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電子電路測(cè)量的基本方法
電子電路測(cè)量的基本方法
1 電子電路測(cè)量的基本方法1.1靜態(tài)測(cè)量和動(dòng)態(tài)測(cè)量靜態(tài)測(cè)量和動(dòng)態(tài)測(cè)量是根據(jù)測(cè)量過(guò)程中被測(cè)量是否隨時(shí)間變化來(lái)區(qū)分的。前者是指測(cè)量時(shí)，被測(cè)電路不加輸入信號(hào)或只加固定電位，如放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量；后者是指在測(cè)量時(shí)，被測(cè)電路需加上一定頻率和幅度的輸入信號(hào)，如放大器增益的測(cè)量。1.2 直接測(cè)量法和間接測(cè)量法 1.直接測(cè)量法使用按已知標(biāo)準(zhǔn)定度的電子儀器，對(duì)被測(cè)量值直接進(jìn)行測(cè)量，從而測(cè)得其數(shù)據(jù)的方法，稱為直接測(cè)量法。例如用電壓表測(cè)量交流電源電壓等。需要說(shuō)明的是，直接測(cè)量并不意味著就是用直讀式儀器進(jìn)行測(cè)量，許多比較式儀器雖然不一定能直接從儀器度盤(pán)上獲得被測(cè)量之值，但因參與測(cè)量的對(duì)象就是被測(cè)量，所以這種測(cè)量仍屬直接測(cè)量。一般情況下直接測(cè)量法的度比較高。2.間接測(cè)量法使用按照已知標(biāo)準(zhǔn)定度的電子儀器，不直接對(duì)被測(cè)量值進(jìn)行測(cè)量，而對(duì)一個(gè)或幾個(gè)與被測(cè)量具有某種函數(shù)關(guān)系的物理量進(jìn)行直接測(cè)量，然后通過(guò)函數(shù)關(guān)系計(jì)算出被測(cè)量值，這種測(cè)量方法稱為間接測(cè)量法。例如，要測(cè)量電阻的消耗功率，可以通過(guò)直接測(cè)量電壓、電流或測(cè)量電流、電阻，然后根據(jù)P=UI=I2R=U2/R求出電阻的功率。 有的測(cè)量需要直接測(cè)量法和間接測(cè)量法兼用，稱為組合測(cè)量法。例如將被測(cè)量和另外幾個(gè)量組成聯(lián)立方程，通過(guò)直接測(cè)量這幾個(gè)量zui后求解聯(lián)立方程，從而得出被測(cè)量的大小。1.3直讀測(cè)量法與比較測(cè)量法直讀測(cè)量法是直接從儀器儀表的刻度上讀出測(cè)量結(jié)果的方法。如一般用電壓表測(cè)量電壓；利用頻率計(jì)測(cè)量信號(hào)的頻率等都是直讀測(cè)量法。這種方法是根據(jù)儀器儀表的讀數(shù)來(lái)判斷被測(cè)量的大小，這種方法簡(jiǎn)單方便，因而被廣泛采用。比較測(cè)量法是在測(cè)量過(guò)程中，通過(guò)被測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)直接進(jìn)行比較而獲得測(cè)量結(jié)果的方法，電橋就是典型的例子，它是利用標(biāo)準(zhǔn)電阻（電容、電感）對(duì)被測(cè)量進(jìn)行測(cè)量。1.4測(cè)量方法的選擇采用正確的測(cè)量方法，可以得到比較的測(cè)量結(jié)果，否則會(huì)出現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確或錯(cuò)誤，甚至?xí)霈F(xiàn)損壞測(cè)量?jī)x器或損壞被測(cè)設(shè)備和元件等現(xiàn)象。例如用萬(wàn)用表的 R × 1 檔測(cè)量小功率三極管的發(fā)射結(jié)電阻時(shí)，由于儀表的內(nèi)阻很小，使三極管基極注入的電流過(guò)大，結(jié)果晶體管尚未使用就可能會(huì)在測(cè)試過(guò)程中被損壞。在選擇測(cè)量方法時(shí)，應(yīng)首先考慮被測(cè)量本身的特性、所處的環(huán)境條件、所需要的程度以及所具有的測(cè)量設(shè)備等因素，綜合考慮后正確地選擇測(cè)量方法、測(cè)量設(shè)備并編制合理的測(cè)量程序，才能順利地得到正確的測(cè)量結(jié)果。1.5電子測(cè)量?jī)x器的放置 在電子測(cè)量中完成一項(xiàng)電參量的測(cè)量，往往需要數(shù)臺(tái)測(cè)量?jī)x器及各種輔助設(shè)備。例如，要觀測(cè)負(fù)反饋對(duì)單級(jí)放大器的影響，就需要低頻信號(hào)發(fā)生器、示波器、電子電壓表及直流穩(wěn)壓電源等儀器。電子測(cè)量?jī)x器擺放位置、連接方法等是否合理都會(huì)對(duì)測(cè)量過(guò)程、測(cè)量結(jié)果及儀器自身安全產(chǎn)生影響。因此要注意以下兩點(diǎn)：1．進(jìn)行測(cè)量前應(yīng)安排好電子測(cè)量?jī)x器的位置放置儀器時(shí)，應(yīng)盡量使儀器的指示電表或顯示器與操作者的視線平行，以減少視差；對(duì)那些在測(cè)量中需頻繁操作的儀器，其位置的安排應(yīng)方便操作者的使用；在測(cè)量中當(dāng)需要兩臺(tái)或多臺(tái)儀器重疊放置時(shí)，應(yīng)把重量輕、體積小的儀器放在上層；對(duì)散熱量大的儀器還要注意它的散熱條件及對(duì)鄰近儀器的影響。2．電子測(cè)量?jī)x器之間的連線電子測(cè)量?jī)x器之間的聯(lián)線除了穩(wěn)壓電源輸出線，其它的信號(hào)線要求使用屏蔽導(dǎo)線，而且要盡量短，盡量做到不交叉，以免引起信號(hào)的串?dāng)_和寄生振蕩。例如在圖1-1所示的儀器布置中，（a）、(c)的布置和連線是正確的，（b）的連線過(guò)長(zhǎng)，（d）連線有交叉，這兩種情況都是不妥當(dāng)?shù)摹?圖 A-1 儀器的布置和連線1.6電子測(cè)量?jī)x器的接地電子測(cè)量?jī)x器的接地有兩層意義，一是以保障操作者人身安全為目的的安全接地，二是以保證電子測(cè)量?jī)x器正常工作為目的的技術(shù)接地。1．安全接地安全接地的“地”是指真正的大地，即實(shí)驗(yàn)室大地。大多數(shù)電子測(cè)量?jī)x器一般都使用220V交流電源，而儀器內(nèi)部的電源變壓器的鐵芯及初、次級(jí)之間的屏蔽層都直接與機(jī)殼連接，正常時(shí)，絕緣電阻一般很大（達(dá)100MΩ），人體接觸機(jī)殼是安全的；當(dāng)儀器受潮或電源變壓器質(zhì)量不佳時(shí)，絕緣電阻會(huì)明顯下降，人體接觸機(jī)殼就可能觸電，為了消除隱患要求接地端良好接地。2．技術(shù)接地技術(shù)接地是一種防止外界信號(hào)串?dāng)_的方法。這里所說(shuō)的“地”，并非大地，而是指等電位點(diǎn)，即測(cè)量?jī)x器及被測(cè)電路的基準(zhǔn)電位點(diǎn)。技術(shù)接地一般有一點(diǎn)接地和多點(diǎn)接地兩種方式。前者適用于直流或低頻電路的測(cè)量，即把測(cè)量?jī)x器的技術(shù)接地點(diǎn)與被測(cè)電路的技術(shù)接地點(diǎn)連在一起，再與實(shí)驗(yàn)室的總地線（大地）相連；多點(diǎn)接地則應(yīng)用于高頻電路的測(cè)量。