1.2 电子测量仪器的分类与操作安全
1.2.1 电子测量仪器的分类
测量中用到的各种电子仪表、电子仪器及辅助设备统称为电子测量仪器。电子测量仪器种类繁多,主要包括通用仪器和专用仪器两大类。专用仪器是为特定目的专门设计制作的,适用于对特定对象的测量。通用仪器是指应用面广、灵活性好的测量仪器。
按照仪器功能,通用电子测量仪器分为以下几类。
1.信号发生器
信号发生器(信号源)是在电子测量中提供符合一定技术要求的电信号的仪器。如正弦信号发生器、脉冲信号发生器、函数信号发生器、随机信号发生器等。
2.电压测量仪器
电压测量仪器是用于测量信号电压的仪器。如低频毫伏表、高频毫伏表、数字电压表等。
3.示波器
示波器是用于显示信号波形的仪器。如通用示波器、取样示波器、记忆存储示波器等。
4.频率测量仪器
频率测量仪器是用于测量信号频率、周期等的仪器。如指针式频率计、数字式频率计等。
5.电路参数测量仪器
电路参数测量仪器是用于测量电阻、电感、晶体管放大倍数等电路参数的仪器。如电桥、Q表、晶体管特性图示仪等。
6.信号分析仪器
信号分析仪器是用于测量信号非线性失真度、信号频谱特性等的仪器。如失真度测试仪、频谱仪等。
7.模拟电路特性测试仪
模拟电路特性测试仪是用于分析模拟电路幅频特性、噪声特性等的仪器。如扫频仪、噪声系数测试仪等。
8.数字电路特性测试仪
数字电路特性测试仪是用于分析数字电路逻辑特性等的仪器。如逻辑分析仪、特征分析仪等,是数字电路测量不可缺少的仪器。
测量时应根据测量要求,参考被测量与测量仪器的有关指标,结合现有测量条件及经济状况,尽量选用功能相符、使用方便的仪器。
1.2.2 电子测量仪器的操作安全
要正确地使用仪器,必须要了解仪器中的一般规则和常识,如果不遵守这些规则,并不是一定会导致错误,而是只在某些场合或某些情况下才会得到明显的错误结果。这也往往使有些人误认为这些测量中的规则或常识似乎不是那么严格或那么有用,尤其是对于实践经验不足者更是如此。下面就一般的仪器使用中的操作安全注意事项进行说明。
在仪器的使用中,不正确的操作可能造成仪器的损坏,并且这种情况的发生有时似乎是莫名其妙的。对于信号源一类的仪器,不能随便将其输出端短路。尽管对于信号源的电压输出端来说,将其输出端短路一般并不会损坏仪器,但是也应该养成不随便将输出端短路的习惯。
对于实验室里使用的直流稳压电源,一般都具有保护电路,短时间的短路通常并不会损坏仪器。但是,即使没有损坏,由于短路时,稳压电源内部处于一种高功耗状态,时间长了也可能受不了,尤其是散热不良时更是如此。而对于功率输出的信号源或信号源的功率输出端子,更不能将其输出端短路,否则就意味着仪器的损坏。在使用中,不但不能将其输出端短路,而且不应该过载使用(即被测电路的阻抗过低)。
在稳压电源的使用中,其馈线就是一般的导线。但是,如果用稳压电源给高频电路供电,由于较长的导线在高频上呈现出较大的感抗,这就会导致电源内阻增加(稳压电源的高频内阻本来就比低频内阻大得多,其内阻指标是指低频内阻),为了降低馈线对电源的实际内阻的影响,往往需要在被测电路的电源端并联上小容量的去耦电容。这对于要求稍高的电路(例如较高频率稳定度的振荡器)是必需的。
对于毫伏表或示波器一类的仪器,要注意耦合到其输入端上的电压不可以超过其最大允许值。这类仪器一般并不会因此而损坏,因为它们的输入端的最大允许值往往较大,很少有耦合到其输入端的电压达到超过其输入端最大允许值的情况。但是对于频率计就不同了,很多频率计能够工作在1000MHz的频率上,而为了达到这么宽的频率范围,其前级电路放大器中所使用的晶体管必须是高频小功率管,它的耐压值不大。而由于某种原因要工作在如此高的频率上,故不容易在其输入端设置保护电路(这会导致其工作频率下降),因此只要在其输入端馈入稍大的电压(例如十几伏甚至更低),就极易导致前级电路中晶体管的损坏,从而造成仪器的损坏。