万用表和示波器的使用方法

(1)在使用万用表之前,应先进行“机械调零”,即在没有被测电量时  ,使万用表指针指在零电压或零电流的位置上。
　　(2)在使用万用表过程中,不能用手去接触表笔的金属部分  ,这样一方面可以保证测量的准确,另一方面也可以保证人身安全。
(3)在测量某一电量时,不能在测量的同时换档,尤其是在测量高电压或大电流时  ,更应注意。否则,会使万用表毁坏。如需换挡,应先断开表笔,换挡后再去测量。
(4)万用表在使用时,必须水平放置,以免造成误差。同时,  还要注意到避免外界磁场对万用表的影响。
(5)万用表使用完毕,应将转换开关置于交流电压的最大挡。如果长期不使用  ,还应将万用表内部的电池取出来,以免电池腐蚀表内其它器件。
　  
　欧姆挡的使用
　　一、选择合适的倍率。在欧姆表测量电阻时,应选适当的倍率,使指针指示在中值附近。最好不使用刻度左边三分之一的部分,这部分刻度密集很差。
二、使用前要调零。
三、不能带电测量。
四、被测电阻不能有并联支路。
五、测量晶体管、电解电容等有极性元件的等效电阻时,必须注意两支笔的极性。
六、用万用表不同倍率的欧姆挡测量非线性元件的等效电阻时,测出电阻值是不相同的。这是由于各挡位的中值电阻和满度电流各不相同所造成的,机械表中,一般倍率越小,测出的阻值越小。

（一）指针式万用电表
　　使用方法及注意事项
　　（1）机械零位调整：使用前应首先检查指针是否在零位，若不在零位，调整零位调整器，使指针调至零位。
　　（2）正确连接表笔：红表笔应插入标有“+”的插孔，黑表笔插入“-”的插孔。测直流电流和直流电压时，红表笔连接被测电压、电流的正极，黑表笔接负极。
　　用欧姆挡“Ω”判断二极管的极性时，注意“+”插孔是接表内电池的负极，“-”插孔是接表内电池的正极。
　　（3）测量电压时，万用表应与被测电路并联；测量电流时，要把被测电路断开，将万用表串联接在被测电路中。注意：测量电流时应估计被测电流的大小，选择正确的量程，MF500型的保险丝为0.3A～0.5A，被测电流不能超过此值。某些万用表有10A的档位，可以用来测量较大电流。
　　（4）量程转换：应先断电，绝对不容许带电换量程；根据被测量放在正确的位置，切不可使用电流挡或欧姆挡测电压，否则会损坏万用表。
　　（5）合理选择量程挡：测量电压、电流时，应使表针偏转至满刻度的1/2或2/3以上；测量电阻时，应使表针偏转至中心刻度附近（电阻挡的设计是以中心刻度为标准的）。
　　测交流电压、电流时，注意被测量必须是正弦交流电压、电流，而被测信号的频率也不能超过说明书上的规定。
　　测10V以下的交流电压时，应该用10V专用刻度标识读数，它的刻度是不等距的。
　　（6）测电阻时，应先进行电表调零。方法是将两表笔短路，调节“调零”旋钮使指针指在零点（注意欧姆的零刻度在表盘的右侧）。如调不到零点，说明万用表内电池电压不足，需要更换新电池。测量大电阻时，两手不能同时接触电阻，防止人体电阻与被测电阻并联造成测量误差。每变换一次量程，都要重新调零。如果以上方法不能调零，有可能万用表的绕线电阻（阻值约为几欧的电阻）烧断，需拆开进行维修并校正。
　　在表盘上有多条刻度线，对应不同的被测量，读数时要在相应的刻度线上读取数值。为提高测量精度尽量使指针处于中间位置。
　　测量值的读取：将测量时指针所标识的读数乘以量程倍率，才是所测之值。测量电阻时注意手不要接触两表笔或被测电阻的金属端，以免引入人体感应电阻，使读数减小，尤其是对于R×10K档测试影响较大。
　　（7）万用表使用完毕，将转换开关放在交流电压最大挡位，避免损坏仪表。
　　（8）万用表长期不用时，应取出电池，防止电池漏液，腐蚀和损坏万用表内零件，万用表的电池有普通5号（1.5v）和层叠电池（9v）两种。其中9v用于测量10k以上的电阻和判别小电容的漏电情况。
　　（9）由于万用表的电阻档R×10K采用9V电池，不可检测耐压值很低的元件。
　　（二)数字万用表
　　数字万用表，它采用了集成电路模数转换器和数显技术，将被测量的数值直接以数字形式显示出来。数字万用表显示清晰直观，读数正确，与模拟万用表相比，其各项性能指标均有大幅度的提高。
　　使用方法及注意事项
　　（1）插孔的选择  数字万用表一般有四个表笔插孔，测量时黑表笔插入COM插孔，红表笔则根据测量需要，插入相应的插孔。测量电压和电阻时，应插入V、Ω插孔；测量电流时注意有两个电流插孔，一个是测量小电流的，一个是测量大电流的，应根据被测电流的大小选择合适的插孔。
　　（2）测量量程的选择
　　根据被测量选择合适的量程范围，测直流电压置于DCV量程、交流电压置于ACV量程、直流电流置于DCA量程、交流电流置于ACA量程、电阻置于Ω量程。
　　·当数字万用表仅在最高位显示“1”或“－1”时，说明已超过量程，须调整量程。
　　·用数字万用表测量电压时，应注意它能够测量的最高电压（交流有效值），以免损坏万用表的内部电路。
　　·测量未知电压、电流时，应将功能转换开关先置于高量程挡，然后再逐步调低，直到合适的挡位。
　　·测量交流信号时，被测信号波形应是正弦波，频率不能超过仪表的规定值，否则将引起较大的测量误差。
　　·测量10欧以下的小电阻时，必须先短接两表笔测出表笔及连线的电阻，然后再测量中减去这一数值，否则误差较大。
　　（3）与模拟表不同，数字万用表红表笔接内电池的正极，黑表笔接内部电池的负极。测量二极管时，将功能开关置于“  ”挡，这时的显示值为二极管的正向压降，单位为V。若二极管接反，则显示为“1”.
　　（4）测量晶体管的hfe时，由于工作电压仅为2.8V，测量的只是一个近似值。
　　（5）测量完毕，应立即关闭电源；若长期不用，则应取出电池，以免漏电。
　　(三)万用表的测量方法
　　1.测电阻
　　（1）测量时电路要先断电，
　　（2）实际测量中选择万用表不同档位测量同一电阻，测的结果会有差别，具体情况具体分析
　　（3）测量集成电路或晶体管时，由于PN结的作用，需进行正反两次测量。
　　2.测电压
　　（1）利用测量元件“压降”的方法检查电路是否正常
　　（2）测量电压超过24V时，双手一定要拿在表笔的绝缘处，以防触电危险。
　　3.测电流
　　（1）直接测量法
　　（2）间接测量法：测量电路中电阻两端的电压，通过计算求得电流值。
　　(四)示波器
　　示波器是利用电子射线的偏转来复现电信号瞬时值图像的一种仪器。不但可以象电压表、电流表、功率表测量信号幅度，也可以象频率计、相位计那测试信号周期、频率和相位；而且还能测试调制信号的参数，估计信号的非线性失真等。
　　Y通道是由Y轴衰减器和Y轴放大器组成部分的，以适应观察不同幅度的各种电信号。X通道中的扫描电路是一个能连续产生周期性线性电压的锯齿波发生器。为了能在荧光屏上看到一个稳定的待测信号波形，必须使锯齿波电压的周期是待测信号周期的整数倍。图中同步电路的作用就是用来迫使锯齿波电压的周期满足上述要求的。其中“内”同步是利用被测信号强迫同步。而“外”同步则是利用外部所加的电压强迫同。X通道中还有一个外部输入（X输入），有了它可以扩展示波器的功能，观察Y=f（X）的图形。例如测二极管的伏安特性，电机的转矩特性等。
　　另外还有示波器及电源系统，辅助性调节电路（亮度、聚焦、垂直和水平位移等）以及示波器电源和校正信号等。校正信号发生器是专门用来产生频率和幅度都是固定的连续方波（幅度0.5V，频率1KHz），以校准X轴及Y轴的刻度。
　　示波器的使用
　　1.示波器测量电流
　　测量时需要一个精度高、阻值很小而且是已知的无感电阻器，测得电压后根据欧姆定律换算成实测电流值。
　　2.示波器测量电压
　　（1）被测信号频率较低：可采用探头。如果信号幅度较小，用10：1探头灵敏度太低时，可直接用屏蔽线连接示波器Y轴输入端与测试点。
　　（2）被测信号频率较高：用探头要比用屏蔽线或普通电缆失真小，精度高。但测试距离将受探头电缆长度的限制，其灵敏度将随探头的衰减而有所下降。一般测量高频时可采用同轴电缆。
　　测交流电压，一般是测量交流电压波形的峰值电压或某两点的电位差值。其测量结果经过计算得出被测两点间的电位差。即用屏面上被测两点之间的垂直偏转距离乘以Y轴偏转灵敏度，即被测两点间的电位差。
　　测直流电压，所用示波器频响必须是从直流开始。首先调节垂直位移按钮，使扫描线处于某一水平刻度线上作为零电平线，输入被测电压信号，测出扫描线从零电平偏移的垂直距离，即被测直流电压＝垂直偏转距离×Y轴偏转灵敏度×探头衰减系数。
　　3.示波器测量波形时间
　　示波器水平扫描开关微调在校准位置时，扫描开关各档的刻度值，表示屏幕上水平刻度所代表的时间值。因此示波器可以直接测得整个波形（或波形的任何部分）。
　　4.示波器测量频率
　　可利用时间测量法确定频率。
　　5.示波器测量相位
　　用于双踪示波器，在示波器屏幕上同时显示两条光迹，按坐标刻度测量这两条光迹有关点间的距离，将测得的距离换算成相位差。

1  示波器的原理和使用方法  在数字电路实验中，需要使用若干仪器、仪表观察实验现象和结果。常用的电子测量仪器有万用表、逻辑笔、普通示波器、存储示波器、逻辑分析仪等。万用表和逻辑笔使用方法比较简单，而示波器是一种使用非常广泛，且使用相对复杂的仪器。本章从使用的角度介绍一下示波器的原理和使用方法。      1  示波器工作原理        示波器是利用电子示波管的特性，将人眼无法直接观测的交变电信号转换成图像，显示在荧光屏上以便测量的电子测量仪器。它是观察数字电路实验现象、分析实验中的问题、测量实验结果必不可少的重要仪器。示波器由示波管和电源系统、同步系统、X轴偏转系统、Y轴偏转系统、延迟扫描系统、标准信号源组成。        1．1  示波管    阴极射线管(CRT)简称示波管，是示波器的核心。它将电信号转换为光信号。正如图1所示，电子枪、偏转系统和荧光屏三部分密封在一个真空玻璃壳内，构成了一个完整的示波管。

一般的信号发生器无非调节输出的频率，幅度，高端的就有很多功能，详细去阅读使用手册；示波器就是用来检测观察信号的波形，数字示波器一般会有Auto功能，最好能仔细学习使用手册，要使用好示波器的所有功能不是一两句话就能说明的；万用表是最简单的电工仪表，使用时只要看好输入孔，拧好所要测试的档位就行。

万用表的基本原理是利用一只灵敏的磁电式直流电流表（微安表）做表头。当微小电流通过表头，就会有电流指示。但表头不能通过大电流，所以，必须在表头上并联与串联一些电阻进行分流或降压，从而测出电路中的电流、电压和电阻。
由示波管的原理可知，一个直流电压加到一对偏转板上时，将使光点在荧光屏上产生一个固定位移，该位移的大小与所加直流电压成正比。如果分别将两个直流电压同时加到垂直和水平两对偏转板上，则荧光屏上的光点位置就由两个方向的位移所共同决定。

在数字电路实验中，需要使用若干仪器、仪表观察实验现象和结果。常用的电子测量仪器有万用表、逻辑笔、普通示波器、存储示波器、逻辑分析仪等。万用表和逻辑笔使用方法比较简单，而逻辑分析仪和存储示波器目前在数字电路教学实验中应用还不十分普遍。示波器是一种使用非常广泛，且使用相对复杂的仪器。本章从使用的角度介绍一下示波器的原理和使用方法。
 
 1  示波器工作原理
 
   示波器是利用电子示波管的特性，将人眼无法直接观测的交变电信号转换成图像，显示在荧光屏上以便测量的电子测量仪器。它是观察数字电路实验现象、分析实验中的问题、测量实验结果必不可少的重要仪器。示波器由示波管和电源系统、同步系统、X轴偏转系统、Y轴偏转系统、延迟扫描系统、标准信号源组成。
   1．1  示波管
   阴极射线管(CRT)简称示波管，是示波器的核心。它将电信号转换为光信号。正如图1所示，电子枪、偏转系统和荧光屏三部分密封在一个真空玻璃壳内，构成了一个完整的示波管。
图1  示波管的内部结构和供电图示
 
   1．荧光屏
   现在的示波管屏面通常是矩形平面，内表面沉积一层磷光材料构成荧光膜。在荧光膜上常又增加一层蒸发铝膜。高速电子穿过铝膜，撞击荧光粉而发光形成亮点。铝膜具有内反射作用，有利于提高亮点的辉度。铝膜还有散热等其他作用。
   当电子停止轰击后，亮点不能立即消失而要保留一段时间。亮点辉度下降到原始值的10％所经过的时间叫做“余辉时间”。余辉时间短于10μs为极短余辉，10μs—1ms为短余辉，1ms—0．1s为中余辉，0．1s-1s为长余辉，大于1s为极长余辉。一般的示波器配备中余辉示波管，高频示波器选用短余辉，低频示波器选用长余辉。
   由于所用磷光材料不同，荧光屏上能发出不同颜色的光。一般示波器多采用发绿光的示波管，以保护人的眼睛。
   2．电子枪及聚焦
   电子枪由灯丝(F)、阴极(K)、栅极(G1)、前加速极(G2)(或称第二栅极)、第一阳极(A1)和第二阳极(A2)组成。它的作用是发射电子并形成很细的高速电子束。灯丝通电加热阴极，阴极受热发射电子。栅极是一个顶部有小孔的金属园筒，套在阴极外面。由于栅极电位比阴极低，对阴极发射的电子起控制作用，一般只有运动初速度大的少量电子，在阳极电压的作用下能穿过栅极小孔，奔向荧光屏。初速度小的电子仍返回阴极。如果栅极电位过低，则全部电子返回阴极，即管子截止。调节电路中的W1电位器，可以改变栅极电位，控制射向荧光屏的电子流密度，从而达到调节亮点的辉度。第一阳极、第二阳极和前加速极都是与阴极在同一条轴线上的三个金属圆筒。前加速极G2与A2相连，所加电位比A1高。G2的正电位对阴极电子奔向荧光屏起加速作用。
   电子束从阴极奔向荧光屏的过程中，经过两次聚焦过程。第一次聚焦由K、G1、G2完成，K、K、G1、G2叫做示波管的第一电子透镜。第二次聚焦发生在G2、A1、A2区域，调节第二阳极A2的电位，能使电子束正好会聚于荧光屏上的一点，这是第二次聚焦。A1上的电压叫做聚焦电压，A1又被叫做聚焦极。有时调节A1电压仍不能满足良好聚焦，需微调第二阳极A2的电压，A2又叫做辅助聚焦极。
   3．偏转系统
   偏转系统控制电子射线方向，使荧光屏上的光点随外加信号的变化描绘出被测信号的波形。图8．1中，Y1、Y2和Xl、X2两对互相垂直的偏转板组成偏转系统。Y轴偏转板在前，X轴偏转板在后，因此Y轴灵敏度高(被测信号经处理后加到Y轴)。两对偏转板分别加上电压，使两对偏转板间各自形成电场，分别控制电子束在垂直方向和水平方向偏转。
   4．示波管的电源
   为使示波管正常工作，对电源供给有一定要求。规定第二阳极与偏转板之间电位相近，偏转板的平均电位为零或接近为零。阴极必须工作在负电位上。栅极G1相对阴极为负电位(—30V~—100V)，而且可调，以实现辉度调节。第一阳极为正电位(约+100V~+600V)，也应可调，用作聚焦调节。第二阳极与前加速极相连，对阴极为正高压(约+1000V)，相对于地电位的可调范围为±50V。由于示波管各电极电流很小，可以用公共高压经电阻分压器供电。
   1.2  示波器的基本组成
   从上一小节可以看出，只要控制X轴偏转板和Y轴偏转板上的电压，就能控制示波管显示的图形形状。我们知道，一个电子信号是时间的函数f(t)，它随时间的变化而变化。因此，只要在示波管的X轴偏转板上加一个与时间变量成正比的电压，在y轴加上被测信号(经过比例放大或者缩小)，示波管屏幕上就会显示出被测信号随时间变化的图形。电信号中，在一段时间内与时间变量成正比的信号是锯齿波。
   示波器的基本组成框图如图2所示。它由示波管、Y轴系统、X轴系统、Z轴系统和电源等五部分组成。