XI’AN JIAOTONG
UNIVERSITY
工业系统的测量
陈永森
工程训练中心
2004年 12月
,工程训练, 之一
讲义 V 1.1
Industry Training Center, 工程训练, —— 常用仪器的使用 1-2
第一讲 常用仪器的使用
训练目的
? 正确观测波形 ——示波器
? 正确产生一个信号 ——信号发生器
? 提供双极性电源 ——直流稳定电源
? 测量电阻及电压 ——数字万用表
Industry Training Center, 工程训练, —— 常用仪器的使用 1-3
第一讲 常用仪器的使用
本讲内容( 2课时)
? 双踪示波器
? 函数信号发生器
? 直流稳压电源
? 数字万用表
Industry Training Center, 工程训练, —— 常用仪器的使用 1-4
§ 1.1 双踪示波器
?示波器:用于观察信号的 波形,测量信号的 幅
值, 周期 的仪器。
?双踪示波器:有两个信号通道,可以同时观察
两路不同的信号波形,测量两者之间的相位差。
?X- Y方式:以一路信号作为 X轴变量,另一路
信号作为 Y轴变量,观察两路信号共同在 X-Y平
面上构成的图形(李萨如图)。
? 本课程使用 YB4320G型双踪示波器
Industry Training Center, 工程训练, —— 常用仪器的使用 1-5
§ 1.1 双踪示波器
示波器工作原理
?垂直偏转 Y1Y2 --被测信号
?水平偏转 X1X2 --扫描信号(锯齿波)
Industry Training Center, 工程训练, —— 常用仪器的使用 1-6
§ 1.1 双踪示波器
示波器工作原理
被测
信号
屏幕
信号
扫描
信号
12YY
12XX
Y信号作用下向上
偏移到最大位置
X信号作用下沿
屏幕展开
Y= 0,不偏移
Industry Training Center, 工程训练, —— 常用仪器的使用 1-7
§ 1.1 双踪示波器
触发
被测
信号
屏幕
信号
扫描
信号
12YY
12XX
波形不稳定
Industry Training Center, 工程训练, —— 常用仪器的使用 1-8
§ 1.1 双踪示波器
波形稳定的条件
?X与 Y周期相同(或为整数倍),称“同
步”
实现:触发源选择被测信号
?X与 Y起始时刻相同
实现:电平调节
Industry Training Center, 工程训练, —— 常用仪器的使用 1-9
§ 1.1 双踪示波器
YB4320GB示波器面板
显示区:
电源、
示波管及其调节
本机校准信号
垂直区:
CH1
CH2
水平区:
A 方式
A TIME
触发区:
使信号稳
定 稳定
Industry Training Center, 工程训练, —— 常用仪器的使用 1-10
§ 1.1 双踪示波器
显示区
0%
10
090
10
显示屏
校准信号,
1kHz
2Vp-p
Industry Training Center, 工程训练, —— 常用仪器的使用 1-11
§ 1.1 双踪示波器
垂直区
选择方式(通道)
选择零电平点
微调旋至校准位置
选择 AC/DC
Industry Training Center, 工程训练, —— 常用仪器的使用 1-12
§ 1.1 双踪示波器
显示区
水平
位移
B TIME
/DIV
扫描
非校准
扫描微调
X5
扩展 X-Y
A TIME/DIV
.5.2.1
5020
105
21
.5.2.150
2010
52
1.5
.2.1s
Industry Training Center, 工程训练, —— 常用仪器的使用 1-13
§ 1.1 双踪示波器
触发区
释抑旋到最小
“锁定”按下
触发源与方式一致
触发
电平释抑
最小
自动 常态 复位
单次 准备
触发耦合
AC
高频
抑制
TV
DC
触发源
CH1
CH2
电源
外接
极性
X-Y
交替
触发
Industry Training Center, 工程训练, —— 常用仪器的使用 1-14
§ 1.1 双踪示波器
不常用开关固定位置
区域 开关、旋钮、按钮 位置



“断续”键 弹出
“方式”开关 与所用通道一致
“CH2反相”键 弹出
“微调”旋钮 两个均于校准位置



“A”键 按下
“× 5扩展”键 弹出
“X-Y”键 弹出
“扫描非校准”键 弹起



“锁定”键 按下
“自动”键 按下
“释抑”旋钮 最小(逆时针到底)
“触发源”开关 与所用通道一致!
“触发耦合”开关 AC
“交替触发”键 弹出
“极性”键 +
Industry Training Center, 工程训练, —— 常用仪器的使用 1-15
§ 1.1 双踪示波器
探头
信号源
信号正极
信号负极
?组成:①探极 (探针 +挂钩 ) ② 接地夹 (鳄鱼夹 )
?使用,X1 示波器读数即最后结果
X10示波器读数 X10后得到最后结果
?接线:
Industry Training Center, 工程训练, —— 常用仪器的使用 1-16
§ 1.1 双踪示波器
举例
0%
100
90
10
扫描时间
选择开关,
0.5ms/div
垂直衰减
器旋钮,
1 v/div
Vp=1x3=3v
T=0.5x8=4ms
观测波形要求:
幅值:尽量占满整个屏幕
周期:显示 1~2个完整周期
Industry Training Center, 工程训练, —— 常用仪器的使用 1-17
§ 1.1 双踪示波器
波形记录要求
t/ms
U/v
0
3
-3
2 4
要求:
坐标轴
原点
刻度
关键点
Industry Training Center, 工程训练, —— 常用仪器的使用 1-18
训练内容 1:示波器的使用
?1.熟悉面板上的各个按钮、旋钮,掌握常
用按钮的作用。
?2.将示波器探头(或信号输入电缆)的芯
线接“校准信号”端子,观察示波器校准
信号,调节相关旋钮及开关,测量校准信
号的幅值、周期,并计算其频率。
Industry Training Center, 工程训练, —— 常用仪器的使用 1-19
§ 1.2 函数信号发生器
作用,作为信号源, 提供某一种标准信号,
以判断电子电路的工作性能 。
正弦波
三角波
方波 幅值和频率在一定范围内可调标准信号
本课程中使用 EE164型和 YB1602P型信号发生器
非标准信号:调节对称性和信号中的直流分量
Industry Training Center, 工程训练, —— 常用仪器的使用 1-20
§ 1.2 函数信号发生器
EE164函数信号发生器
调节
频率
幅值 显示
频率
幅值
EE164型函数信号发生器 /计数器
kHz
V p-p
mV p-p
ON
OFF
电源
1?
频率范围 (Hz)
10?
100?
1k?
10k?
100k?
1M? 粗调
0.2 2
ATT
函数信号输出
20dB 40dB
20Vp-p max
0.2Hz-2MHz
50Ω
SYM OFFSET AMPL
Industry Training Center, 工程训练, —— 常用仪器的使用 1-21
§ 1.2 函数信号发生器
YB1602P函数信号发生器
调节
频率
幅值 显示
频率
幅值
YB1602P型功率函数信号发生器
kHz
V p-p
mV p-p
频率调节
0.1 1
微调
占空比
20%
50%
80%

电平 幅度
开 -
+
0
MIN MAX
电压输出
20dB 40dB
衰减
波形选择 功率
电源 2Hz 20Hz 200Hz 2k 20k 200k 2M
Industry Training Center, 工程训练, —— 常用仪器的使用 1-22
§ 1.2 函数信号发生器
占空比
0
u
twt T
100%w
t
q
T
?
矩形波
方波:
50%q ?
0
u
t
2
T
T
Industry Training Center, 工程训练, —— 常用仪器的使用 1-23
§ 1.2 函数信号发生器
衰减
ATT
iu ou? 2 0 lg o
i
udB
u
??
20dB 1
10
o
i
u
u
?
衰减 10倍
40dB 1
100
o
i
u
u
?
Industry Training Center, 工程训练, —— 常用仪器的使用 1-24
§ 1.2 函数信号发生器
函数信号发生器的使用
频率调节,?粗调:选择合适的档位
?细调:频率旋钮
例:要求输出 f=500Hz,Vp-p=1V的三角波
1)选择 三角波
2)选择频率档位 X1k( 2k),再细调
3)选择 20dB衰减,在调节 AMPL旋钮
波形选择:正弦波、方波、三角波
幅值调节,不衰减,2- 20Vp-p
20dB,0.2- 2Vp-p
40dB,20- 200mVp-p
60dB,2- 20mVp-p
再调节 AMPL旋钮
Industry Training Center, 工程训练, —— 常用仪器的使用 1-25
训练内容 2:函数信号发生器的使用
? 1.调节函数信号发生器,输出一个频率为 500Hz、
? Vp-p为 5V、直流电平为零的正弦波信号,用示波器测
量该信号,并按表 1- 2要求记录规定的内容。
? 2.调节函数信号发生器,输出一个频率为 1000Hz,Vp-
p为 1V、直流电平为零的三角波信号,用示波器测量该
信号,并按表 1- 3要求记录规定的内容。
? 3.调节函数信号发生器,输出一个频率为 2 000Hz,Vp-
p为 6V、直流电平为 3V的方波信号,用示波器测量该信
号,并按表 1- 4要求记录规定的内容。
Industry Training Center, 工程训练, —— 常用仪器的使用 1-26
训练内容 2:函数信号发生器的使用
?4.“20dB”和,40dB”按钮均弹出。调节函数信号
发生器,输出频率为 1 000Hz、峰 -峰值为 10V的
正弦波信号,用示波器观察波形。分别按下
,20dB”和,40dB”按钮,观测波形。同时按下
,20dB”和,40dB”按钮,观测波形。在表 1- 5
中记录这几种情形下的输出信号峰 -峰值。
?5.“接地”按钮按下,调整示波器的垂直零点后,
“接地”按钮弹出。,AC/DC”按钮置于 AC,
调节,OFFSET”或“电平”旋钮,观察波形。
保持垂直零点,,AC/DC”按钮置于 DC,调节
,OFFSET”或“电平”旋钮,观察波形。
Industry Training Center, 工程训练, —— 常用仪器的使用 1-27
§ 1.3 直流稳压电源
电源输出:稳压源
稳流源
工作方式
稳压、稳流两种工作状态
可随负载的变化而自动转换。
跟踪:输出正负电源(双电源)
独立:输出两路电源
并联:输出电流范围扩大
串联:输出电压范围扩大
Industry Training Center, 工程训练, —— 常用仪器的使用 1-28
§ 1.3 直流稳压电源
YH17711直流稳压电源
HY1711-2S 0~30V 0~2A 双路可跟踪直流稳定电源
V A V A




调流调压




调流调压




电源 + I - + II -
Industry Training Center, 工程训练, —— 常用仪器的使用 1-29
§ 1.3 直流稳压电源
稳压电源的使用
+ I - + II -单电源:
+10V +5V
+ I - + II -正负电源:
+10V -10V
Industry Training Center, 工程训练, —— 常用仪器的使用 1-30
训练内容 3:直流稳压电源的使用
?1.接通仪器电源,调节其输出电压值为 5V,
用示波器测量稳压电源的输出电压,并按
表 1- 6所要求的项目进行记录。
?2.在输出接线柱上正确连线,以 跟踪 方式
输出 ± 10V,按表 1- 7所要求的项目进行
记录。
Industry Training Center, 工程训练, —— 常用仪器的使用 1-31
§ 1.4 数字万用表
GDM-8145型,4位半,最大显示 19999
V??
COM
mA 20A2A
MAX
20A
MAX
500V
MAX
! !
DIGITAL MULTIMETER MODEL,GDM-8145
k?
200Ω2 20 200 2000 20MΩ
200μA 2 20 200 2000 20A
200mA 2 20 200
V mA
1000VAC
1200VDC
AC
~
TRUE
RMS
~? ~
DC PWR
Industry Training Center, 工程训练, —— 常用仪器的使用 1-32
§ 1.4 数字万用表
数字万用表的使用
?使用方法:
?1)表笔 根据所测量的量选择不同的表笔插孔
黑表笔位置始终不变
测量电阻和电压时红表笔插入 V-Ω插孔
测量电流时插入电流插孔内,若不知道被测电
流的大小,红表笔先插入 20A插孔中
?2)选择合适的档位,档位由大到小选择
?数字万用表测正弦电压、正弦电流时,示值是
有效值 。
?注意,若示数为 全零闪烁,表示超出量程,应
换大量程
Industry Training Center, 工程训练, —— 常用仪器的使用 1-33
训练内容 4:数字万用表的使用
?1.调节直流稳压电源,使其输出电压的幅
值分别为 2V,20V;正确选择数字万用表
的表笔插孔、功能按钮和量程,测量稳压
电源的输出电压,并与稳压电源自备的电
压表显示值比较。
?2.测量示波器两通道的接地线之间的电阻。