电工测量 作者 陈惠群第7章 第5～6学时.pptVIP

第二节 数字式万用表基本原理（5～6节） 比例法测量电阻的原理 比例法测量原理如图7-13所示。将ICL7106内部+2.8V基准电压源（E0）作为测试电压，向R0和RX提供测试电流。然后以R0两端的压降作为基准电压UREF，RX两端的压降作为仪表输入电压UIN，有关系式 根据ICL7106的比例读数特性，当RX＝R0，即UIN＝UREF时，仪表显示值N应等于1000。RX＝2R0时为满量程，仪表开始溢出。通常情况下，显示值N等于 这表明显示值仅取决于RX与R0的比值，故称为比例法。 以200Ω电阻挡为例，取R0=100Ω，并代入上式可得到 N＝10RX 将小数点定在十位上即可直读结果。对于其他电阻挡，只需改变电阻单位（kΩ、MΩ）及小数点位置，就能直读结果。 图7-14 电阻挡测量电路 多量程电阻挡的测量电路 测量电路如图7-14所示。为降低测试电压并减小测试电流，+2.8V基准电压E0经过R7、V1分压，获得约+0.65V的测试电压。R1～R6为标准电阻。保护电路由正温度系数热敏电阻RT（500Ω）、晶体管VT以及Cl、R8、R9构成。将VT的集电结短接，利用其发射结反向击穿电压代替稳压管作过压保护。RT可限制VT的反向电流不致过大，防止损坏VT。C1为消噪电容，R8为UREF-端的限流电阻。 一旦误用电阻挡去测量工频交流电，220V交流电便经过RT→VT→COM（模拟地），将VT的发射结反向击穿，电压被钳位于6V左右，保护ICL7106不被损坏。与此同时RT的阻值急剧增大，从而限制了VT的反向击穿电流，使之不超过允许范围。需要指出，上述击穿属于软击穿，一旦去除220V交流输入电压，VT又恢复正常状态。 五、晶体二极管测量原理 利用数字式万用表的二极管挡可以测量二极管的正向压降，测量电路如图7-15所示。 图7-15 晶体二极管测量电路 测量晶体二极管的工作原理 首先把被测二极管的正向压降UZ转换成直流电压，然后由200mV数字电压基本表测量并显示出来。+2.8V基准电压源经过R1、V1、R2向被测二极管V3提供大约1mA的工作电流。二极管正向压降UZ为0.55～0.7V（硅管）或0.15～0.3V（锗管），需经过R3、R4分压后衰减到原来的1/10，才能送至200mV电压基本表，最终显示出UZ值。此时UZ=10UIN，测量UZ的范围是0～2V。由于二极管正向电流IZ≈1mA，故仅适合测量小功率二极管的正向压降。 二极管测量电路中采用了由V1、V2和R2组成的保护电路。如果不小心误用该电路测量220V交流电压，正半周时V1反向偏置而截止，电路不通。负半周时电流通过COM→V1→V2→R2形成回路，可保护电压基本表不受损坏。可以看出，此时的回路电流I＝220V/ R2＝220V/2kΩ＝110mA，限制电阻R2应选2 kΩ／2W的氧化膜电阻，V1、V2则采用耐压值为400V的IN4004 型硅整流二极管。分压电阻R3和 R4应选用误差为±1％的金属膜电阻。 六、晶体三极管hFE测量原理 晶体管的hFE参数表示在共发射极接法时的电流放大倍数，数值上等于集电极电流IC与基极电流IB的比值，即 图7-16 测量晶体管hFE的电路 (a)测量PNP管 (b) 测量NPN管 现以图(b所示的NPN管为例，说明其工作原理。 由Rl和RP组成的偏置电路，可提供大约10μA的基极电流IB。通过晶体管放大后得到的发射极电流IE，在取样电阻R2上形成压降，作为仪表输入电压UIN。因为IB很小，IE≈IC，故 UIN＝IER2＝IC R2＝hFE IB R2 将IB =10μA，R2=10Ω代入上式中，并将UIN的单位取mV，即可得到 UIN＝0.1hFE（mV） 即 hFE＝10UIN 显然，选择200mV数字电压基本表，将UIN的单位取0.1mV，再令小数点消隐后即可直读hFE值