实验1指导书-常用仪器仪表的使用(电工).doc

电路分析实验报告册
常用仪器仪表的使用
一、实验目的
1．了解常用电工测量仪表的分类、用途。
2．掌握电源、信号源、测量仪表的正确使用方法，掌握用示波器测量交流信号的电压幅值、周期、频率等参数。
3．熟悉NEEL-II型电工电子实验装置.
二、实验预习
1．打印实验指导书，预习实验的内容,了解本实验的目的、原理和方法.
2．计算各表中要求的电压、电流理论值，写出计算过程。
三、实验设备与仪器
NEEL—II型电工电子实验装置:含直流电压表、直流电流表、交流电压表、交流电流表、功率与功率因数组合表、交流毫伏表、直流电压源、直流电流源、交流电源、函数信号源及实验电路.
双踪示波器.
四、实验原理
1．电压表、电流表、交流功率表的使用方法。
电压测量 电流测量 功率测量
图1电压表、电流表、功率表的使用方法
2．交流毫伏表:用于测量电路中的交流信号电压有效值。
3．函数信号源：用于产生幅值和频率可调的交流信号（正弦波、方波、三角波).
信号源输出信号的调节：调节“波形选择”开关可选择输出信号波形(正弦波、方波、三角波）。调节“频率选择”开关，配合“频率粗调”、“频率细调”旋钮可调出信号发生器输出频率范围内任意一种频率,LED显示窗口将显示出相应频率值。调节“输出衰减”开关和“幅值调节”旋钮可得到所需要的输出电压。
4．电源:包括直流可调稳压电源（0～30V）,直流可调稳流电源（0～500mA），三相四线制的交流电源，单相交流电源（0～250V）.
220V
火线L1
火线L2
火线L3
零线N
零线N
火线U
火线V
火线W
380V
380V
线电压
相电压
电源开关
V
V
线电压
V
380V
线电压

图2 三相交流可调电源与单相交流可调电源
5．数字万用表：测量直流和交流电压、电流、电阻等。某些万用表还可以测量三极管、二极管、电容和频率等.
① 型号栏；
② 液晶显示屏:显示测量数值;
③ 发光二极管：通断检测报警；
④ 档位开关：改变测量功能、量程及开关机；
⑤20A电流测试正极插座；
⑥ 200mA电流测试正极插座;
⑦ 电容、温度、及公共负极插座；
⑧ 电压、电阻及二极管正极插座；
⑨ 三极管测试插座；
⑩ 背光灯/自动关机开关。
图3 数字万用表
6．双踪示波器：可以同时测量和观察两路信号的波形，测量电路信号波形的幅值、周期等参数。
图4 双踪示波器
用示波器测量交流信号波形的幅值、周期、频率
（1)交流信号波形的幅值测量：在图5中，如果“VOLTS/div"为1V/div，峰—峰之间高度为6div，计算方法为：U=1V/div×6div=6,如果探头为10:1，实际值为U=60.此时“VOLTS/div”的“微调"旋钮应置于“校准"位置。
(2）交流信号波形的周期、频率测量:在图6中，在屏幕上一个周期为4div。如果“扫描时间"为1ms/div，周期T=1ms/div×4div=4ms。由此可得频率f=1/4ms=250Hz。此时扫描时间的“微调”旋钮应置于“校准”位置。
图5 电压测量 图6 周期和频率测量
7．使用电工测量仪表时，为保证仪表安全，首先应选择较大量程进行测试，然后再根据读数调整到合适的量程，以增加显示数据位数，提高测量精度。如果产生告警保护，调整安全量程后按“复位”键.
8．电缆
电源电缆：三相交流电源，单相交流电源：高压电路电缆（有护套）。
直流稳压电源，直流稳流电源：低压电路电缆。
仪表电缆:直流电压表:低压电路电缆。
直流电流表：低压电路电流电缆.
交流电压表,功率与功率因数组合表：高压电路电缆(有护套).
交流电流表:高压电路电流电缆(有护套）。
函数信号源，毫伏表，双踪示波器:同轴电缆，低压电路电缆。
9．各种实验仪器与实验电路之间的连接关系见图7:
图7 实验仪器与实验电路之间的连接关系
五、实验内容
1．电压源与电流源的等效转换
将直流稳压电源看作理想电压源,将电压调至20V，串联一个200Ω的固定电阻，从而构成一个实际电压源，再外接一个电阻箱，如图8所示,改变电阻箱的阻值(见表1）,即可测出电压源的外特性（即伏安特性）。
将直流稳流电源看作理想电流源，根据等效转换的条件,将输出电流IS调至100mA,并联一个200Ω的固定电阻,构成一个实际电流源,再外接一个电阻箱，如图9所示，改变电阻箱的阻值（见表1)，即可测出电流源的外特性.
比较两种电源的外特性是否相同。
图8电压源伏安特性 图9 电流源伏安特性
表1电压源与电流源的等效转换
(Ω）
负载参数理论值
电压源负载参数
电流源负载参数
U(V）
I（mA）
U(V）
I(mA）
U（V）
I（mA)
100

300

500

2．交流电压、电流及功率的测量
将单相交流可调的输出电压电源（调压器）调至200V，然后接三相组合负载中的一相负载，如图10所示，将交流电压表、交流电流表、功率表按仪表的接线要求接好线，按表2内容测量。
图10交流电压、电流及功率的测量
表2交流电压、电流及功率的测量
负载
U（V）
I（A）
P（W)
1个灯

2个灯

3个灯

3．示波器、毫伏表和信号源的使用
调节信号源使其输出信号（有效值,用毫伏表测量)分别为：、的方波；、的正弦波。用示波器测量各信号电压幅度及频率值.测试数据填入表3。
表3仪器使用中的测量数据
信号源产生的信号电压（）（有效值）

信号源产生的信号频率(Hz）
1000
2000
示波器垂直灵敏度（VOLT/div）

峰峰值波形格数（精确到小数点后1位）

示波器测量的信号幅度()(峰峰值）

计算信号幅度有效值(）
-——-—

示波器水平灵敏度（TIME/div)

周期格数（精确到小数点后1位）

信号周期T(ms）

信号脉宽（高电平宽度，ms）

—————
占空比（脉宽/周期，％）

———--
计算信号频率（Hz）

六、实验注意事项
严格按照电路图接线，不能随意改变元件和仪表的连接顺序和位置.
七、思考题
1．能否用万用表测量方波、三角波的电压值?
2．示波器测量信号周期、幅度时，如何才能保证其测量精度？使用万用表时如何保证测量精度？
3．示波器观察波形时，下列要求，应调节哪些旋钮？
移动波形位置；稳定波形；改变周期个数；改变显示幅度；测量直流电压。
八、实验报告(本部分请在下面的空白页中手写完成）
1．回答思考题。
2．根据实验记录进行数据分析,将计算结果填入各表格。
3．误差原因分析：实验中产生的误差是由哪些原因造成的？
4．总结万用表、示波器、信号发生器等仪器设备的使用方法及主要旋钮、按键的功能。
5．使用函数信号发生器过程中经常出现的两个错误是什么?
6．在使用各种实验设备时都有哪些安全考虑(每种仪器分别进行说明）？
7．总结实验心得体会.
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