登录| 注册    
收藏  点赞 

电子仪器

以电子元件利用电子学原理构成的用以测量电量或非电量的装置、系统与辅助设备。电子仪器的特点是:测量范围宽;灵敏度高;工作频率广;输入阻抗高;可观察电流、电压的波形;可定量地测量信号的频率、幅度、相位、调幅度、频率特性等参数,与传感器配合,可对非电量进行量测。电子仪器分为通用及专用两类。通用电子仪器测量电压、电流、频率、波形、元件参数所用的仪器和各种标准信号发生器。

以电子元件利用电子学原理构成的用以测量电量或非电量的装置、系统与辅助设备。电子仪器的特点是:测量范围宽;灵敏度高;工作频率广;输入阻抗高;可观察电流、电压的波形;可定量地测量信号的频率、幅度、相位、调幅度、频率特性等参数,与传感器配合,可对非电量进行量测。电子仪器分为通用及专用两类。

通用电子仪器

测量电压、电流、频率、波形、元件参数所用的仪器和各种标准信号发生器。如晶体管万用表、真空管电压表、数字电压表、数字频率计,各种类型示波器、晶体管特性图示仪、集成电路参数测试仪、扫频仪、低频和高频信号发生器、脉冲信号发生器等。

真空管电压表

用来测量正弦电压有效值的仪器。它具有输入阻抗高、输入电容小、测量频率范围宽及灵敏度高等特点,常用来测量频带宽、正弦交流电压微弱的有效值,测量电压的范围为1毫伏~300伏,测量频率范围为25赫~200千赫。真空管电压表是一种放大-检波式电压表。仪器由输入分压器、二级放大器、检波指示电路及整流电源等组成。输入分压器由分压电阻和补偿电容构成,以使被测电压衰减成适于放大器输入要求的数值,以扩大测量范围。由分压器输出的电压送入二级交流电压放大器进行放大,以提高仪器的灵敏度,在放大器电路中采用了负反馈,从而改善放大器的频率特性,降低放大器内部的干扰并使放大器的增益稳定。检波指示电路包括峰值检波器和100微安的磁电式表头以及静流补偿电路。由二级交流放大器输出的电压信号,经检波后成为脉动电压,再经RC滤波取出直流成分,被测量电压由磁电式表头指示出有效值。整流电源的作用是将工频交流电转换成供仪器真空管工作的直流电,使仪器能正常工作。

示波器

一种以图形方式显示电信号的电子仪器。示波器还可与其他仪器相结合,测定电路的输入阻抗、输出阻抗,检查各种元器件的参数、电路的工作状态和失真情况,以及对各种非电量的测量。示波器的种类很多,其典型结构框图(图1)组成部分的作用如下:①示波管,用来显示X轴和Y轴输入信号之间函数关系的图形。②X轴和Y轴放大器用来放大输入的信号电压,使加到示波管偏转系统上的电压有足够大的数量级。③X轴和Y轴衰减器,通过固定分压比的衰减器,使输入的被研究信号电压,变为振幅适当的电压加到X轴或Y轴放大器上,以扩展信号电压的测量范围。④扫描发生器,它所产生的锯齿波信号是线性的时间函数,当观察各种信号的波形时,将锯齿波信号输入X轴放大器,使示波管的电子束在屏幕的水平轴向,产生均匀的时间基线,以便研究周期性电信号的幅度A随时间t而变化的特性。⑤同步触发放大器,用来放大和控制取自示波器Y轴放大器的“内”部信号电压,或者工频交流电源电压,或者“外”接信号电压,并注入扫描发生器,使锯齿波信号和同步触发信号之间产生内在的联系,即不但使两者的频率比为整数,并且使两者保持不变的相位关系,使示波管显示出的波形稳定而不动。⑥幅度校准器,用来提供已知电压的校准信号(50赫正弦电压或1千赫、10千赫方波电压),与被研究信号波形的振幅相比较,以间接测量被测信号的电压值。⑦时间校准器,用来提供已知周期的“时标”信号,并注入示波管的阴极K或栅级G上,以改变电子流的大小,这样就能以调辉或调暗方式,叠加在被研究信号的波形上,作为测定周期、脉宽等的时间标尺。⑧电源,电源有多路输出,其输出直流电压有正和负,值为几百伏到10千伏以上。大部分电源采用电子管或晶体管稳压电路。

图1 示波器典型结构框图

示波管是示波器的核心部件,示波器的电路结构是为了满足示波管的工作需要而设计的。

信号发生器

在无线电和电子技术领域中,经常需要使用各种频率、各种波形和各种幅度的信号源,用于测试、调整和检修工作。信号发生器可分为低频信号发生器、高频信号发生器、超高频信号发生器和脉冲信号发生器等。低频信号发生器是用来产生1赫~1兆赫正弦波信号的仪器。它由文氏电桥振荡器、衰减器、电压表及直流稳压电源构成。有的低频信号发生器还设置功率放大器、衰减器、输出匹配变压器及功率放大器保护电路,这种信号发生器除了电压输出外,还可提供功率输出。

专用电子仪器

为适应专业需要而设计的测试仪器。如用于粮食贮藏部门的粮食湿度测量仪(图2),由低频振荡器、测量电桥、测量放大器、指示器和电源组成。振荡器产生频率为1400赫,输出电压的峰值可达10伏的低频正弦波信号。测量电桥由传感器、电容器、电阻和电位器组成。当振荡器输出电压一定时,调节电位器和可变电容器,可使电桥达到平衡状态。电桥的不平衡输出信号能线性地反映粮食的湿度。电桥的不平衡输出经测量放大器放大后,由指示器直接读出粮食湿度。

图2 粮食湿度测量仪示意