项目4 使用毫伏表-电子测量技术与仪器辅导与练习（第二版）

项目四　 使用毫伏表 学习目标 （１）了解毫伏表的类型、作用； （２）理解毫伏表的工作原理； （３）掌握毫伏表的一般使用方法。 知识要点 １．毫伏表的作用及功能 （１）作用 毫伏表是一种用来测量正弦交流电压的交流电压表，主要用于测量毫伏级、微伏级交 流电压，如压电陶瓷输出信号、热电偶信号、导线压降、电视机和收音机的天线输入的电 压等。 晶体管交流毫伏表只能用来测量正弦交流电压有效值，不能测量直流电压和非正弦 量交流电压的有效值（特殊信号的毫伏表除外）。 （２）功能 毫伏表具有测量交流电压、电平测试和监视输出 ３ 大功能。 有的毫伏表可作放大器 使用。 ２．毫伏表的种类 按照所采用的电路元件不同，可分为电子管毫伏表、晶体管毫伏表、集成电路元件毫 伏表。 根据电路组成方式不同，可分为放大—检波式毫伏表、检波—放大式毫伏表、外差式 毫伏表。 按照测量电压频率高低不同，可分为直流毫伏表、音频毫伏表、视频毫伏表、高频毫伏 表、超高频毫伏表。 按通路多少，可分为单路毫伏表和双通道毫伏表。 按显示方式不同，可分为指针式毫伏表和数字式毫伏表。 ３．毫伏表的性能指标 毫伏表的性能指标主要有：交流电压测量范围、电压频率测量范围、测量电平范围、频 ７６ 率响应误差、固有误差、功率、分辨率等。 ４．ＴＶＴ⁃３２１ 模拟毫伏表的使用 ＴＶＴ⁃３２１ 模拟毫伏表属于放大—检波式仪表，其面板由刻度盘、电源开关、机械调零 旋钮、量程开关、电源指示及信号输入插孔构成。 ＴＶＴ⁃３２１ 测量信号电压的方法： ①水平放置仪器，检查指针是否处于零位，否则调节机械调零旋钮，使之指到零。 ②将量程调到最大挡，将信号输入端短接，打开电源开关。 ③将输入信号线接到被测点上，调节适当的量程使指针处于量程的 ２ ／ ３ 以上区域。 ④读数。 ⑤将量程开关旋转到最大挡，关机，取下信号连接线。 ５．ＳＭ１０３０ 型数字毫伏表的使用 （１）量程选择 ＳＭ１０３０ 型全自动数字毫伏表属于放大—检波式仪表。 在测量信号时，其量程选择可 以是仪器自动选择，也可以是手动选择。 自动模式时，输入信号小于当前量程的 １ ／ １０ 时，自动减小量程；当信号大于当前量程 的 ４ ／ ３ 倍时，自动加大量程。 处于手动模式时，若发现欠压指示灯亮时，应减小量程；若发现过压指示灯亮时，应增 大量程。 （２）操作步骤 ①开机，仪器预热 ３０ ｍｉｎ。 ②选择输入信号的通道为 Ａ 或 Ｂ，并在相应插孔接入信号连接。 ③选择自动或手动模式。 ④读数。 ⑤关机，若关机后再开机需间隔 １０ ｓ。 ６．使用毫伏表的注意事项 ①交流毫伏表只能测量正弦信号的有效值，若要测量其他波形的信号应进行转换，其 表达式为： ＵＸ ＝ ０．９ Ｋ ｆＵａ 式中， ＵＸ 为被测非正弦信号的实际有效值；Ｕａ 为测量非正弦信号时仪器的示值； Ｋ ｆ 为转 换系数，方波为 １，三角波为 １．１５。 ②测量时，一定要注意被测信号的频率是否在仪器的带宽以内；否则，测量出的信号 无任何意义。 解题示例 例 １　 用 ＴＶＴ⁃３２１ 型毫伏表测量信号发生器的输出电压，要求：（１）写出测量的步骤。 （２）若测量信号为三角波信号，而指针位置不变，则三角波的信号有效值是多少？ ８６ 解：（１）测量步骤：①水平放置仪器，检查指针是否处于零位。 ②将量程调到最大挡，将信号输入端短接，打开电源开关。 ③将输入信号线接到被测点上，调节量程为 ３ Ｖ。 ④测量出结果如下图所示，读为 １．９ Ｖ。 ⑤将量程开关旋转到最大挡，关机，取下信号连接线。 （２）若测量信号为三角波信号，则其有效值为： ＵＸ ＝ ０．９Ｋ ｆＵａ ＝ ０．９ × １．１５ × １．９ Ｖ ＝ １．９７ Ｖ 课堂练习题 一、填空题 １．毫伏表可以测量正弦交流信号的　 　 　 　 　 值。 其测量信号频率范围比普通万用 表的范围要　 　 　 　 　 ，其测量的信号幅度的下限比普通万用表　 　 　 　 　 。 ２．毫伏表按电路元件的不同，可分为　 　 　 　 　 毫伏表、　 　 　 　 　 毫伏表和集成电 路元件毫伏表。 ３．音频毫伏表测量信号的频率范围是　 　 　 　 　 、视频毫伏表测量信号的频率范围 是　 　 　 　 　 　 　 。 ４．放大—检波式交流毫伏表的工作原理是先对信号进行　 　 　 　 　 ，再对信号进行 　 　 　 　 　 ，由于信号的频率范围受到放大器带宽的限制，所以一般只能做成　 　 　 　 　 毫伏表。 ５．检波—放大式交流毫伏表的工作原理是先对信号进行　 　 　 　 　 ，再对信号进行 　 　 　 　 　 。 ６．外差式交流毫伏表是先将被测信号变换为固定的　 　 　 　 　 信号，再进行　 　 　 　 　 、　 　 　 　 　 。 其优点是测量信号的频率范围很高，可高达　 　 　 　 　 。 ７．数字式交流毫伏表的电路分为　 　 　 　 　 和　 　 　 　 　 两部分。 ８．ＴＶＴ⁃３２１ 型毫伏表测量信号的频率范围是　 　 　 　 　 ，测量信号的电压范围是　 　 　 　 　 ，测量电平的范围是　 　 　 　 　 。 ９６ ９．在测量电平时，测量值等于　 　 　 　 　 。 １０．ＳＭ１０３０ 型数字毫伏表，处于自动模式时，当输入信号小于当前量程的　 　 　 　 　 时，自动减小量程，当输入信号大于当前量程的　 　 　 　 　 倍时，自动增大量程。 １１．ＳＭ１０３０ 型数字毫伏表开机后，将默认处于　 　 　 　 　 测量状态，输入通道为　 　 　 　 　 通道，量程为　 　 　 　 　 。 １２．ＳＭ１０３０ 型数字毫伏表开机后应预热　 　 　 　 　 ｍｉｎ。 二、选择题 １．以下电路中，测量信号的频率最高的是（　 　 ）。 Ａ．放大—检波式 Ｂ．检波—放大式 Ｃ．外差式 Ｄ．内差式 ２．交流毫伏表可以直接测量（　 　 ）的有效值。 Ａ．方波信号 Ｂ．正弦信号 Ｃ．三角波信号 Ｄ．锯齿波信号 ３．ＳＭ１０３０ 型数字毫伏表，手动测量时的挡位是 ３ Ｖ，被测正弦信号的峰峰值为 １２ Ｖ 时，（　 　 ）指示灯将被点亮。 Ａ．自动 Ｂ．电源指示灯 Ｃ．欠压 Ｄ．过压 ４．ＴＶＴ⁃３２１ 型交流毫伏表属于（　 　 ）。 Ａ．放大—检波式 Ｂ．检波—放大式 Ｃ．外差式 Ｄ．内差式 ５．ＴＶＴ⁃３２１ 型交流毫伏表测量的频率范围为（　 　 ）。 Ａ．１０ Ｈｚ～１０ ＭＨｚ　 Ｂ．１ Ｈｚ～１ ＭＨｚ　 　 　 　Ｃ．１０ Ｈｚ～１ ＭＨｚ Ｄ．１０ Ｈｚ～１ ＭＨｚ 三、判断题 １．ＴＶＴ⁃３２１ 型交流毫伏表可以测量电视信号（高频信号）的有效值。 （　 　 ） ２．ＴＶＴ⁃３２１ 型交流毫伏表在测量方波信号，应将读出的值再乘以 ０．９。 （　 　 ） ３．ＴＶＴ⁃３２１ 型交流毫伏表在开机时，应将量程选到 １ ｍＶ 挡。 （　 　 ） ４．ＴＶＴ⁃３２１ 型交流毫伏表当量程选到 ３０ Ｖ 时，读数应读第一排。 （　 　 ） ５．ＴＶＴ⁃３２１ 型交流毫伏表在读数时为防止视觉误差，应让指针与反光镜中的指针 重合。 （ 　 　 ） ６．检波—放大式交流毫伏表的灵敏度较低，但频率范围较高。 （　 　 ） ７．ＳＭ１０３０ 型交流数字毫伏表可以同时显示两个通道的测量结果。 （　 　 ） ８．ＳＭ１０３０ 型交流数字毫伏表处于自动测量时，过压和欠压指示灯不会被点亮。 （　 　 ） ９．ＳＭ１０３０ 型交流数字毫伏表的自动、欠压和过压指示灯，在测量时总有一个会被 点亮。 （ 　 　 ） １０．ＳＭ１０３０ 型交流数字毫伏表当过压指示灯点亮时，表明此时输入的信号已超过本 机的最大允许值。 （　 　 ） １１．晶体管毫伏表可以用来测量信号的频率。 （２０１５ 年高考真题） （　 　 ） ０７ 四、简答题 １．毫伏表的量程开关置于最小量程时，当输入线（红、黑测试夹）处于开路状态，然而 毫伏表有读数，这种现象正常吗？ 是毫伏表坏了吗？ 为什么？ ２．正弦波信号出现了失真，此时还能用毫伏表进行测量吗？ ３．毫伏表测量某电压时指针如下图所示，在操作正确的情况下： （１）当挡位选择的是 １０ ｍＶ 时，测量值是　 　 　 　 　 。 （２）当挡位选择的是 ３ Ｖ 时，测量值是　 　 　 　 　 。 （３）当挡位选择的是＋４０ ｄＢ 时，测量值是　 　 　 　 　 。 单元检测题 一、填空题 １．毫伏表具有测量　 　 　 　 　 、　 　 　 　 　 和监视输出三大功能。 ２．毫伏表按显示方式可以分为　 　 　 　 　 毫伏表和　 　 　 　 　 毫伏表。 ３．用 ＴＶＴ⁃３２１ 测量峰峰值为 ２８ Ｖ 的正弦信号，应选择的挡位是　 　 　 　 　 。 ４．在使用 ＴＶＴ⁃３２１ 型毫伏表时，应首先检查指针是否处于　 　 　 　 　 ，在测量时，黑 色夹子应与被测电路的　 　 　 　 　 相接，红色夹子应与电路的　 　 　 　 　 相接。 １７ ５．数字毫伏表中 Ｖ ／ Ｆ 变换的意思是　 　 　 　 　 。 ６．外差式电压表既有较高的　 　 　 　 　 ，又有很高的　 　 　 　 　 。 ７．ＴＶＴ⁃３２１ 型毫伏表测量信号电平时，其测量值＝ 　 　 　 　 　 ＋　 　 　 　 　 ，当量程选 为 ２０ ｄＢ，指针为⁃ ４ ｄＢ，则测量值为　 　 　 　 　 ｄＢ。 ８．使用 ＳＭ１０３０ 型毫伏表测量结果如下图所示，此时信号是由　 　 　 　 　 通道输入， 其量程是　 　 　 　 　 ，测量出信号的电压为　 　 　 　 　 ｍＶ。 ９．指针式毫伏表的表盘值是按正弦波的　 　 　 　 　 进行刻度的。 １０．在用毫伏表测量放大器的电压放大倍数时，应确保放大器的信号是 　 　 　 　 　 波，且放大后的输出波形没有产生　 　 　 　 　 。 二、选择题 １．在使用指针式毫伏表的过程中，下列说法错误的是（　 　 ）。 Ａ．在通电前应检查是否需要调零 Ｂ．通电前，应将挡位调到中间挡，这样可以快速调节到适合的挡位 Ｃ．应尽量使指针处于表盘的 ２ ／ ３ 区域 Ｄ．被测量信号频率应小于仪器的带宽 ２．关于 ＳＭ１０３０ 型毫伏表，下列说法不正确的是（　 　 ）。 Ａ．没有视觉读数误差　 　 　 　 　 　 　 Ｂ．可以自动选择量程 Ｃ．可以测量 ７０ μＶ～１００ Ｖ 的电压 Ｄ．属于低频毫伏表 ３．模拟式交流毫伏表有三种电路结构，其中信号灵敏度最低的一种是（　 　 ）。 Ａ．放大—检波式 Ｂ．检波—放大式 Ｃ．外差式 Ｄ．内差式 ４．用 ＴＶＴ⁃３２１ 型毫伏表测量正弦信号的有效值，下列操作步骤正确的是（　 　 ）。 ①将输入夹子短接，将挡位调至最高挡，开机。 　 ②检查是否需要机械调零。 　 　 ③将毫伏表接到被测点上。 　 ④选择合适的量程。 　 ⑤读数。 　 ⑥将挡位调至最 高挡，关机，取下与被测电路的连接线。 Ａ．①③⑤②⑥④ Ｂ．①②④③⑤⑥ Ｃ．②①③④⑤⑥ Ｄ．②③①⑤④⑥ ５．以下仪器中能直接测量频率为 １０ ｋＨｚ 正弦波信号的有效值的仪器是（　 　 ）。 Ａ．频率仪 Ｂ．信号发生器 Ｃ．毫伏表 Ｄ．万用表 ２７ 三、判断题 １．数字毫伏表输入通道的作用是将输入信号变为方波信号。 （　 　 ） ２．ＳＭ１０３０ 型数字毫伏表手动测量的速度比自动测量的速度更快，更精确。 （　 　 ） ３．ＴＶＴ⁃３２１ 型毫伏表只能测量交流信号，不能测量直流信号。 （　 　 ） ４．频率为 １０ ＭＨｚ 的正弦波信号不能用 ＴＶＴ⁃３２１ 来测量其有效值。 （　 　 ） ５．ＳＭ１０３０ 型数字毫伏表自动测量，过压指示灯亮，显示“∗∗∗Ｖ”，表明信号幅度超 过本机的测量范围。 （　 　 ） ６．可以用 ＴＶＴ⁃３２１ 型毫伏表测量市电的有效值。 （　 　 ） ７．１ Ｂ＝ １０ ｄＢ。 （　 　 ） ８．ＳＭ１０３０ 型数字毫伏表自动测量时，手动调节量程的按键将失去作用。 （　 　 ） ９．指针式毫伏表在开机后 １０ ｓ 内指针无规律摆动，是正常现象。 （　 　 ） １０．ＳＭ１０３０ 型数字毫伏表和 ＴＶＴ⁃３２１ 毫伏表的输入阻抗都是 １０ ＭΩ。 （　 　 ） １１．毫伏表既可以测量正弦信号的有效值，也可测量信号的频率。 （　 　 ） 四、简答题 １．ＴＶＴ⁃３２１ 毫伏表在机壳后面有一个 ＧＮＤ ＭＯＤＥ 开关，请问这个开关有什么作用，在 什么情况下使用？ ２．简述使用 ＳＭ１０３０ 型数字毫伏表测量信号电压的操作步骤。 ３．万用表在电压挡最小挡时，表笔处于开路状态，表针不会无规则摆动；而毫伏表处 于电压最小的挡时，输入端开路，表针会无规则摆动。 这两种仪表出现这种现象正常吗？ 为什么？ ３７ 五、作图题 １．作出放大—检波式交流电压表的组成框图。 ２．作出数字式毫伏表的组成框图。 六、应用题 如下图所示的分别是测量某放大器的输入输出信号的电压，问：当输入信号采用 １ Ｖ 挡，输出信号采用 ３０ Ｖ 挡时，分别读出此时的输入输出信号的值，并计算出电路的电压放 大倍数；若放大器的输入信号是锯齿波，则此时输入输出信号的有效值是多少？ ４７ 三、判断题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11            四、简答题 略 项目四 单元检测题 一、填空题 1.交流电压 电平测试 2.指针式 数字式 3. 30V 4. 零刻度线 负极 正极 5.电压/频率 6.上限工作频率 灵敏度 7.量程 指针读数 16 8.A 300 mV 348.4 9.有效值 10.正弦 失真 二、选择题 1 2 3 4 5 B C B B C 三、判断题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10           四、简答题 1. 五、作图题 1. 2. 六、应用题 解：计算电压放大倍数 Ui=0.65V Uo=26V Au=Uo/Ui=40 计算锯齿波 Ui=0.9×1.15×0.65=0.67V Uo=0.9×1.15×26=26.91V 项目五 使用示波器 课堂练习题 一、填空题 1. 模拟示波器、数字示波器 2. 时 时间 3. 显示电路、垂直（Y）放大及衰减电路、水 平（X）放大及衰减电路 4. 示波管 电子管 5.清晰 6. 断续 7. 直流 交流 接地 直流 8. 水平 垂直 9. 锯齿 时间基线 10. 同步 11. CH1 CH2 双踪 12. 亮度 13. 断续 交替 断续 14. 叠加 反相 15. 展宽 压缩 16. CH1 17. 自 动 常态 18. 触发源 触发电平 19. 2.8 20. 0.2 5000 120 80 60% 21. 无关联 有关联 22. 公共端（地） 点 ×1 23. 4.7 212.76 23.5 2 4 0.2 24. 按下 李沙育图 频率 相位 25. DC 水平基线 26. 采样存储 读出 显示 27、220 28、均方根值 29、单位时间内信号的平均幅值 0 30、高电平时 间与周期之比 31、多功能旋钮 功能按钮 控制按钮 触发控制 水平控制 垂直控制 输入通道 外部触发 32、20 33、垂直放大及衰减电路 34、电子 35、顺 36、辉度 二、选择题 1~5：ADBCC 6~10：CDDAC 11~15:ABCBA 16~21:DADDA 三、判断题 1~5：××××√ 6~10：√√×√√ 11~15：√√√√√ 16~22：√×√×√√× 四、作图题 略 五、 简答题