电工测量 教学课件 作者 陈惠群第7章第5～6学时.ppt

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1、第7章数字式万用表第二节数字式万用表基本原理（5～6节）四、电阻测量原理五、晶体二极管测量原理六、晶体三极管测量原理四、电阻测量原理目前生产的数字式万用表绝大多数都采用比例法来测量电阻，它具有电路简单、准确度高等优点，能充分发挥单片A／D转换器本身的优良特性，实现Ω／U转换。即使基准电压存在偏差或发生波动，也不会增加测量误差。比例法测量电阻的原理图7－13比例法测量电阻的原理比例法测量原理如图7-13所示。将ICL7106内部+2.8V基准电压源（E0）作为测试电压，向R0和RX提供测试电流。然后以R0两端的压降作为基准电压UREF，RX两端的压降作为仪表输入电压UI

2、N，有关系式根据ICL7106的比例读数特性，当RX＝R0，即UIN＝UREF时，仪表显示值N应等于1000。RX＝2R0时为满量程，仪表开始溢出。通常情况下，显示值N等于这表明显示值仅取决于RX与R0的比值，故称为比例法。以200Ω电阻挡为例，取R0=100Ω，并代入上式可得到N＝10RX将小数点定在十位上即可直读结果。对于其他电阻挡，只需改变电阻单位（kΩ、MΩ）及小数点位置，就能直读结果。图7-14电阻挡测量电路多量程电阻挡的测量电路测量电路如图7-14所示。为降低测试电压并减小测试电流，+2.8V基准电压E0经过R7、V1分压，获得约+0.65V的测试电压。R1

3、～R6为标准电阻。保护电路由正温度系数热敏电阻RT（500Ω）、晶体管VT以及Cl、R8、R9构成。将VT的集电结短接，利用其发射结反向击穿电压代替稳压管作过压保护。RT可限制VT的反向电流不致过大，防止损坏VT。C1为消噪电容，R8为UREF-端的限流电阻。一旦误用电阻挡去测量工频交流电，220V交流电便经过RT→VT→COM（模拟地），将VT的发射结反向击穿，电压被钳位于6V左右，保护ICL7106不被损坏。与此同时RT的阻值急剧增大，从而限制了VT的反向击穿电流，使之不超过允许范围。需要指出，上述击穿属于软击穿，一旦去除220V交流输入电压，VT又恢复正常状态。五

4、、晶体二极管测量原理利用数字式万用表的二极管挡可以测量二极管的正向压降，测量电路如图7-15所示。图7-15晶体二极管测量电路测量晶体二极管的工作原理首先把被测二极管的正向压降UZ转换成直流电压，然后由200mV数字电压基本表测量并显示出来。+2.8V基准电压源经过R1、V1、R2向被测二极管V3提供大约1mA的工作电流。二极管正向压降UZ为0.55～0.7V（硅管）或0.15～0.3V（锗管），需经过R3、R4分压后衰减到原来的1/10，才能送至200mV电压基本表，最终显示出UZ值。此时UZ=10UIN，测量UZ的范围是0～2V。由于二极管正向电流IZ≈1mA，故仅

5、适合测量小功率二极管的正向压降。二极管测量电路中采用了由V1、V2和R2组成的保护电路。如果不小心误用该电路测量220V交流电压，正半周时V1反向偏置而截止，电路不通。负半周时电流通过COM→V1→V2→R2形成回路，可保护电压基本表不受损坏。可以看出，此时的回路电流I＝220V/R2＝220V/2kΩ＝110mA，限制电阻R2应选2kΩ／2W的氧化膜电阻，V1、V2则采用耐压值为400V的IN4004型硅整流二极管。分压电阻R3和R4应选用误差为±1％的金属膜电阻。六、晶体三极管hFE测量原理晶体管的hFE参数表示在共发射极接法时的电流放大倍数，数值上等于集电极电流I

6、C与基极电流IB的比值，即图7-16测量晶体管hFE的电路(a)测量PNP管(b)测量NPN管现以图(b所示的NPN管为例，说明其工作原理。由Rl和RP组成的偏置电路，可提供大约10μA的基极电流IB。通过晶体管放大后得到的发射极电流IE，在取样电阻R2上形成压降，作为仪表输入电压UIN。因为IB很小，IE≈IC，故UIN＝IER2＝ICR2＝hFEIBR2将IB=10μA，R2=10Ω代入上式中，并将UIN的单位取mV，即可得到UIN＝0.1hFE（mV）即hFE＝10UIN显然，选择200mV数字电压基本表，将UIN的单位取0.1mV，再令小数点消隐后即可直读hFE

7、值。由于E0可提供的电流有限，规定IC≤10mA，hFE＝0～1000。带hFE插口的测量电路如图7-17所示，其特点是利用一个8芯hFE插座来分别测量PNP、NPN管的hFE。为简化电路，基极偏置电路由固定电阻R1或R2组成。R3为取样电阻。为便于插入被测管，hFE插座上有4个E孔，每一侧的两个E孔在内部互相连通。使用时可任选其一。图7-17带hFE插口的测量电路小结1．数字式万用表大多采用比例法来测量电阻，它具有电路简单、准确度高等优点。2．利用数字式万用表的二极管挡可以测量二极管的正向压降，其工作原理是首先把被测二极管的正向压降UZ