电子仪器的基本知识

    随着近代的测量范围日益扩大，工业生产中常用的电气测量仪器仪表，除万用表、钳形表和兆欧表等电工仪表外．还包括一些常用的电子仪器。如微伏级电压的测量、千兆赫级频率的测量、电力电缆的故障检测、晶闸管整流系统的调试等，都不是一般电工仪表所能完成的，必须使用电子仪器。因此，对于从事电气工作的专业人员来说，只掌握电工仪表已远远不够，还应掌握电子仪器的基本知识和应用方法，以适应社会发展的需要。

   1)电子仪器的分类

    电子仪器是指利用电子技术原理并以电子器件构成的仪表、仪器及装置的总称。其分类情况如下：

   (1)按功能可分为专用电子仪器和通用电子仪器。

   (2)按工作频段可分为超低频、音频、超音频、高频、超高频电子仪器。

   (3)按测量精度可分为简易测量仪器、精密测量仪器、高精度测量仪器。

   (4)按工作原理可分为模拟式电子仪器和数字式电子仪器。

   (5)按操作方式可分为手动、遥控、程序、自动等电子仪器。

   (6)按结构特点可分为袖珍式、便携式、台式、架式、插件式等电子仪器。

   2)电子测量的基本特点

   (1)测量的频率范围极宽。电子测量的频率范围很宽，其频率低端已进入10-4~10-5Hz量级，而高端已达到4×1010Hz，有的则已进入可见光的范围（约88×1012Hz）。随着科学及测量技术的迅速发展，电子测量的范围正向更宽的频段及全频段方向发展。

   (2)测量的精确度很高。电子测量的精确度可达相当高的水平。目前对时间、频率的测量，其精确度已达到10-13量级左右。数字电压表的分辨率已从毫伏(10-3V)级提高到纳伏(10-9V)级，精确度达百万分之一以上。

   (3)量程很广。电子仪器所测量的范围极其广泛，有些测量仪器的测量范围已达20个量级左右。例如，电压从10-6~105V，电容量从一皮法(10-12F)到若干法拉等。

   (4)易实现测量过程的自动化。电子测量不但快速、准确，而且测量数据可用电子计算机进行处理，因而易实现测量过程的自动化。

   3)电子示波器

    电子示波器是一种能把随时间变化的电过程用图像显示出来的电子显示器。示波器主要用来观察电波形，测量电波形的幅度、频率等参数。示波器能够直接把信号显示在显示屏上，响应非常迅速，细微部分也能清晰分辨。因此，对于电量的测量来说，它是一种极方便有效的测量仪器。在实验室的研制和车间的生产过程中，从元器件的一般测量到大型设备的整机调试，从维护修理到质量检查，从了解电路的功能到检查电路系统中存在的信号波形，都广泛使用各种类型的示波器。

    示波器按用途和特点可分为以下几类：

   (1)通用示波器。通用示波器采用单线示波管，即示波管中装有一个电子枪和一套偏转系统。它是利用高速电子流冲击荧光屏而发光的显示器件，其结构如图6-4所示。通用示波器常有以下两种：一种是单踪型的，在结构上简单一些，通常称为普通示波器；另一种是多踪型的，一般为双踪示波器。

    图6-4    示波管的结构示意图

   (2)多线示波器。多线示波器采用多线示波管（即示波管中装有几个电子枪和几套偏转系统）构成，它能同时观测和比较两个以上的信号。

   (3)采样示波器。采样示波器采用取样技术，将高频信号转换成低频信号，然后进行显示。这种示波器频带很宽，其上限频率可达18GHz。

   (4)记忆示波器。记忆示波器采用记忆示波管，它具有储存和记忆信号的功能。

   (5)特种示波器。特种示波器是能满足特殊用途或具有特殊装置的示波器，如高压示波器、超低频示波器、电视示波器等。

    示波器使用时应注意以下事项：

   (1)使用时机壳必须可靠接地，以保证使用时的安全。当测量对象两端对地有电压（例如，电网主回路中晶闸管电路等）时，由于一般示波器的外壳与输入信号的地线、电源插头的地线相连，一定要把地线拆掉，同时注意示波器的外壳不要和其他与“地”相连的导体相碰，否则在使用时可能会引起严重的短路事故。当地线拆掉后，示波器外壳和输入地线都是带电的，所以操作时一定要按带电操作规程进行操作。

   (2)电源电压要符合要求。如超出使用范围，则应采取稳压措施后再使用。

   (3)开机后亮度调节要适中，而且亮点不要长时间停留在同一点上。

   (4)测量时，被测波形的关键部位要移到屏幕中心，以确保测量精度。

   (5)凡是要测量读数的，不需将相应的微调旋钮调至校准位置，这样读出的格数才是有效的。

   (6)被测信号频率低于几百千赫兹时，可用一般导线连接；被测信号较弱时，应使用屏蔽线连接；测量高频信号时，则应使用高频电缆连接。

   (7)测量探头要专用。若被测信号大于示波器灵敏度最大值时，要使用衰减器，以免烧坏示波器。

   (8)示波器刚关后，不要立即再开，最好等几分钟再开，因为频繁地开关电源对示波器中的元器件有损害，也容易引起电路故障。

   (9)使用时要保证示波器的完整、可靠，应避免在强磁场中使用。

   (10)示波器在长期使用过程中，应保证干燥和清洁，不用时要用布罩住，妥善保管。

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