【正文】 (2)確定直流電壓的極性。? 示波器測量直流電壓 用示波器測量電壓時，首先應將示波器的垂直偏轉靈敏度微調旋鈕置校準檔，否則電壓讀數不準確。在此由于標準直流電源的內阻很小，一般均小于l?，而電壓表的內阻一般在K?級以上，所以用電壓表直接測量標準電源的輸出電壓，電壓表內阻引起的誤差完全可以忽略不計。圖中Es為大小可調的標準直流電源，測量時，先將標準電源Es置最小，電壓表置較大量程檔，然后緩慢調節(jié)標準電源Es的大小，并逐步減小電壓表的量程檔，直到電壓表在最小量程檔指示為零，此時E＝Es，電壓表中沒有電流流過，電壓表的內阻對被測電路無影響。因此模擬式萬用表的直流電壓檔測量電壓只適用于被測電路等效內阻很小或信號源內阻很小的情況。 測量支流電壓　 檔的內阻為25kΩ,這個電阻并聯在基極與地之間，減小了下偏置電阻，因而測出的UB值比實際值小得多，而測得的UE值由于發(fā)射極輸出阻抗低，儀器內阻的影響小而接近其實際值。如果不直接測量UBE，而是分別測得UB＝﹣，UE＝﹣，計算得UBE＝UB－UE＝。萬用表的直流電壓靈敏度Sv＝20k?／V，選用10V量程檔，理論值為9V，相對誤差為20％，這就是由所用萬用表直流電壓檔的內阻Rv與被測電路等效內阻相比不夠大所引起的，是測量方法不當引起的誤差。 模擬式萬用表測量直流電壓 模擬式萬用表的直流電壓檔由表頭串聯分壓電阻和并聯電阻組成，因而其輸入電阻一般不太大，而且各量程檔的內阻不同，各量程檔內阻Rv＝量程直流電壓靈敏度Sv，因此同一塊表，量程越大內阻越大。 用數字萬用表測量直流電壓時，要選擇合適的量程，當超出量程時會有溢出顯示，如DT990C型數字萬用表，當測量值超出量程時會顯示OL，并在顯示屏左側顯示OVER表示溢出。用它測量直流電壓可直接顯示被測直流電壓的數值和極性，有效數值位數較多，精確度高。 下面介紹實際使用的測方法。它影響到測量值與參考極性之的關系，也影響模擬式電壓表指針的偏轉方向。實際電壓表的的內阻不可能為無窮大，因此直接測量法必定會影響被測電路，造成測量誤差。　　兩種直流電壓 直流電壓的測量方法大體上有直接測量法和間接測量法兩種。 一、直流電壓的測量 電子電路中的直流電壓一般分為兩大類，一類為直流電源電壓，它具有一定的直流電動勢Ｅ和等效內阻R0，（a）所示。 所以，在電子電路中，應根據被測電壓的波形、頻率、幅度、等效內阻，針對不同的測量對象采用不同的測量方法。 (4) 交、直流電壓并存；被測的電壓中常常是交流與直流并存，甚至還夾雜有噪聲干擾等成分。 (2) 電壓范圍廣；電子電路中，電壓范圍由微伏級到千伏以上高壓，對于不同的電壓檔級必須采用不同的電壓表進行測量。電壓的測量對調試電子電路可以說是必不可少的。不少測量儀器也都用電壓來表示。許多電參數，如增益、頻率特性、電流、功率調幅度等都可視為電壓的派生量。(b)所示的海氏電橋適用于測量Ｑ＞10的電感，測量方法和結論與馬氏電橋相同。二、 交流電橋法測量電感 (a)和(b)所示的馬氏電橋和海氏電橋兩種電橋，分別適用于測量品質因數不同的電感。調信號源頻率，使電路自然諧振。 一、諧振法測量電感 ，其中C為標準電感，L為被測電感，Co為被測電感的分布電容。采用一些特殊的制作工藝，可減小分布電容，工作頻率也較低時，分布電容可忽略不計。 電感的測量 電感的主要特性是貯存磁場能。鋁電解電容的漏電阻應超過200k?才能使用。 將萬用表設置在電阻檔，表筆并接在被測電容的兩端，在器件與表筆相接的瞬間，表針擺動幅度越大，表示電容量越大。 (b)所示的并聯電橋，Cx為被測電容，Rx為其等效并聯損耗電阻，測量時，調節(jié)Rn和Cn使電橋平衡，此時 這種電橋適于測量損耗較大的電容器。 (a)所示的串聯電橋，Cx為被測電容，Rx為其等效串聯損耗電阻，由電橋的平衡條件可得　　測量電容的交流電橋 測量時，先根據被測電容的范圍，通過改變R3來選取一定的量程，然后反復調節(jié)R4和Rn使電橋平衡，即檢流計讀數最小，從R4，Rn刻度讀Cx和Dx的值。 一、諧振法測量電容量 將交流信號源、交流電壓表、其中C０為標準電感的分布電容。而引線電感在工作頻率較低時，可以忽略其影響。它由兩片金屬中間夾絕緣介質構成。如果電阻值與環(huán)境溫度有關時還應制造一定的外界環(huán)境。　　　　　　　　　　　　　　　　用示波器測電位器的噪聲三、非線性電阻的測量 非線性電阻如熱敏電阻、二極管的內阻等，它們的阻值與工作環(huán)境以及外加電壓和電流的大小有關，一般采用專用設備測量其特性。 2，用示波器測量電位器的噪聲 ，給電位器兩端加一適當的直流電源Ｅ，Ｅ的大小應不造成電位器超功耗，最好用電池。二、電位器的測量 １．用萬用表測量電位器 用萬用表測量電位器的方法與測量固定電阻的方法相同，先測量電位器兩固定端之間的總體固定電阻，然后測量滑動端對任意一端之間的電阻值，并不斷改變滑動端的位置，觀察電阻值的變化情況，直到滑動端調到另一端為止。由圖可見，電流表測得的電流為流過被測電阻Rx的電流與流過電壓表內阻Rv的電流之和，因此，根據歐姆定律求得的測量值為 R測＝U／Ix＝Ux／(Iv＋Ix)＝Rx∥Rv＜Rx 使用伏安法時，應根據被測電阻的大小，選擇合適的測量電路；如果預先無法估計被測電阻的大小，可以兩個電路都試一下，看兩種電路電壓表和電流表的讀數的差別情況，若兩種電路電壓表的讀數差別比電流表的讀數差別小，則可選擇電壓表前接法，(a)所示電路。由圖可見，電壓表測得的電壓為被測電阻Rx兩端的電壓與電流表內阻RＡ壓降之和。 （a）、（b）所示的兩種測量電路。測量時接上被測電阻，接通電源，通過調節(jié)K和Rn，使電橋平衡即檢流計指示為零，讀出K和Rn的值，即可求得Rx的值。 2．電橋法測量電阻 當對電阻值的測量精度要求很高時，可用電橋法進行測量。 ⑤由于模擬式萬用表電阻檔表盤刻度的非線性，測量誤差也較大，因而一般作粗略測量。例如，不能用萬用表直接測量微安表的表頭內阻，因為這樣做可能使流過表頭的電流超過其承受能力(微安級)而燒壞表頭。 ②當電阻連接在電路中時，首先應將電路的電源斷開，決不允許帶電測量。一、固定電阻的測量 １．萬用表測量電阻 用萬用表的電阻檔測量電阻時，先根據被測電阻的大小，選擇好萬用表電阻檔的倍率或量程范圍，再將兩個輸入端(稱表筆)短路調零，最后將萬用表并接在被測電阻的兩端，讀出電阻值即可。此時，工作于交流電路的電阻的阻值，由于集膚效應、渦流損耗等原因，其等效電阻隨頻率的不同而不同。 電阻的測量 電阻由于其結構上的特點，存在引線電感和分布電容，當工作于低頻時電阻分量起主要作用，電抗分量可以忽略不計。在這個過程中，人們借助于專門的設備，把被測量對象直接或間接地與同類已知單位進行比較，取得用數值和單位共同表示的測量值。 在測量放大囂的放大倍數或觀察其輸入、輸出波形關系時，也要強調放大器、信號發(fā)生器、晶體管毫伏表以及示波器實行共地測量，以此來減小測量誤差與干擾。如果實驗室電源有地線，此項干擾可以排除，否則，由于兩處接地，工作電流在各接地點間產生電壓降或在接地點間產生電磁感應電壓，這些原因也會造成測量上的誤差。 接地不當將被測電路短路 此外，接地時應避免多點接地，而采取一點接地方法，以排除對測量結果的干擾而產生測量誤差。由于雙蹤示波器兩路輸入端的地線都是與機殼相聯的，因此，(a)中，示波器的第一路(CHl)觀測被測電路的輸入信號，連接方式是正確的，而示波器的第二路(CH2)觀測被測電路的輸出信號，連接方式是錯誤的，導致了被測電路的輸出端被短路。正是由于這個原因，毫伏表在使用完畢后，必須將其量程旋鈕置3V以上檔位，并使輸入端短路，否則，一開機，毫伏表的指針會出現打表現象。但是，對于分布參數來說，一般不可能滿足Ｃ1Ｃ4＝Ｃ2Ｃ3，因此示波器的輸入端就有50Hz的市電電流流過，熒光屏上就有50Hz交流電壓信號顯示。(a)所示，ＣＣ2分別為示波器輸入端對電源變壓器初級線圈和大地的分布電容，ＣＣ4分別為機殼對電源變壓器初級線圈和大地的分布電容。 信號線與地線接反引入干擾 如果將信號發(fā)生器和示波器的地線(機殼)相連或兩地線(機殼)分別與實驗室的大地相接，那么，在示波器的熒光屏上就觀測不到任何信號波形，信號發(fā)生器的輸出端被短路。 (a)所示，用示波器觀測信號發(fā)生器的輸出信號，將兩個儀器的信號線分別與對方的地線(機殼)相聯，即兩儀器不共地。在實驗過程中，如果測量方法正確、被測電路和測量儀器的工作狀態(tài)也正常，那么，這種現象很可能就是地線接觸不良造成的。（a） （b）(機殼)或兩地線(機殼)分別接大地，干擾就可消除。由于圖中晶體管毫伏表和信號發(fā)生器的地線沒有相連，因此實際到達晶體管毫伏表輸入端的電壓為被測電壓Ｕx與分布電容ＣＣ4所引入的50Hz干擾電壓ｅCｅC4之和((b)所示)，由于晶體管毫伏表的輸入阻抗很高(兆歐級)，故加到它上面的總電壓可能很大而使毫伏表過負荷，表現為在小量程檔表頭指針超量程而打表。 ，因未接地或接地不良引入干擾的示意圖。如果接地不當，可能會產生實驗者所不希望的結果。三、技術接地 1．接地不良引入干擾 在電子電路實驗中，由信號源、被測電路和測試儀器所構成的測試系統(tǒng)必須具有公共的零電位線(即接地的第二種含義)，被測電路、測量儀器的接地除了保證人身安全外，還可防止干擾或感應電壓竄入測量系統(tǒng)或測量儀器形成相互間的干擾，以及消除人體操作的影響。就可以保證儀器或設備的機殼始終與實驗室大地處于同電位，從而避免了觸電事故。實驗室地線是將大的金屬板或金屬棒深埋在實驗室附近的地下(并用撒食鹽等辦法來減小接地電阻)，然后用粗導線與之焊牢再引入實驗室，分別接入各電源插座的相應位置。否則，零線電流會在大地電阻Ｒd上形成一個電位差。 利用三孔插座進行安全接地 比較安全的辦法是采用三孔插頭座，三孔插座中間較粗的插孔與本實驗室的地線(實驗室的大地)相接，另外兩個較細的插孔，一個接220V相線(火線)，另一個接電網零線（中線），由于實驗室的地線與電網中線的實際節(jié)點不同，二者之間存在一定的大地電阻Ｒd(這個電阻還隨地區(qū)、距離、季節(jié)等變化，一般是不穩(wěn)定的)。為了避免觸電事故的發(fā)生，可在通電后用試電筆檢查機殼是否明顯帶電。通電后，如人體接觸機殼就有可能觸電。二、安全接地 絕大多數實驗室所用的測量儀器和設備都由50Hz，220V的交流電網供電，供電線路的中線(零線)已經在發(fā)電廠用良導體接大地，另一根為相線(又稱為火線)。因此，至少在交流意義上，可以把一個測量系統(tǒng)中的公共聯接點，即電路的地線與儀器或設備的機殼看作同義語。第二種含義是指接電子測量儀器、設備、被測電路等的公共聯接點。第一種含義是指接真正的大地即與地球保持等電位，而且常常局限于所在實驗室附近的大地。 在高頻、脈沖傳輸系統(tǒng)中，傳輸線多數采用50Ω，它比用600Ω系統(tǒng)時，電抗成分影響小，因此，前沿陡的脈沖及高頻的測量比較正確。由此也可見，如果忽略了測量儀器的阻抗，會對結果產生較大影響，實驗中應給予足夠的重視。如果Zm＝Zs，則I ′＝I ／2，測量指示值為真值的1／2倍。 用高輸入阻抗一起測量電壓 另外，一般Zm和Zs是頻率的函數（通常多是頻率越高，阻抗越低），尤其在高頻測量時必須注意這一點。如果Zm＝Zs，V′＝V／2，指示值為實際電壓的1／2。 一、測量儀器和被測電路并聯 以用示波器或數字電壓表測量電路的內部電壓為例，被測電路的輸出阻抗為ZS，內部電壓為U 。這條曲線，由于進行了測量點的平均，在一定程度上減少了偶然誤差的影響，使之較為符合實際情況。這種方法是將各測量點分成若干組，每組含2－4個數據點，然后分別估取各組的幾何重心，再將這些重心連接起來。但我們應用有關誤差理論，可以把各種隨機因素引起的曲線波動抹平，使其成為一條光滑均勻的曲線，這個過程稱為曲線的修勻。因此，測量結果常要用曲線來表示。 ④用對數進行運算時，n位有效數字的數應該用n位對數表 ⑤若計算式中出現如e、π、 等常數時，可根據具體情況來決定它們應取的位數。運算結果的有效數字的位數應取舍成與運算前有效數字位數最少的因子相同。一般應遵循以下規(guī)則： ①當幾個近似值進行加、減運算時，在各數中（采用同一計量單位），以小數點后位數最少的那一個數（如無小數點，則為有效位數最少者）為準，其余各數均舍入至比該數多一位后再進行加減運算，結果所保留的小數點后的位數，應與各數中小數點后位數最少者的位數相同。同時，這種舍入規(guī)則，使有效數字的尾數為偶數的機會增多，能被除盡的機會比奇數多，有利于準確計算。即 ①若保留n位有效數字，； ②若保留n位有效數字，； ③若保留n位有效數字，則當第n位數字為偶數（0，2，4，6，8）時應舍去后面的數字（即末位不變），當第n位數字為奇數（1，3，5，7，9）時，第n位數字應加1（即將末位湊成為偶數）。因為后者的有效數字與儀器的測量誤差不一致。如：頻率計的測量誤差為177。因為小數點后面第二位8所在位已經產生了誤差，所以從小數點后面第三位開始后面的32已經沒有意義了，寫結果時應舍去。 ④如已知誤差，則有效數字的位數應與誤差所在位相一致，即：有效數字的最后一位數應與誤差所在位對齊。 ③對后面帶0的大數目數字，不同寫法其有效數字位數是不同的，例如，3000如寫成3010 2，則成為兩位有效數字；若寫成3103，則成為一位有效數字；如寫成3000177。對有效數字的正確表示，應注意以下幾點： ①與計量單位有關的0不是有效數字，例如。例如，這