化学实验常用仪器 模电实验教学第一课--常用电子仪器的使用
通常模电实验第一课“常用电子仪器的使用”包括仪器功能介绍、操作方法和注意事项。结合本人多次的教学经验,考虑到学生经常使用并且问题出现较多的仪器,本文将重点介绍函数信号发生器、毫伏表、示波器的功能、操作方法以及注意事项,并对本次实验操作中常见的问题提出解决方法。 一、函数信号发生器等四种仪器的功能 函数信号发生器按需要输出正弦波、方波、三角波三种信号波形。输出电压最大可达20VP-P。通过输出衰减开关和输出幅度调节旋钮,可使输出电压在毫伏级到伏级范围内连续调节。函数信号发生器的输出信号频率可以通过频率分档开关进行调节。函数信号发生器作为信号源,它的输出端不允许短路。 交流毫伏表只能在其工作频率范围之内,用来测量正弦交流电压的有效值。为了防止过载而损坏,测量前一般先把量程开关置于量程较大位置上,然后在测量中逐档减小量程。 万用表是一种多功能、多量程的测量仪表,一般万用表可测量直流电流、直流电压、交流电流、交流电压、电阻等,有的还可以测电容量、电感量及半导体的一些参数(如β)。 示波器是一种用途很广的电子测量仪器,它既能直接显示电信号的波形,又能对电信号进行各种参数的测量。根据被测波形在屏幕坐标刻度上垂直方向所占的格数(p或cm)与“Y轴灵敏度”开关指示值(v/p)的乘积,即可算得信号幅值的实测值。根据被测信号波形一个周期在屏幕坐标刻度水平方向所占的格数(p或cm)与“扫速”开关指示值(t/p)的乘积,即可算得信号频率的实测值。 二、函数信号发生器等四种仪器使用注意事项 函数信号发生器的输出衰减开关可以将信号衰减10倍、100倍或1000倍。如要想得到10mv的信号,就要用到衰减,这对模电实验中的各类放大器实验非常重要,如果输入信号超过晶体管的最大输入电压,就会击穿三极管。 毫伏表为电压有效值的测量仪器,有两个读数刻度盘:最大值为1的刻度盘和最大值为3的刻度盘。当量程为10nV,n为整数,对应的读数刻度盘为前者,当量程为3×10nV,n为整数,对应的读数刻度盘为后者。实际工作中一般把被测量指示范围选择在仪表标度尺满刻度的2/3以上,以确保测量误差较小。 在使用万用表时,首先检查万用表的状态,将万用表档位开关打到电阻档,把红笔和黑笔两表笔金属头搭接到一起,电阻显示为0时,证明万用表表完好,可以使用。然后将万用表档位开关旋转到需要的档位,将红、黑表笔插到万用表相应的测试插孔,并搭接到测试点进行测量。需要注意的是先选择合适的量程档位再进行测量,一定要区分交、直流信号,电压、电流。当万用表显示“1□□□”时,表明是超量程或断路(测电阻时)需要做相应的处理。 示波器是学生较难掌握的常用仪器,结合多年的实验教学经验,总结如下:(1)接通电源后,找不到波形。首先检查波形亮度设置是否太小,再者Y轴灵敏度是否太小,波形太大不在显示屏内;(2)波形不稳定。首先选择自动触发旋钮,一般情况下波形就可以稳定下来,再者调节扫描速率旋钮,若波形抖动剧烈,并出现多个波形,把扫描速率调大,或者检查示波器测量探头的测试端和接地端是否接反;(3)显示屏上为一条粗线,则需把扫描速率调小,Y轴灵敏度调大;(4)波形幅值大小异常,检查示波器探头是否为10×,或者100×,保证探头衰减处在为1×。 三、实际应用 图1 两波形间相位差测量电路
在模电实验箱上搭接简单小电路,并加入一定的交直流输入信号,用毫伏表和示波器进行测试,综合使用这些仪器。例如图1电路,输入端加入1kHz、2V正弦波信号,在输出端会获得两个具有一定相位差的正弦波信号,根据电路参数相位差理论值。 总结:在打好了仪器使用的基础后,做其他实验就会得心应手。在本次实验中应鼓励学生多动手多思考,注意加强学生独立完成实验的能力,重点培养学生独立设计电路、完成调试的能力。
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