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第4章电路元器件参数测量仪器_图文


第 四 章 电 路 元 器 件 参 数 测 量 仪 器
普通高等教育”十一五” 普通高等教育”十一五”国家级规划教材 全国高等职业教育规划教材

电子测量实训教程》 《电子测量实训教程》第3版 电子教案
主编 肖晓萍

机械工业出版社

第 四 章 电 路 元 器 件 参 数 测 量 仪 器
第1 章 第2 章 第3 章 第4 章 第5 章 第6 章 第7 章 第8章 章





电子测量的基本知识 常用电子测量仪器 示波器 电路元器件参数的测量 线性系统频率特性测量和网络分析仪 信号分析和频域测量仪器 数据域测量 虚拟仪器与LabVIEW编程基础 虚拟仪器与 编程基础

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第4章 电路元器件参数的测量 章
本章要点 4.1 万用电桥 4.1.1 电桥的分类及平衡条件 4.1.2 QSl8A型万用电桥 高频Q表 4.2 高频 表 4.2.1 谐振法测量原理 4.2.2 QBG-3型高频Q表 4.3 晶体管特性图示仪 4.3.1 晶体管特性图示仪测量原理 4.3.2 QT-14型晶体管图示仪 4.4 实训 4.5 习题

第 四 章 电 路 元 器 件 参 数 测 量 仪 器 本章要点 电桥法测量元件参数的原理 及万用电桥的使用 谐振法测量元件参数的原理及 Q表的使用 晶体管特性图示仪的测量原理 及使用

第 四 章 电 路 元 器 件 参 数 测 量 仪 器
z1 z3 = z2 z4

4.1 万用电桥
4.1.1电桥的分类及平衡条件 4.1.1电桥的分类及平衡条件
电桥法是一种把被测量与同类性质的已知标准 量相比较,从而确定被测量大小的比较测量 法 。直流电桥如图4-1所示。 交流电桥如图4-2所示。

Z1Z3 =Z 2Z4
z1 z 3 e j (? 1 + ? 3 ) = z 2 z 4 e j (? 2 + ? 4 )

振幅平衡条件 相位平衡条件

?1 +?3 =?2 +?4

第 四 章 电 路 元 器 件 参 数 测 量 仪 器 4.1.2 QS18A万用电桥 万用电桥
1.万用电桥测量元件的原理 万用电桥主要由桥体、交流电源 (即lkHz晶体管 振荡器)、晶体管检流计三部分组成。 电阻测量电桥——惠斯登电桥如图4-3(a) 电容测量电桥——维恩电桥如图4-3(b) 电感测量电桥——麦克斯韦电桥如图4-3(c)

2.QS18A万用电桥的主要技术性能 3. QS18A型万用电桥的使用
QS18A型万用电桥的面板图如图4-4 。

第 四 章 电 路 元 器 件 参 数 测 量 仪 器 4.2 高频 表 高频Q表 4.2.1 谐振法测量基本原理
串联谐振电路如图4-5所示。

谐振频率 谐振角频率 回路总阻抗 回路电流 电抗元件两端电压 回路Q值

f0 =

1 2π LC
1 LC

ω0 =

Z = R

I = I max
Q =

U C = U L = QU
ω 0L
R 1 = ω 0 CR

U = R

第 四 章 电 路 元 器 件 参 数 测 量 仪 器 4.2.2 QBG-3型高频 表 22 型高频Q表 型高频 1.Q表测量元件的原理 表测量元件的原理
QBG-3型高频Q表原理框图如图4-6所示。 (1)测量电感 将被测电感Lx与一个电阻Rx串联接于图4-6 所示的 1、2端之间,A、B之间用短路线连 接。被测电感可由下式求得

1 Lx = 2 ( 2πf o ) C s
(2)测量电容

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fo = 2π

①小于460pF电容的测量采用并联替代法 Cx = Cs1-Cs2 ②大于460pF电容的测量采用串联替代法

fo =
1 L

1 2π
C xC s 2 Cx +Cs 2

LC

s1

C s1 C s 2 Cx = C s 2 ? C s1

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2. QBG-3型高频Q表的主要技术指标 3. QBG-3型高频Q表的使用 QBG-3型Q表的面板图 图4-7

4.3 晶体管特性图示仪 4.3.1晶体管特性图示仪测量原理 晶体管特性图示仪测量原理
晶体管是一种非线性器件,其性能参数 的测量用晶体管特性图示仪,简称图示仪。 ——是一种利用示波器显示原理并在屏幕上 直接显示晶体管特性的测量仪器,在测试特 性曲线时,通过仪器的标尺刻度可以直接测 读被测器件的多种参数。 图4-8

第 四 章 电 路 元 器 件 参 数 测 量 仪 器 4.3.2 QT-14型晶体管图示仪 型晶体管图示仪
1. QT-14型晶体管图示仪的主要技术指标 2. QT-14型晶体管图示仪的使用 图4-9

3. 晶体管参数测试实例
(1)NPN管共发射极输出特性Ic = f (UCE) 的测试 测量接线如图4-8(a)所示。 显示其共射输出特性曲线,如图4-10所示。 (2)β值的测量 方法1:图4-10 方法2:按图4-11a连接电路,显示图形如图 4-11b所示。

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4.4 实训 4.4.1 万用电桥及 表的使用 万用电桥及Q表的使用
一、实验目的 二、实验仪器 三、实验内容及步骤 熟悉QS-18A型万用电桥面板上的各个 开关、旋钮 熟悉QBG-3型Q表面板上的各个开关、 QBG-3 Q 旋钮 电阻测量 电容的测量 电感的测量 四、实验报告

第 四 章 电 路 元 器 件 参 数 测 量 仪 器 4.4.2晶体管特性及参数的测试 晶体管特性及参数的测试
一、实验目的 二、实验仪器 三、实验内容及步骤 熟悉QT-14型晶体管图示仪面板上的各 个开关、旋钮 准备工作 晶体管图示仪基极阶梯调零 3DG6共发射极输入特性曲线 (IB~ UBE)的测量 二极管特性曲线的测试 四、实验报告

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4.5 习题
1、对于图4-14所示的电桥电路,假设 R3=8 ,R2+R4=68 ;当电桥平衡时, Rx=32 ,试求R2、R4的阻值。 2、如图4-15所示电桥测量电容器的容量 及其损耗角正切时,电路的元件有如下数值: Rs=5K, R1=8K , R2=1K ,Cs=200pF, f1=1000Hz,求Cx及D。

图4-14

图4-15

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3、使用QS-18A型万用电桥测量标称 值为90mH的电感线圈,试问: (1)“测量选择”、“量程”和“损耗 倍率”开 关应置于档级? (2)若两个“读数”盘的示值分别为0.9 和 0.098,“损耗平衡”的示值为2.5,则 Lx和Qx各为多少? 4、使用QS18万用电桥测量一电容,当 “量程”开关处于1000pF挡,“损耗倍率 ”为 D x0.01,调节“损耗平衡”为1.2, “读数”两度盘分别为0.4和0.078时电桥平 衡。试问被测电容的容量及损耗因数各为 多少?

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5、使用QBG-3型Q表测量一标称值为 3.8?H的电感线圈,试问: 应将测量信号源的频率调为多少? 当调节主调电容度盘使得Q表指示为最 大时,其度盘的读数为3.9,则被测电感线 圈的电感量为多少? 6、晶体管特性图示仪由哪几个部分组 成?各部分的主要作用是什么? 7、简述测量晶体管输入特性曲线IB = f (UBE)的原理,并画出测量原理图。 8、简述测量二极管的正、反向特性的 原理,并画出测量原理图。

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Z1 Z 3 =Z 2Z 4

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图4-1 直流电桥原理图

图4-2 交流电桥基本电路

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c)麦克斯韦电桥
LX = R A RBC S
RX = RA RB / RS

图4-3 a)惠斯登电桥 b)维恩电桥
RX = RA RB / RS
CX = RBCS / RA

RX = RA RS / RB
D X = ωC S RS

Q X = ωL X / R X = ω C S R S

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4-量程选择开关

5-损耗选择开关 6-指示电表

3-拨动开关

2-“外接”插孔

7-接地端

1-被测端口

8-灵敏度调节 12-测量选择开关 11-损耗平衡调节旋钮 9-读数盘 10-损耗微调旋钮

图4-4 QS18A型万用电桥的面板图

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图4-6 Q表原理框图 图4-5 串联谐振电路

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图4-7 QBG-3型高频Q表面板图

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图4-8 晶体管特性曲线测量原理

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图4-9 QT-14型晶体管特性图示仪面板图

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图4-11 测量IC-IB曲线 图4-10 晶体管共发射极输出特性曲线



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