实验一电压源与电压测量仪器.docx
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实验一电压源与电压测量仪器
实
验
报
告
实验名称:
电压源与电压测量仪器
系别:
电子科学系班号:
2班组别:
23
实验者姓名:
江东华学号:
19720132203337
实验日期:
2014年10月14日
实验报告完成日期:
2014年10月17日
9.0
一、 实验目的
1. 掌握直流稳压电源的功能、技术指标和使用方法;
2.掌握任意波函数信号发生器的功能、技术指标和使用方法;
2. 掌握四位半数字万用表的功能、技术指标和使用方法;
3. 学会正确选用电压表测量直流、交流电压。
二、实验原理
(一)GDP-3303型直流稳压电源
直流稳压电源的主要特点
(1)具有三路完全独立的浮地输出。
(CH1、CH2、FIXED)
(2)两路(主路ch1键、从路ch2键)可调式直流稳压电源,两路均可工作在稳压、稳流工作方式,稳压值为0~32v连续可调,稳流为0~3.2A连续可调
(3)两路可调式直流稳压电源课设置为组合工作方式,在组合工作方式下可选择串联组合方式和并联组合方式。
(4)四组常用电压存储功能
(5)锁定功能
(6)输出保护功能
(7)蜂鸣功能
使用方法
1.开机前,将“电流调节旋钮”调到最大值,“电压调节旋钮”调到最小值。
开机后再将“电压”旋钮调到需要的电压值。
2.当电源作为恒流源使用时,开机后,通过“电流调节”旋钮调至需要的稳流值。
3.当电源作为稳压源使用时,可根据需要调节电流旋钮任意设置“限流”保护点。
4.预热时间:
30秒。
注意事项
1.避免端口输出线短路;
2.避免使电源出现过载现象;
3.避免输出出现正、负极性接错。
(二)RIGOL DG1022双通道函数/任意波函数信号发生器
主要特点
(1)双通道输出,可实现通道耦合、通道复制
(2)输出五种基本波形并设置48种任意波形
(3)可编辑输出14-bit,4k点的用户自定义任意波形
(4)100msa/s采样率
使用方法
1.依次打开信号发生器后面板、前面板上的电源开关;
2.接通道切换键,切换信号输出通道(默认为CH1);
3.按波形选择键,选择需要的波形;
4.依次在菜单键上按相应的参数设置键,用数字键盘或方向键、旋钮设置对应的参数后,选择对应的参数单位;
5.检查菜单键中,其余未用到的参数设置键,是否有错误的设置值或者前次设置而本次不需要的设置值;
6.根据步骤2中选择的通道,按下对应的通道使能键,使设置好的信号能够从正确的端口输出;
注意事项:
1.避免端口输出线短路;
2.避免使函数信号发生器出现过载现象;
3.避免输出出现信号端和公共端接错。
(三)GDM-8145型数字万用表
(1)交、直流电压测量
(2)交、直流电流测量
(3)TRUERMS测量
(4)电阻测量
使用方法
(1)交、直流电压测量
1.功能开关选择V键入,根据交、直流选择AC(键入)、DC(不键入);
2.黑表笔插入COM插孔,红表笔插入V/Ω插孔;
3.选择合适量程,量程值应大于被测值,否则出现溢出显示;
4.测试笔并接在被测负载两端。
(2)交、直流电流测量
1.功能开关选择mA键入,根据交、直流选择AC(键入)、DC(不键入);
2.黑表笔插入COM插孔,红表笔插入mA或20mA插孔;
3.选择合适量程,量程值应大于被测值,否则出现溢出显示;
4.测试笔串接在被测负载两端。
5.不能测试电压,否则,仪器会被烧坏。
(3)电阻测量
1.功能开关置于Ω档;
2.黑表笔插入COM插孔,红表笔插入V/Ω插孔;
3.选择合适量程,量程值应大于被测值,否则出现溢出显示;
4.测试笔并接在被测电阻两端。
5.检测在线电阻时,一定要关掉被测电路中的电源并从电路断开。
(4)PN结测试
1.功能键和量程键键入;
2.黑表笔插入COM插孔,红表笔插入V/Ω插孔(红笔为内置电源的正极)。
PN结正偏时,数码管显示PN结正向压降;PN结反偏时,数码管显示超量程。
注意事项
1根据所需测量参数合理选择功能键,并按正确方法测量(电压并接、电流串接)。
2在预先不知道被测信号幅度的情况下,应先把量程键放在最高档。
3测量电压时不应超过最大输入电压(直流1200V,交流1000V)。
4测量电流时,输入线不要插错,不大于2A,输入线插在2A端子上。
不大于20A插在20A端子上。
5.当显示出现“0000”闪烁(过载)时,应立即将量程键切换至更高的量程,使过载显示消失,避免仪器长时间过载而损害,否则应立即拔出输入线,检查被选择的功能键是否出现错误或有其他故障(如输入电压过大或有内部故障等)。
(四)多功能电路实验箱
三、实验仪器
1、直流稳压电源
2、数字函数信号发生器
3、数字万用表
4、电子技术综合实验箱
四、实验内容及数据测量
1.直流电压测量
采用数字万用表测量直流电压。
测量方法:
确定测量仪器设置在直流电压测量状态;将测量仪器(COM)与被测电源(COM)端相联接,则:
测量笔接触被测点即可测量该点的电压。
若已知被测电压时,应根据被测电压的大小,选择合适的量程,使测量数据达到最高精度;若未知被测电压时,应将测量仪器量程置于最大,然后逐渐减小量程,让测量数据有效数字最多。
(1)固定电源测量:
测量稳压电源的固定电压2.5V,3.3V,5V;将测量值填入表1
表1:
直流稳压电源固定电压测量
调整电压值
2.5V
3.3V
5V
数字万用表测量值(V)
2.581
3.281
4.971
(2)固定电流测量:
测量实验箱的固定电压±5V,±12V,-8V;将测量值填入表2;
表2:
实验箱固定电源测量
调整电压值
5V
-5V
12V
-12V
-8V
数字万用表测量值(V)
4.932
-4,.979
11.773
-11.871
-8.341
(3)可变电源测量:
按表3调节任意通道稳压电源输出,并测量之。
表3:
可变电压测量
主路表头指示值(V)
6V
12V
18V
数字万用表测量值(V)
5.971
11.965
17.991
(4)正负对称电源测量:
GPD-3303型直流稳压电源工作在串联组合模式,调整CH1电压时,CH2路跟踪变化:
这样,即可将两路独立电源构成一个正负对称电源。
将数字万用表的黑表笔(COM)接正负对称电源的公共端,红表笔分别测量CH1正极和CH2负极,如下图所示,按表4调节稳压电源输出并测量之。
表4:
正,负对称电源测量
CH1路表头调整值(V)
6V
12V
18V
数字万用表测量值(V)
6.077
12.075
18.005
CH2路表头指示值(V)
6.0
12.0
17.9
数字万用表测量值(V)
-6.083
-12.086
-18.016
2.正弦电压(有效值)的测量:
(1)函数信号发生器输出正弦波,信号频率fs=1khz,输出幅度按下表调节,用数字万用表测量
表5:
正弦电压测量:
Fs
输出幅度(Vp-p)
20V
2V
200mV
数字万用表测量值(V)
7.104
0.7081
70.73
(2)将信号发生器频率改为fS=100KHz
表6:
正弦电压测量:
Fs
输出幅度(Vp-p)
20V
2V
200mV
数字万用表测量值(V)
5.714
0.6903
57.17
3.实验箱可调直流信号内阻测量
按下图搭接电路,可调直流信号调整为+1V,用数字万用表按表7测量并计算出Ro值:
图中k置“1”时,数字万用表测量值为VO∞:
k置“2”时,数字万用表测量值为VOL:
表7:
直流信号内阻测量
VO∞(V)
VOL(V)
RL(Ω)
(Ω)
0.9929
0.8450
50.38
8.82
按下图搭接电路,函数信号发生器设置fs=1kHz正弦波,用数字万用表按表8测量:
算出RO值;当K置“1”时,数字万用表测量值为V0∞;当K置“2”时,数字万用表测量VOL;
表8:
信号源内阻测量
VO∞(V)
VOL(V)
RL(Ω)
(Ω)
0.7071
0.3845
50.38
42.27
五、误差分析
1、由于GDM-8145型数字万用表的读数更精确,灵敏度更高,所以无论在测量固定电源还是可变电压时,微小的变动都会影响到测量的结果,因而万用表的测量值都和给定的数值存在小范围的误差。
2、计算信号源内阻时出现误差,很有可能是测量的时候接触不良引起误差,也有可能在计算是对有效数字进行取舍是出现了误差。
3、针对实验五,示波器测量的峰峰值VP-P和万用表测量出来的有效值之间存在VRMS=VP-P/2,但因仪器误差和测量误差,造成结果并不严格遵守这一规律。
六、思考题
1、用数字万用表测量正弦波,表头显示的是正弦电压的有效值。
电压测量方式:
确定测量仪器设置在交流电压测量状态,若已知被测电压,应根据被测电压大小,选择合适量程;若未知被测电压,应将测量仪器量程至于最大,逐渐减小量程。
2、不能用数字万用表测量三角波、方波、斜波、锯齿波,因为一般测量仪器只能测量正弦信号,其他信号应用示波器测量。
七、小结
1、一定要做好课前预习,不然做起实验,费力又费时
2、测量时,一定要正确选择量程,若预先不能知道所测数值的大概,就要从大到小选择量程。
超程时,要立即选择大量程,避免烧坏测量仪器。
3、注意红黑表笔和电源正负极的连接。
在正,负对称电源测量时,注意测量CH1时红黑表笔接电源红黑两端口,但测CH2时,红黑表笔接电源黑红两端。
4、测量表5数据时,要注意量程的选择和更换。
而当信号发生器频率为fS=100KHz,测量值不准确,只需取其中一组数据即可。
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- 实验 电压 测量 仪器