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07电工电子仪表教案

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教学过程与内容

提要与板书

随着科学技术的发展，特别是电子技术的发展，我国正成为世界电子产品制造业的制造中心，从事各种电子产品及相关领域的从业人员很多。

特别是生产、调试、检验等第一线的技术工人，需要进行岗位技能培训。

为了提高生产效率，就要求大家能掌握通用仪表及特殊仪表的结构、功能、使用方法和技巧等。

第一章模拟式万用表的结构与使用方法

§1—1模拟式万用表的功能特点

一、万用表的功能

1、万用表的分类：

模拟式（指针指示测量数值）和数字式（数字显示测量数值）两种

2、万用表的功能：

万用表的应用十分广泛，可测电阻、电流和电压等参数而且它结构简单，使用方便。

3、万用表的选择要求：

万用表的低量程输入阻抗较小，高量程的输入阻抗较大，由于并联具有分流作用，为减小测量误差，要求电压挡输入阻抗应大于被测电路的阻值10倍以上，因此万用表的灵敏度不应小于2KΩ/V。

另：

由于万用表的交流刻度是根据正统波的有效值来定值的，因此，它对方波、锯齿波、脉冲波等电压存在一定的偏差。

二、模拟式万用表的性能

万用表的性能通常是以最大刻度值和万用表的误差

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来表示。

1、万用表的最大刻度值：

测量项目

最大刻度值

直流电压（V）

交流电压（V）

直流电流（mA）

低频电压（dB）

2、万用表的误差：

测量项目

允差值

直流电压、电流

最大刻度值的

交流电压

最大刻度值的

电阻

度盘长度的

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§1—2模拟式万用表的基本结构

一、刻度盘

模拟式万用表是以指针偏转的形式来指示被测量的大小,因此在刻度盘上有各种量的大小指示刻度,此处不一一说明,授课时以学生手中的万用表为例加以讲解。

表盘上的各条刻度线及符号和字母用以说明各个测量项目的测量结果，因此必须正确理解表盘上的各条刻度线及符号字母的意义。

注意：

用万用表测量时，其表盘刻度线上的“读数”与“实测值”很容易混淆。

“读数”是指从刻度线上直接读出的数值；“实测值”是该读数所代表的被测量的数值，它往往要通过换算获取。

二、表头的工作原理

模拟式万用表是以动圈形直流电流表来指示被测量的大小，因此不论测电压、电流、电阻都经电路转换成驱动电流。

根据电磁感应的左手定则，当有电流流过时，在电磁力的作用下，指针就转动，从而测出被测量的大小。

三、内部电路结构

详见第4页，图1—5，1—6，1—7，1—8

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§1—3模拟式万用表的基本结构使用方法

一、万用表使用前的准备

1、测量用端子

万用表有两支表笔，红和黑，测量时将红色的一支插到“+”端，将黑色的一支插到“-”端

2、表头校正

模拟式万用表在表笔开路时，指针应指在“0”位（可自行调节），在万用表使用前应进行表头校正（零位调整）

3、测量模式和范围的切换

通过调节测量模式和范围开关，可以选择恰当的被测量和测量范围。

对转换开关的要求：

接触可靠、导电性能好、旋转时轻松而有弹性、能听到清脆的响声、旋转定位准确而且不会左右晃动。

4、零欧调整

在测量电阻时，为了提高测量的准确度，在测量前应进行零欧调整。

将两表笔短接，看指针是否指在“0Ω”上，若不在“0Ω”处，可调节表头校正旋钮。

当量程转换时,就需进行调节。

注意：

零位调整能影响零欧调整，而零欧姆调整不会影响零位调整。

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二、万用表的使用方法

一）、万用表电阻挡的使用

1、选挡位、量程

首先将万用表功能开关旋转至电阻测量挡位，然后根据被测量电阻器的阻值，选择合适的量程。

2、零欧调整

将万用表的两个表笔短接后，调节面板上的电位器调零旋钮，使指针指在0Ω的位置上。

每换一次量程都必须重新调零。

3、测量电阻值

右手握持两表笔，左手拿住电阻器的一端，将表笔跨接在被测量电阻器两引线上。

4、读表

将指针在Ω刻度线上的读数与所在电阻挡位对应量程的倍率相乘，即可得到所测的电子值。

如指针在Ω刻度线上的读数为100，量程选择在R×10，则被测电阻值：

R=100×10=1KΩ

5、万用表的使用注意事项及测量电阻需注意的问题

（1）、万用表使用注意事项

1）、使用万表用前，首先要熟悉各转换开关、旋钮、测量插孔、专用插孔的作用，明确每条刻度所对应的

测量项目。

然后根据要测量的项目，来确定转换开关、

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旋钮、插孔应处的位置及使用注意事项，形成一种习惯。

2）、万用表一般应水平放置。

3）、万用表应在良好的环境中使用。

无振动、干燥、无强磁场，温度适宜等。

4）、测量完毕后应将功能开关拨至交流电压最高挡。

5）、经常检查万用表表笔及导线。

防止老化、破损

6）、长期不用万用表应将电池取出。

7）、万用表应定期检验。

（2）、测量电阻注意事项

1）、严禁带电测量电路电阻

2）、检测电容器的漏电电阻时应先将电容器短路放电后再测量

3）、在不使用电阻时，应将功能开关拨到交流电压挡位的最高量程

4）、电池没电要及时更换

5）、检测敏感元件时时间要短。

如：

测热敏电阻时，时间过长，产生的热量会改变其阻值。

6）、注意被测量器件的极限值

7）、变换电阻量程时，必须进行欧姆调零

8）、黑表笔连接电池的正极，红表笔连接电池的负极

9）、测量电阻时，手不要跨接在被测电阻两端

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二）、模拟式万用表电压挡的使用

使用万用表测量电压、电流是整机装配、检测及调试的重要手段。

1、测量步骤

1）、机械调零

在使用前应检查万用表指针是否指定在机械零位上，如果不在零位上，应旋转表盖上的调零旋钮，使指针

指在零位。

无需每次测量前都调零。

2）、选择功能挡位

电压挡有交流电压挡和直流电压挡之分，根据被测信

号是交流电压还是直流电压正确选择功能挡位。

3）、选择量程

确定挡位后，要根据被测电压的大小选择合适的量程，直流电压有2.5V、10V、50V、250V、1000V等五个量程；交流电压有10V、50V、250V、1000V四个量程。

4）、测量

将表笔放置在被测电路或元器件两端，如果测量的是直流电压，要注意极性问题，红表笔放在高电位，黑表笔放在低电位。

注意：

测量时表笔与被测部位要接触准确，不可影响其它电路。

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5）、读表

测量电压时，看第二条刻度线。

注意：

不同的量程表示不同的满度值。

2、注意事项

1）、正确选择测量挡位和量程

交流挡和直流挡不可选错。

量程的选择应使指针偏转在刻度线的1/3—1/2，以减少误差。

2）、测量电压时应将万用表并联在被测电路的两端；测直流电压时要注意极性。

3）、测量电压时精力要集中，表笔接触被测点要准确、稳定，避免触及其它电路，影响测量结果或损坏万用表。

4）、在未知被测电压的大小时，应先将量程选在最大位置1000V。

5）、在经常检查万用表表笔、插座、导线等的完好情况。

三）、模拟式万用表电流挡的使用

1、测量步骤

1）、将量程程开关放置在直流电流挡，根据被测电流选择合适的量程。

2）、测量时，将测试表笔串联在被测电路中，注意极性。

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3）、直流电流的测量值在表盘刻度线的第二条上读

出，方法与测量电压时的识读方法类似。

2、注意事项

1）、一般万用表没有交流电流挡，测量时要注意极性。

2）、不能带电转换挡位量程。

3）、在未知被测电流的大小时，应先将量程选在最大位置2.5A。

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补充：

分立半导体器件识别与检测

半导体器件型号由五部份组成

第一部份：

数字表示，电极数。

如：

二极管，2；三极管，3

第二部份：

字母表示，材料极性。

A，B，C，D

A——N型锗材料三极管：

PNP

C——N型硅材料

B——P型锗材料三极管：

NPN

D——P型硅材料

第三部份：

字母表示，类别

第四部份：

数字表示，序号

第五部份：

字母表示，区别代号

一、半导体二极管的识别与检测

在一个PN结的两端加上引线，然后把它封装在管壳内，就构成了一个二极管。

P区引出的为正极，N区引出的为负极。

PN结具有单向导电性，因此二极管同样具有这个特性。

1、二极管的极性判别

1）、直观识别法

二极管的正、负极一般会在它的管壳上标出。

如二

极管符号、色点或标志环。

国产二极管一般会在正极

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上加色点，进口二极管一般在负极处加标志环。

2）、万用表识别法

利用二极管的单向导电性来判别。

用万用表的R×100或R×1K挡，用红、黑表笔同时接触二极管的两引线，得到一个电阻值，然后对调表笔重新测量，得到另一电阻值，在所测阻值小的一次，黑表笔所接的是二极管的正极，红表笔所接的是二极管的负极。

2、二极管性能的检测

二极管的主要故障有断路、击穿、单向导电性变劣、性能变劣等

1）、单向导电性能的检测

二极管正、反向电阻相差越大，其单向导电性能越好。

通过检测二极管的正向电阻和反向电阻可以方便地判断出管子的导电性能。

一般正向电阻约几十到几百欧，反向电阻可达到几百千欧以上。

A、正、反向电阻都很小或都等零，管子短路

B、正、反向电阻都很大，管子断路

C、正、反向电阻差别不大，管子不具有单向导电性，不能再使用

注意：

检测二极管的正、反向电阻时，不宜使用R×1

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或R×10K档，R×1档，电流太大，易烧坏管子；R×10K档，电压太高，易击穿管子

2）、稳压二极管的检测

极性性判别与普通二极管的判别方法一样，主要介绍稳压管与普通管的识别方法。

先判别二极管的正、负引脚，然后选用万用表的R×10K挡，黑表笔接二极管的负极，红表笔接二极管的正极，若此时测得反向阻值变得很小，说明该管为稳压二极管；反之，测得的反向阻值仍很大，说明该管为普通二极管。

二、晶体三极管的识别与检测

晶体三极管是内部含有两个PN结，外部具有三个电极的半导体器件，属于双极型器件。

三极管具有电流放大和开关作用。

1、晶体三极管的电极判断

三极管由两个PN结组成。

NPN基极——发射极，均为正向PN结

基极——集电极

PNP基极——发射极，均为反向PN结

基极——集电极

（1）、管型与基极的判断

三极管可看成是由两个二极管组成

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1）、红表笔接某一管脚，将黑表笔分别接另外两个管脚，测得两个电阻值

A、两个阻值均较小，则红表笔所接的管脚为PNP管的基极。

B、两个阻值均较大，则红表笔所接的管脚为NPN管的基极。

2）、黑表笔接某一管脚，将红表笔分别接另外两个管脚，测得两个电阻值

A、两个阻值均较小，则黑表笔所接的管脚为NPN管的基极。

B、两个阻值均较大，则黑表笔所接的管脚为PNP管的基极。

（2）、集电极的判别方法

原理：

三极管的正向电流放大系数比反向电流放大系数大的原理为依据来判断。

对于NPN管

将万用表拨到R×1K挡，用红、黑表笔接基极之外的另两个管脚，再用手同时捏住黑表笔所接的电极与B极（注意不能短路），得出一个阻值；然后将红、黑表笔对调重复上述步骤，得另一阻值。

比较两个阻值，较小的一次黑表笔所接的为集电极，红表笔所接的为发射极。

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对于PNP管

将万用表拨到R×1K挡，用红、黑表笔接基极之外的另两个管脚，再用手同时捏住红表笔所接的电极与B极（注意不能短路），得出一个阻值；然后将红、黑表笔对调重复上述步骤，得另一阻值。

比较两个阻值，较小的一次红表笔所接的为集电极，黑表笔所接的为发射极。

2、晶体三极管的性能判断

1）、稳定性判断

检测三极管c—e间电阻时，用手捏住管壳约1分钟，观察表针向右摆动情况，表针向右摆动越快，说明管子的稳定性越差。

一般来说c—e极间电阻越小的管子，其稳定性越差。

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实习：

万用表电阻挡的使用

一、目的：

熟悉万用表的面板结构及其各部分的作用，掌握表盘的标度尺的正确读取，熟练掌握电阻挡的正确使用及注意事项。

能根据二极管管壳上的型号标志，直观地识别二极管的极性、材料、类型；熟练掌握用万用表检测二极管质量的方法；根据三极管外壳上的型号，熟练识别三极管的极性、材料、类型，掌握用万用表检测三极管性能参数及质量的方法。

二、器材：

模拟式万用表1只

一字、十字旋具

各种阻值的电阻器若干

电烙铁心

简单电路一个

国产二极管、三极管若干

进口二极管、三极管若干

三、内容及步骤

1、熟悉万用表表盘上的标度尺功能及字母和符号的意义

2、观看教师使用万用表（电阻挡）的示范操作

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1）、观看万用表使用前的准备工作

A、机械调零

B、把1.5V五号电池及9V电池各一节装入电池夹内

C、把两根测试表笔的短棒插到插座上：

红笔插入“+”插孔，黑笔插入“-”插孔。

2）、观看用万用表电阻挡测量电阻器、电烙铁心的电阻值的示范操作，并能准确读出测量结果。

A、根据标称阻值选择正确的量程，进行欧姆调零

B、示范正确的持表笔和拿电阻的动作

C、读出准确的万用表的指示值

D、计算出被测量的实际值

3、使用万用表电阻挡测量电阻器、电烙铁心的电阻值，并能准确读出测量结果。

4、用万用表电阻挡测量电路中的各点间的电阻值

1）、电路图

参照实验指导说明书

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2）、按下表测量各点间的电阻值

被测量

RAB

RBC

RCD

RAC

RAD

RBD

测量值

5、晶体二极管的直观识别

1）、识别二极管外壳上符号的意义

2）、根据二极管的型号，识别其极性、材料、类型等

6、二极管的检测

1）、用万用表检测二极管的极性、材料及类型

2）、用万用表检测二极管的正、反向电阻值，判别其质量的好坏

7、晶体三极管的直观识别

1）、识别三极管外壳上符号的意义

2）、根据引脚分布规律，识别三极管各引脚的极性

3）、根据三极管的型号规格，识别其材料、类型等

8、三极管的检测

1）、三极管管型（NPN、PNP）的检测

2）、三极管的管脚极性（E、B、C）的检测

3）、三极管的稳定性的检测

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四、实习报告

1、将电阻值的测量结果填入下表中：

序号

标称阻值

测量阻值

实际偏差

万用表量程

2、电路中各点间电阻值的测量结果

被测量

RAB

RBC

RCD

RAC

RAD

RBD

测量值

3、将二极管的直观识别的内容填入下表中：

序号

名称

型号

极性

材料

符号

普通二极管

整流二极管

稳压二极管

进口二极管

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4、将二极管检测的结果填入下表中：

型号

万用表选档

正向

电阻

反向

电阻

材

料

极

性

质量

判别

5、将三极管的直观识别的内容填入下表中：

序号

名称

型号

极性

材料

符号

低频小功率管

高频小功率管

低频大功率管

高频大功率管

6、将三极管检测的结果填入表中：

序号

型号

万用表选挡

三个电极

类型及材料

质量判断

作业：

完成实习报告

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实习：

万用表电压挡、电流挡的使用

一、目的：

通过本课题的技能训练，使学生熟悉模拟式万用表电压挡、电流挡的使用方法，熟悉不同量程测量结果的识读。

掌握数字式万用表电压、电流测量的方法。

二、器材：

模拟式万用表1只

数字式万用表1只

一字、十字旋具

直流稳压电源1台

简单电路一个

三、内容及步骤

1、熟悉模拟式万用表表盘上的标度尺功能及字母和符号的意义

2、熟悉数字式万用表表盘上的字母和符号的意义

3、观看教师使用万用表（电压挡、电流挡）的示范操作

1）、观看万用表使用前的准备工作

A、机械调零

B、把1.5V五号电池及9V电池各一节装入电池夹内

C、把两根测试表笔的短棒插到插座上：

红笔插入“+”插孔，黑笔插入“-”插孔。

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2）、观看用万用表电压挡测量交、直流电压值的示范操作，并能准确读出测量结果。

A、根据实际测量值选择正确的挡位和量程（注意：

在未知被测电压的大小时，应先把量程选在最大位置）

B、示范正确的表笔与被测点的接触的动作及连接方式（并联）

C、读出准确的万用表的指示值

D、计算出被测量的实际值

3）、观看用万用表电流挡测量直流电流值的示范操作，并能准确读出测量结果。

A、根据实际测量值选择正确的量程（注意：

在未知被测电流的大小时，应先把量程选在最大位置）

B、示范正确的表笔与被测点的接触的动作及连接方式（串联）

C、读出准确的万用表的指示值

D、计算出被测量的实际值

电路图

参照实验指导说明书

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四、实习报告

1）、用模拟式万用表的不同量程测量以下各点间电压

被测点

量程

UAB

UAD

UBC

UCD

2.5V

10V

50V

250V

2）、用模拟式万用表的不同量程测量流过各个电阻的电流

被测点

量程

R1

R2

R3

R4

2.5mA

25mA

250mA

2.5A

3）思考：

为什么用不同的量程测量，结果会有出入？

作业：

完成实习报告

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第二章数字万用表的结构与使用方法

数字式万用表是在模拟式万用表的基础上发展起来的，其操作过程简便、测量结果精确、仪表的可靠性、有效性得到进一步提高。

它具有测量速度快、显示清晰、准确度高、分辨率强、测试范围高等特点。

数字式万用表主要有两大部分组成，电量变换部分和数字显示部分。

数字式万用表在测量时，是将各种被测量变换成直流电压量，然后通过A/D转换器，把模拟电压转换成数字量，利用计数器对数字脉冲进行计数，最后经过译码、驱动显示屏，用数字的形式显示出各种电量的大小。

§2—1数字万用表的种类与特点

§2—3数字万用表的使用方法

§2—4数字万用表的使用注意事项

一、分类：

手持式万用表

钳形数字万用表

台式数字万用表

二、特点：

1、显示特点

数字万用表具有显示清晰、直观，读取准确等特点。

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许多数字万用表未完添加了标示符显示功能（单位符合、特殊符合）等。

近年来数字万用表还设置了带模拟图形的双重显示或多重显示模式，使数字万用表的的使用和测量更加方便。

2、测试功能

数字万用表可测量交、直流电压，交、直流电流，电阻，二极管正向压降，晶体管放大系数，电容，电导，温度，频率，峰鸣器等。

新型的数字万用表还添加了读数保持、逻辑测试、自动关机、语音报数等附加功能。

3、显示位数

显示位数确定了万用表的最大显示量程，是数字万用表的非常重要的一种参数。

数字万用表共有九种不同的显示位数。

4、分辨率

分辨率反映数字万用表灵敏度高低的性能参数。

数字万用表共有六种分辨率。

三、数字万用表的外形结构

以学生手上的数字万用表为例加以讲解。

此处不详细说明。

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四、数字万用表的使用方法

1、电阻、电压、电流值的测量

其测量方法与模拟式万用表相同，在测量前要先选好量程。

在不能确定被测值大小时，应先选择最大量程，以免损坏万用表。

2、电容值及损失系数的测量

1）、据电容量选择恰当的量程，把切换开关置“LCΩ”位。

2）、接通电源，调整零位旋钮使显示屏显示0

3）、接入电容，读取显示数字，即为电容值。

4）、把切换开关置“LCD”位，显示屏上即显示损失系数的值。

3、电感值及损失系数的测量

1）、据电感量选择恰当的量程，把切换开关置“LCΩ”位。

2）、接通电源，表笔短接，调整零位旋钮使显示屏显示0

3）、接入电感，读取显示数字，即为电感值。

4）、把切换开关置“LCD”位，显示屏上即显示损失系数的值。

4、电阻值的测量

1）、据电阻值选择恰当的量程，把切换开关置“LCΩ”位。

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2）、接入电阻，读取显示数字，即为电阻值

5、数字万用表的电源

五、使用注意事项

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