孔内，此时，显示屏将显示三极管的电流放大倍数的数值。但因为DT-830型数字万用表测量三极管电路的工作电压仅为2.8V，因此，测量值将偏高，显示的三极管电流放大倍数只是一个近似值。

f.电路通断的测量。将红表笔插入“V·Ω”孔内，量程开关转至标有“）））”符号的位置，将两只表笔触及被测电路的两端，若表内的蜂鸣器发出叫声，则说明被测电路是通的；若表内的蜂鸣器没有发出叫声，则说明被测电路处于不通状态。

2.2.3　电子毫伏表

（1）电子毫伏表的用途

顾名思义，电子毫伏表的用途是测量毫伏级的交流电压，例如从电视机和收音机的天线输入的电压、电路中放级的电压等，测量的最小量程是10mV。而一般万用表的交流电压挡只能测量1V以上的交流电压。

电子毫伏表只能用来测量正弦交流信号的有效值，若测量非正弦交流信号要经过换算才能得到准确的数值。

更为重要的是，使用万用表测量交流电压的频率一般不超过1kHz，像指针式万用表测量交流电压时，只对50Hz的交流电压有效，对其他频率的交流电压就测不准了。而电子毫伏表可以测量20Hz～1MHz的正弦波信号电压。所以电子毫伏表是测量音频放大电路和视频放大电路必备的仪表之一。

电子毫伏表也分为指针式和数字式两种。如图2.26所示，是一款指针式电子毫伏表的外形。

（2）指针式电子毫伏表的使用

在使用电子毫伏表测量之前和测量过程中，应该按照以下步骤进行操作。

①短路调零　打开电源开关，将测试线（也称开路电缆）的红黑夹子夹在一起，将量程旋钮旋到1mV量程，指针应指在零位，有的毫伏表可通过面板上的调零电位器进行调零，凡面板无调零电位器的，内部设置的调零电位器已调好。若指针不指在零位，应检查测试线是否断路或接触不良，应更换测试线。

②防止自起　电子毫伏表的灵敏度极高，打开电源后，在较低的量程时由于受感应信号的作用，电子毫伏表的指针会发生偏转，这个现象称为自起。所以在打开电源之前时，应将量程旋钮旋到高量程挡，以防打弯指针。

③保持接地　将电子毫伏表接入被测电路时，其接地端的黑夹子应始终接在电路的地上，成为公共接地，以防其他信号干扰。

④量程由大到小　当调整测量信号时，应先将电子毫伏表的量程旋钮旋到较大量程，改变完信号后，根据测量结果，再逐渐减小电子毫伏表的量程。

⑤分刻度读数　电子毫伏表的读数也很有讲究，当量程开关置于10mV、100mV、1V挡时，要从满刻度为1的上刻度盘读数；当量程开关置于30mV、300mV、3V等挡时，要从满刻度为3的下刻度盘读数。刻度盘的最大值（即满量程值）为量程开关所处挡的指示值。如量程开关置1V，则上刻度盘的满量程值就是1V。这样的读数比较准确。

如图2.27所示，给出了YB2173型电子毫伏表的面板图，可以看到0～1刻度线和0～3刻度线，还有各个挡位的分布情况。

（3）数字式电子毫伏表的使用

现在数字式电子毫伏表也基本普及，尤其是已经问世的智能数字化电子毫伏表是比较高级的测量高频交流电压的仪器，它一般采用液晶或者数码管进行数字显示，其技术指标比模拟式电子毫伏表大大提高。如图2.28所示，是WY1971D型智能数字化电子毫伏表的外形。

①WY1971D型智能数字化电子毫伏表　WY1971D型智能数字化电子毫伏表能测量频率从5Hz～2MHz的正弦波电压有效值和相应的电平值，电压测量范围从30μV～1000V，分辨率为0.1μV，是目前国内生产此类产品的最高水平。

WY1971D配有液晶（LCD）显示屏，采用菜单式显示多参数，可实现量程自动调整。

②WY1971D智能数字化毫伏表的操作方法　WY1971D智能数字化毫伏表是基于CPU控制的智能数字化仪器，能实现量程自动转换，所以在操作时，只要将两个探头接在被测电极上，就能从显示屏上直接显示被测量信号的参数，使用非常方便。

2.2.4　信号发生器

信号发生器又称为信号源，它可以给被测设备提供各种不同频率的正弦波信号、方波信号、三角波信号等，信号的幅值可按需要进行调节，然后由其他的测试仪器观测被测设备的输出响应。

（1）信号发生器的用途

信号发生器的用途主要有以下三个方面。

①用作激励源　用信号发生器产生的信号作为某些电子设备的激励信号。

②用作信号仿真　在电子设备的测量中，常需要产生模拟实际环境相同特性的信号，如干扰信号等，这时可利用信号发生器产生模拟干扰信号，对电子设备进行仿真测量。

③用作校准源　高级信号发生器产生的一些标准信号，可用于对一般的信号源进行校准或比对。

（2）信号发生器的类型

信号发生器一般可分为通用信号发生器和专用信号发生器两大类。专用信号发生器是为某种特殊用途而设计生产的仪器，能提供特殊的测量信号，如电视信号发生器、调频信号发生器等。

如图2.29所示，是一款彩色电视信号发生器的外形，它属于专用信号发生器。

通用信号发生器具有广泛而灵活的应用性，按输出波形可分为正弦波信号发生器、函数信号发生器、脉冲信号发生器等。

正弦波信号发生器在电子系统的测试中应用最广，因为正弦波信号经过线性系统之后，若该线性系统良好，则输出仍为同频的正弦波信号，只是正弦波信号的幅值和相位有所变化。

函数信号发生器现在用的越来越多，因为它不仅可以产生多种波形的信号，而且信号的频率范围也比较宽。

脉冲信号发生器主要用来测量数字电路的工作性能和测量模拟电路的瞬态响应。

如图2.30所示，是一款数字函数信号发生器的外形，它能产生0.2Hz～2MHz的正弦波信号、方波信号和三角波信号，它属于通用信号发生器。

通用信号发生器根据其工作频率的不同，可分为超低频、低频、视频、高频、甚高频、超高频几大类。信号发生器的工作频率范围见表2.2。

（3）低频信号发生器的使用

低频信号发生器的输出频率范围通常为20Hz～20kHz，所以又称为音频信号发生器。现代生产的低频信号发生器的输出频率范围已延伸到1Hz～1MHz频段，且可以产生正弦波、方波及其他波形的信号。

低频信号发生器广泛用于测试低频电路、音频传输网络、广播和音响等电声设备，还可为高频信号发生器提供外部调制信号。

尽管低频信号发生器的型号很多，但它们的使用操作方法基本相同。可按照下列步骤进行。

①熟悉面板旋钮功能　低频信号发生器的面板通常按功能进行分区，一般包括：波形选择开关、输出频率调节（包括波段选择、频率粗调、频率细调）、幅度调节旋钮（包括幅度粗调、幅度细调）、阻抗变换开关、电压指示表及量程选择、输出接线柱等。

②做好事先调节　先将“幅度调节”旋钮调至最小位置（逆时针旋到底），开机预热五分钟，待仪器工作稳定后方可投入使用。然后按照需要来选择合适的频率波段，将频率度盘的“粗调”旋钮调至相应的频率点上，而频率的“微调”旋钮一般置于零位。

再根据外接负载阻抗的大小，调节“阻抗变换”开关到相应的挡级，以便获得最佳的负载阻抗匹配，否则当仪器的输出阻抗与负载阻抗失配过大时，将会引起输出功率减小、输出波形失真大等现象。

根据外接负载电路的不同输入方式，用短路片对信号发生器的输出接线柱的接法进行变换，以实现相应的平衡输出或不平衡输出。

低频信号发生器都有两组输出端子。一组是电压输出插座，它通常输出0～5V的正弦信号电压；另一组是功率输出接线柱，它有输出Ⅰ、输出Ⅱ、中心端和接地四个接线柱，如图2.31所示。

当用短路片将输出Ⅱ和接地柱连接时，信号发生器的输出为不平衡式；当用短路片将中心端和接地柱相连接时，信号发生器的输出为平衡式。

③输出电压的调节　通过调节“幅度调节”旋钮可以得到相应大小的输出电压。

（4）高频信号发生器的使用

高频信号发生器也称射频信号发生器，通常产生200kHz～30MHz的正弦波或调幅波信号，在测量高频电子线路的工作特性如各类高频接收机的灵敏度、选择性等应用较广。目前，高频信号发生器的频率已延伸到300MHz的甚高频信号范围。

①高频信号发生器的旋钮功能　不同型号的高频信号发生器的使用方法略有差异，但是除载波频率范围、输出电压、调幅信号频率大小等有些差异外，它们的基本操作方法是类似的。下面以应用广泛的XFG-7型高频信号发生器为例，介绍调幅高频信号发生器的旋钮功能。

XFG-7型调幅高频信号发生器面板图如图2.32所示。

主要旋钮开关的功能如下。

a.波段开关。波段开关的作用是变换高频信号发生器的工作频段，分8个频段，与频率调节度盘上的8条刻度线相对应。

b.频率调节旋钮。频率调节旋钮的作用是在每个频段中连续地改变信号的频率，可先调节“粗调”旋钮到需要的频率附近，再用“细调”旋钮调节到准确的频率上。

c.载波调节旋钮。载波调节旋钮的作用是改变载波信号的幅度值，一般情况下，应该调节它使电压表指针指在1V上。

d.输出倍乘开关。输出倍乘开关用来粗调输出电压的幅度，共分5挡：1、10、100、1000和10000。当电压表准确地指在1V红线上时，从0～0.1V插孔输出的信号电压幅度，就是微调旋钮上的读数与这个开关上倍乘数的乘积，单位为μV。

e.输出微调旋钮。输出微调旋钮用以细调输出信号（载波或调幅波）的幅度，共分10大格，每大格又分成10小格，这样便组成一个1︰100的可变分压器。

f.调幅选择开关。调幅选择开关用以选择输出信号是等幅信号还是调幅信号。当开关在等幅挡时，输出为等幅正弦波信号；当开关在400Hz挡或1000Hz挡时，输出分别为调制频率是400Hz或是1000Hz的调幅波信号。

g.外调幅输入接线柱。当需要频率为400Hz或1000Hz以外的调幅波时，可由此接线柱输入调制信号，此时调幅选择开关应置于等幅挡。当连接不平衡式的信号源时，应该注意标有接地符号的黑色接线柱表示接地。

h.调幅度调节旋钮。用以改变内调制信号发生器的输出信号的幅度。当载波频率的幅度一定时（1V），改变调制信号的幅度就是改变输出高频调幅波的调幅度。

i.0～1V输出插孔。当电压表指示值保持在1V红线上时，调节“输出微调”旋钮改变输出电压，实际输出电压值为微调旋钮所指读数的1/10，最大为1V。

j.0～0.1V输出插孔。当电压表指示值保持在1V红线上时，从这个插孔输出的实际输出电压值为所指读数的1/100，最大为0.1V。

②XFG-7型调幅高频信号发生器的输出信号选择　XFG-7型调幅高频信号发生器可以选择下列信号输出。

a.等幅正弦波输出；

b.调幅正弦波输出；

c.方波信号输出；

d.三角波信号输出。

现代生产的函数信号发生器一般都具有调频调制和调幅调制等功能，有的函数信号发生器还具有压控频率（VCF）特性。

2.2.5　万用电桥

万用电桥实际上是个多用途的精密测量仪器，可以准确地测量电阻器的阻值、电感器和电容器的多个参数。QS18A型万用电桥是目前国内使用量最大的万用电桥，如图2.33所示，是QS18A型万用电桥的实物。

使用万用电桥测量电阻、电感和电容的连接电路原理图如图2.34所示。

（1）测量电阻的电路

测量电阻时，万用电桥接成惠斯通电桥，如图2.34（a）所示。当电桥平衡时，下式成立：

R_AR_B=R_SR_x

　　 所以： 　　

（2）测量电感的电路

测量电感时，万用电桥接成麦克斯韦电桥，如图2.34（b）所示。当电桥平衡时，下式成立：

L_x=R_AR_BC_s

R_x=R_AR_B/R_s

Q_x=ωC_sR_s

式中，R_x是电感器的交流阻抗；Q_x是电感器的品质因数。

（3）测量电容的电路

测量电容时，万用电桥接成维恩电桥，如图2.34（c）所示。当电桥平衡时，下式成立：

C_x=R_BC_s/R_A

R_x=R_AR_s/R_B

D_x=ωC_sR_s

式中，R_x是电容器的交流阻抗；D_x是电容感器的高频介质损耗因数。

（4）QS18A型万用电桥的具体操作步骤

①测量电阻器的阻值　电阻的测量可按照以下步骤进行。

a.估计被测电阻的大小，旋动量程开关到适当的量程位置。

b.旋动测量选择开关到合适的位置。例如：被测电阻小于10Ω时，选择开关旋到“R≤10”处，量程应置于“1Ω”或“10Ω”处；同理可知“R>10”时的情况。

c.将被测量电阻接在接线柱上。调节灵敏度旋钮，使电表指针略小于满刻度。

d.调节读数旋钮的第一位步进开关和第二位滑线盘，使电表指针往“0”的方向偏转。

e.再将灵敏度置到足够大的位置，调节滑线盘，使电桥达到最后平衡，电桥的读数即为被测电阻值。即：被测量R_x=量程开关指示值×读数指示值。

【例2.1】　在用万用电桥测某电阻时，量程开关放在100Ω位置，电桥的读数盘示值分别为0.9和0.092，其电阻值R_x多大？

解：R_x=量程开关指示值×读数指示值=100×（0.9+0.092）=99.2Ω

②测量电感器的电感量　电感的测量可按照以下步骤进行。

a.估计被测电感的大小，旋动量程开关到适当的量程位置。

b.旋动测量选择开关到“L”。根据被测量电感的性质选择损耗倍率开关位置。若是空心电感，开关置在“Q×1”；测高Q值滤波电感线圈时，开关置在“D×0.01”，D=1/Q；测铁芯电感线圈时，开关置在“D×1”。

c.将被测量电感接在接线柱上。将损耗平衡放在1位置，调节灵敏度旋钮，使电表指针略小于满刻度。

d.反复调节读数旋钮和损耗平衡，使电表指针往“0”的方向偏转。再将灵敏度置到足够大的位置，调节读数旋钮和损耗平衡，使指针指“0”或接近于零的位置，此时电桥达到最后平衡。

e.电桥平衡时，被测量的L_x和Q_x分别为：

L_x=量程开关指示值×读数指示值；

Q_x=损耗倍率指示值×损耗平衡指示值。

【例2.2】　在用万用电桥测某空心电感时，量程开关在100mH位置，电桥的读数盘示值分别为0.9和0.092，倍率开关在Q=1处，损耗平衡旋钮指示值为2.5，被测电感的L_x和Q_x分别是多少？

解：L_x=量程开关指示值×读数指示值=100×（0.9+0.092）=99.2mH；

Q_x=损耗倍率指示值×损耗平衡指示值=1×2.5=2.5。

③测量电容器的电容量和高频损耗因数　电容的测量可按照以下步骤进行。

a.估计被测电容的大小，旋动量程开关到适当的量程位置。

b.旋动测量选择开关到“C”。损耗倍率开关置在“D×0.01”（一般电容器）或置在“D×1”（电解电容器）。

c.将被测量电容接在接线柱上。将损耗平衡放在1位置，损耗微调逆时针旋到底，调节灵敏度旋钮，使电表指针略小于满刻度。

d.首先调节读数旋钮，再调节损耗平衡，使电表指针往“0”的方向偏转。再多次将灵敏度调高，调节读数旋钮和损耗平衡，使指针指“0”或接近于零的位置，直到灵敏度足够大时，此时电桥达到最后平衡。

e.电桥平衡时，被测量的C_x和D_x分别为：

C_x=量程开关指示值×读数指示值；

D_x=损耗倍率指示值×损耗平衡指示值。

【例2.3】　在用万用电桥测某标称值为510pF的电容时，量程开关在1000pF位置，电桥的读数盘示值分别为0.5和0.038，倍率开关在D=0.01处，损耗平衡旋钮指示值为1.2，被测电容的C_x和D_x分别是多少？

解：C_x=量程开关指示值×读数指示值=1000×（0.5+0.038）=538pF；

D_x=损耗倍率指示值×损耗平衡指示值=0.01×1.2=0.012。

2.2.6　高频Q表

高频Q表是专门用于测量电子元件在高频状态下特性参数的仪器，它能在高频状态下测量电容量、电感量、损耗因数和品质因数等。

虽然万用电桥也能测量上述参数，但万用电桥只能在低频情况下对电容器和电感器进行测量，在高频状态下，使用万用电桥测得的数据误差较大，没有实际意义。

如图2.35所示，是QBG-3型高频Q表的实物。

（1）QBG-3型高频Q表的主要技术指标

①电感器品质因数Q的测量范围：10～600。共分3挡：10～100；20～300；50～600；准确度<±10％。

②电感量的测量范围：0.1μH～100mH。共分6挡，准确度<±5％。

③电容量的测量范围：1～460pF。当被测电容器的容量小于150pF时，准确度<±1.5％；当被测电容器的容量大于150pF时，准确度<±1％。

④信号源频率范围：50kHz～50MHz。共分6挡。

（2）数字式高频Q表

数字式高频Q表是一种多用途、多量程的高频阻抗测量仪器，它可测量高频电感器、高频电容器及各种谐振元件的品质因数（Q值）、电感量、电容量、分布电容、分布电感，也可测量高频电路组件的有效串联电阻、有效并联电阻、传输线的特征阻抗、电容器的高频损耗因数、电工材料的高频介质损耗、介质常数等。

数字式高频Q表的测试回路采用了优化设计，其高频信号源、Q值测定和显示部分使用了微机技术和智能化管理，使得测试精度更高。如图2.36所示，是目前国内使用比较多的数字式QBG-3D型高频Q表的实物。

2.2.7　直流稳压电源

直流稳压电源的作用是将交流电转换成直流电，为电子电路和设备提供电源。

凡是电子电路，必须使用直流电。对于一些长期固定在某个地方使用的电子仪器和设备，使用直流稳压电源具有经济性和可靠性。

人们在家庭生活中使用的各种家用电器，都是使用直流稳压电源供电的，只不过从外表看起来是使用交流电。在工厂中生产的电子电路，经常需要对其进行调试和测量，它们也需要使用直流稳压电源。

（1）SG1731型直流稳压电源的技术指标

SG1731型直流稳压电源是具有两路独立输出的电源，输出的直流电压范围为0～30V，输出的直流电流范围为0～3A，是既能稳压又能稳流的高稳定度电源。

SG1731型直流稳压电源的技术指标见表2.3。

（2）SG1731型直流稳压电源的面板装置

SG1731型直流稳压电源面板装置如图2.37所示。

SG1731型直流稳压电源面板上各按键和旋钮的功能见表2.4。

（3）SG1731型直流稳压电源的使用方法

①作为双路可调电源独立使用　将电源工作方式开关（13）、（14）都置于弹起位置。

a.作为双路独立的电压源。首先将稳流旋钮（6）、（20）顺时针调节至最大，然后接通电源开关（7），并调节电压调节旋钮（5）和（21），将从路和主路输出直流电压调至所需要的电压值，此时稳压状态指示灯（9）和（19）发光。

b.作为双路独立的稳流源。在打开电源开关（7）后，先将稳压调节旋钮（5）和（21）顺时针调节至最大，同时将稳流调节旋钮（6）和（20）逆时针调节至最小，然后接上所需负载，再顺时针调节稳流调节旋钮（6）和（20）使输出电流至所需要的稳定电流值。此时稳压状态指示灯（9）和（19）熄灭，稳流状态指示灯（8）和（18）发光。

当作为稳压源使用时，稳流电流调节旋钮（6）和（20）一般应该调至最大，但是该电源也可以任意设定限流保护点。设定办法为：接通电源，逆时针将稳流调节旋钮（6）和（20）调至最小，然后短接正、负输出端子，并顺时针调节稳流调节旋钮（6）和（20），使输出电流等于所要求的限流保护点的电流值，此时限流保护点就设定好了。

②作为双路可调电源串联使用　将工作方式开关（13）按下、（14）开关弹起，此时调节主电源电压调节旋钮（21），从路的输出电压严格跟踪主输出电压，使输出电压最高可达两路电压的额定值之和，即端子（10）和（17）之间的电压。

③作为双路可调电源并联使用　将电源工作方式开关（13）、（14）按下，即处于两路电源并联工作方式。

a.作为稳压电源使用。调节主电源电压调节旋钮（21），两路电压输出一样，同时从路稳流指示灯（8）发光，在两路电源处于并联状态时，从路电源的稳流调节旋钮（6）不起作用。

b.作为稳流源使用。只需调节主路的稳流调节旋钮（20），此时主、从路的输出电流均受其控制并相同，其输出电流最大可达两路输出电流之和。

该电源设有完善的保护功能，当输出端发生短路现象时，不会对该电源造成任何损坏，但是短路时该电源仍有功率损耗，所以一经发现应立即关掉电源，将故障排除后再使用。