项目1 常见电子元器件的认知及测量仪表的使用
学习目标
1.知识目标
(1)了解常用元器件的概况。
(2)掌握常见电阻、电位器元件的基本特性：电阻及电位器的结构与符号、电阻及电位器的分类及特点、电阻及电位器的使用及选用原则、电阻及电位器的特性测试等。
(3)掌握常见电感元件的基本特性：电感的结构与符号、电感的分类及特点、电感的使用及选用原则等。
(4) 掌握常见电容元件的基本特性：电容的结构与符号、电容的分类及特点、电容的使用及选用原则等。
(5) 掌握常用测量仪表(万用表、直流稳压电源、波形发生器、示波器等)的使用，了解各种测量仪器的特点、分类和工作原理。
2.技能目标
(1)掌握利用万用表测量电压、电流、电阻、电容等特性参数的方法。 (2)掌握直流稳压电源、信号发生器、示波器的使用。
(3)掌握利用信号发生器输出相应幅值和频率的波形的方法，以及利用示波器测试信号发生器输出波形的特性参数的方法。
生活提点
生活中经常用到各种电器，如计算机、手机、随身听、剃须刀等，包括将要制作的音频放大器，不管这些电器的电路是简单还是复杂，都是由各种各样的电子元器件组成的，这些器件的识别和选用，以及如何运用各种测量仪表对电路进行特性测量，都是学习电子技术必须掌握的内容。 项目任务
(1) 掌握万用表、信号发生器、示波器以及晶体管稳压电源的使用。 (2) 掌握应用直标法以及测试仪表测试各种元器件的特性参数的方法。 (3) 熟练使用各种常用测量仪表。 项目实施
1.1万用表的认知及使用
万用表实物如图 1.1 所示。从万用表实物的面板可看到，万用表可测试电阻、交直流电压与电流、电容量及三极管的极性等参数。
1.1.1 指针式万用表
1.结构组成
万用表主要由测量机构(习惯上称为表头)、测量线路、转换开关和刻度盘四部分构成。万用表的面板上有多条标度尺的刻度盘、转换开关旋钮、调零旋钮和接线插孔等。
(1)表头:万用表的表头通常采用灵敏度高、准确度好的磁电系测量机构，它是万用表的核心部件，其作用是指示该测电量的数值。万用表性能的好坏很大程度上取决于表头性能的好坏。灵敏度和内阻是表头的两项重要的技术指标。表头的灵敏度是指指针达到满刻度时，流过表头的直流电流的大小，简称为满度电流。满度电流越小，灵敏度就越高。一般情况下，万用表只有几微安到几百微安满偏电流值。表头的内阻是指磁电系测量机构中线圈的直流电阻，这个值越大，内阻越高，万用表性能越好。
(2)转换开关。转换开关用来选择不同的量程和被测量的电量，它由固定触点和活动 触点两大部分组成。
转换开关旋钮周围有几种符号，其作用和含义如下。 “Ω”表示测量直流电阻挡，以欧(姆)为单位。“×”表示倍率；“k”(也有用 K)表示1000；“×k”表示表盘上Ω刻度线读值乘以1000，如刻度指示为4，则所测阻值为4000Ω，即4kΩ。
“DCV”表示测量直流电压挡，以V(伏)为单位，各分挡上的数值是该挡允许实测电压的上限值，万用表的表针会满偏出刻度线。“ACV”表示测量交流电压挡，以V(伏)为单位。各分挡上的数字含义与DCV挡相同。“DCmA”和“A”表示测量直流电流，分别以A(微安)和mA(毫安)为单位。它也由若干个表示测量允许上限值的分挡组成。
万用表刻度线分为均匀和非均匀两种，其中电流和电压的刻度线为均匀刻度线，欧姆刻度线为非均匀刻度线。
2.指针式万用表工作原理
指针式万用表是把被测量电量转换为指针的偏转角，并使两者之间保持一定的比例关系。这样，偏转角的大小就反映了被测电量的数值，而表头就是用来实现这一转换的核心部件。因此，万用表的工作原理实际上就是表头的工作原理。
3.指针式万用表的性能指标
(1)准确度。万用表的准确度通常称为精度，它反映了万用表在测量中的基本误差的大小。基本误差是指万用表在规定正常温度和放置方式不存在外界电场或磁场影响的情况下，由于活动部分的摩擦、标尺刻度的不准确、结构工艺的不完善等原因造成的误差，它是仪表固有的一种误差。基本误差越小，仪表的准确度越高。根据国家标准，仪器的准确度可分为7个等级，即0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5和 5.0 级。万用表的等级一般在 1.0～5.0 级之间。MF368 型万用表直流电流挡和电阻挡的准确度为 2.5级。交流电压挡的准确度为 5.0
级。
(2)电压灵敏度。电压灵敏度为电压内阻与该挡量程电压的比值，即
电压灵敏度?电压表内阻 电压档量程国产万用表中，电压灵敏度最高的可以达到100kΩ/V，而一般的万用表电压灵敏度为20kΩ/V。在测量电压时，万用表要与被测电路并联，这样会产生分流，从而使测量产生误差。而电压灵敏度高时，万用表的内阻比较大，对被测电路的分流小，电压的测量误差较小。同时，电压灵敏度越高，万用表消耗的功率也越小。
(3)测量范围。万用表的测量种类和测量范围也是万用表的重要性能。不同型号的万用表，测量的种类和范围也不相同。下面以 MF368型万用表为例来介绍测量种类和范围。
直流电压挡：0～0.5V～10V～50V～250V
0～500V～1500V
直流电流挡：0～50μA～2.5mA～25mA～0.25A
0～2.5A
交流电压挡：0～2.5V～10V～50V～250V
0～500V～1500V
直流电阻挡：Ω×1挡：0.2Ω～2kΩ(150mA)
Ω×10挡：2Ω～20kΩ(15mA)
Ω×100挡：20Ω～200kΩ(1.5mA) Ω×1k挡：200Ω～2MΩ(150 A ) Ω×10k挡：2kΩ～20MΩ(60A) 音频电平：-10dB～+22dB 放大倍数：0～1000
负载电流：0～150mA～15mA～1.5mA～150μA 负载电压：0～3V
4.万用表的使用方法及注意事项
(1)正确地进行被测电量和量程的选择。 万用表是一个多电量、多量程的测量仪表，在测量中应首先选择相应的电量和量程。如，测量 220V交流电时，转换开关应置于交流电压挡，并选择量程 250V或500V。万用表被测电量量程的选择有两种方法：一种是同时选择，即一个转换开关在选择量程的同时，还用来选择电量；另一种是分别选择，即使用两个转换开关，可先选择被测电量的种类，另一种用来选择量程。
在选择万用表量程时，一般要使指针指示在满刻度的1/2 或2/3以上的位置，这样便于读数，测量结果比较准确。如果不知道被测电量的范围，可先选择最大的量程，若指针偏转很小，则逐步减小量程。
(2)正确读数。
一般在万用表盘上有多条标度尺，它们分别在测量不同电量时使用。在选好被测电量种类和量程后，还要根据相应的标度尺去读数。如：标有“DC”或“—”的标度尺可用来读取直流量；标有“AC”或“～”的标度尺可以用来读取交流量；等等。在读数时，眼睛应位于指针的正上方，对于有反射镜的万用表，应使指针和镜像中的指针相重合，这样可以减小读数误差，提高读数准确性。在测量电流和电压时，还要根据所选择的量程，来确定刻度线上每一个小格所代表的值，从而确定最终的读数值。
(3) 使用注意事项。
①在使用万用表之前，应先进行“机械调零”，即在没有被测量电量时，使万用表指针
指在零电压或零电流的位置上，尤其是测量电阻时， 在切换量程时，不同量程均必须调零。
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挡，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，以免电池腐蚀影响表内其他器件。
1.1.2 数字式万用表
数字式万用表区别于指针式万用表的特点如下。 (1)数字显示，直观准确。数字式万用表采用数字化测量和数字显示技术，通过18mm 2 或25mm2的液晶显示器把测量结果直接以数字的形式显示出来，一目了然，避免了指针式万用表中的读数误差。
(2)准确度高。数字式万用表的准确度是测量结果中系统误差和随机误差的综合，它表明了测量结果与实际数值的一致程度，也反映了测量误差的大小。数字式万用表的准确度与显示位数有关，其性能远远优于指针式万用表。
(3)分辨率高。分辨率是指数字式万用表对微小电量的识别能力，它要受到准确度的制约。数字式万用表中分辨率是以能显示的最小数(零除外)与最大数字的百分比来确定的，百分比越小，分辨率越高。例如：3×1/2数字式万用表可显示的最小数为1，最大数为1999， 故分辨率为1/1999≈0.05%。
(4)测量速率快。测量速率是指仪表在每秒内对被测电路的测量次数，单位为“次/s”。完成一次测量过程所需要的时间称为测量周期，单位为s。显然，这两者呈倒数关系。一般数字式万用表测量速率为 2～5次/s，而有些数字式万用表可达每秒几十次，甚至几百或上千次。
(5)输入阻抗高。数字式万用表具有很高的输入阻抗，这样可以减少对被测电路的影响。3×1/2位的数字式万用表电压挡的输入电阻通常为10MΩ，而 5×1/2～8×1/2 位的数字式万用表输入电阻可达 10GΩ。
(6)集成度高，便于组装和维修。目前数字式万用表均采用中大规模集成电路，外围电路十分简单，组装和维修都很方便，同时也使万用表的体积大大缩小。
(7)保护功能齐全。数字式万用表内部有过流、过压等保护电路，过载能力很强。在不超过极限值的情况下，即使出现误操作(如用电阻挡测量电压等)，也不会损坏内部电路。
(8) 数字式万用表还具有功耗低、抗干扰能力强等特点。
1.2 电阻元件的认知及测试
电阻在电子产品中是必不可少的、用的最多的元件之一。它的种类繁多、形状各异，功率也各有不同，在电路中常用来控制电流、分配电压。
常用的电阻元件实物如图 1.2所示。
1.电阻种类
固定电阻的种类比较多，按材料不同，主要分为碳质电阻、碳膜电阻、线绕电阻等。固定电阻的电阻值是固定不变的，阻值的大小就是它的标称阻值。固定电阻的文字符号常用字母R表示，在电路图中的符号如图1.3所示。各种电阻的特性及使用范围见表1-1。
2．电阻参数的识别及测量
(1) 色标法。用不同颜色的色环表示电阻器的阻值和误差。电阻器上有 3 道或 4 道色环，靠近电阻器端头的为第一道色环，其余的顺次为二、三、四道色环。第四道色环表示误差，如没有，其误差为±20%。表示方法如图 1.4所示。
色环所代表的意义见表 1-2。如一个电阻器的色环分别为红、紫、棕、银，则这个电阻器的阻值为 270Ω，误差为±10%。
表1-2 电阻色环代表的意义
01 常见电子元器件的认知及测量仪表的使用(电子教材)
