第二章 电路基本元器件参数的测量.docVIP

电路基本元器件参数的测量 电阻的测量 电阻的主要物理特性是对电流呈现阻力，消耗电能，但由于构造上有线绕或刻槽而使得电阻存在有引线电感和分布电容，等效电路如图2-1所示。当电阻工作于低频时其电阻分量起主要作用，电抗部分可以忽略不计，即忽略LO和ＣO的影响，此时只需测出Ｒ值就可以了，但当工作频率升高时，电抗分量就不能忽略不计了。此外，工作于交流电路的电阻的阻值，由于集肤效应、涡流损耗、绝缘损耗等原因，其等效电阻随频率的不同而不同，实验证明，当频率在1KHZ以下时，电阻的交流阻值与直流阻值相差不超过1×10-4，随着频率的升高，其间的差值随之增大。 图2-1 电阻的等效电路 图2-2 电桥法测量电阻 固定电阻的测量 万用表测量电阻 模拟式和数字式万用表都有电阻测量档，都可以用来测量电阻，测量时先选择好万用表电阻挡的倍率或量程范围，再将两个输入端（称表笔）短路调零，再将万用表并接在被测电阻的两端，读出电阻值即可。 在用万用表测量电阻时应注意以下几个问题： 要防止把双手和电阻的两个端子及万用表的两个表笔并联捏在一起，因为这样测得的阻值为人体电阻与被测电阻并联后的等效电阻的阻值，而不是被测电阻的阻值，在测几千欧以上的电阻时，尤其要注意这一点，否则会得到误差超出容许值的测量结果。 当电阻连接在电路中时，首先应将电路的电源断开，决不允许带电测量电阻值。若电路中有电容器时，应先将电容器放电后再进行测量。若电阻两端与其它元件相连，则应断开一端后再测量，否则电阻两端连接的其它电路会造成测量结果错误。 由于用万用表测量电阻时，万用表内部电路通过被测电阻构成回路，也就是说测量时，被测电阻中有直流电流流过，并在被测电阻两端产生一定的电压降，因此在用万用表测量电阻时应注意被测电阻所能承受的电压和电流值，以免损坏被测电阻。例如，不能用万用表直接测量微安表的表头内阻，因为这样做可能使流过表头的电流超过其承受力（微安级）而烧坏表头。 万用表测量电阻时不同倍率档的零点不同，每换一档时都应重新进行一次调零，当某一档调节调零电位器不能使指针回到0欧姆处时，表明表内电池电压不足了，需要更换新电池。 由于模拟式万用表电阻档刻度的非线性，使得刻度误差较大，测量误差也较大，因而模拟式万用表只能作一般性的粗略检查测量。数字式万用表测量电阻的误差比模拟万用表的误差小，但当它用以测量阻值较小的电阻时，相对误差仍然是比较大的。 电桥法测量电阻 当对电阻值的测量精度要求很高时，可用电桥法进行测量。 如图2-2所示R1、R2是固定电阻，称为比率臂，比例系数K=R1/R2可通过量程开关进行调节，Rn为标准电阻称为标准臂，Rx为被测电阻，G为检流计。测量时接上被测电阻，接通电源，通过调节K和Rn，使电桥平衡即检流计指示为零，读出K和Rn的值，即可求得Rx： 伏安法测量电阻 伏安法是一种间接测量法，理论依据是欧姆定律R=V/I，给被测电阻施加一定的电压，所加电压应不超出被测电阻的承受能力，然后用电压表和电流表分别测出被测电阻两端的电压和流过它的电流，即可算出被测电阻的阻值。 伏安法有如图2-3（a）、(b)所示两种测量电路： （a） （b） 图2-3 伏安法测量电阻 图2-4 用示波器测量电位器的噪声 如图2-3（a）所示电路称为电压表前接法，由图可见，电压表测得的电压为被测电阻Rx两端的电压与电流表内阻RA压降之和，因此，根据欧姆定律求得的测量值R测=V/Ix=（VA+Vx）/Ix=Rx+RARx. 如图2-3（b）所示电路称为电压表后接法，由图可见，电流表测得的电流为流过被测电阻Rx的电流与流过电压表内阻RV的电流之和，因此，根据欧姆定律求得的测量值R测=V/Ix=Vx/（IV+Ix）=Rx∥RVRx. 在使用伏安法时，应根据被测电阻的大小，选择合适的测量电路，如果预先无法估计被测电阻的大小，可以用两个电路都试一下，看两种电路电压表和电流表的读数的差别情况，若两种电路电压表的读数差别比电流表的读数差别小，则可选择电压表前接法，即如图2-3（a）所示电路，反之，则可选择电压表后接法，即如图2-3（b）所示电路。 电位器的测量 用万用表测量电位器 用万用表测量电位器的方法与测量固定电阻的方法相同。先测量电位器两固定端之间的总体固定电阻，然后测量滑动端对任意一端之间的电阻值，并不断改变滑动端的位置，观察电阻值的变化情况，直到滑动端调到另一端为止。 在缓慢调节滑动端时，应滑动灵活，松紧适度，听不到咝咝的噪声，阻值指示平稳变化，没有跳变现象，否则说明滑动端接触不良，或滑动端的引出机构内部存在故障。 用示波器测量电位器的噪声 如图2-4所示，给电位器；两端加一适当的直流电源E，E的大小应不致