1、模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 模块提示：模块提示：电路元件，如电阻器、电容器、电感电路元件，如电阻器、电容器、电感器、晶体二极管、三极管等是组成电子电路最基本的器、晶体二极管、三极管等是组成电子电路最基本的元件，它们的质量和性能的好坏直接影响电子整机、元件，它们的质量和性能的好坏直接影响电子整机、系统的质量优劣。因此。无论是在设计、生产、使用、系统的质量优劣。因此。无论是在设计、生产、使用、调试或维护等工作中都必须掌握这些元件的测量方法。调试或维护等工作中都必须掌握这些元件的测量方法。通过本模块学习，
2、同学们需要了解常用电路元器件参通过本模块学习，同学们需要了解常用电路元器件参数定义和描述方法；掌握电阻、电容、电感、半导体数定义和描述方法；掌握电阻、电容、电感、半导体二极管、三极管的主要参数的测量方法；了解电桥和二极管、三极管的主要参数的测量方法；了解电桥和Q表的使用方法，了解表的使用方法，了解RLC参数测量仪和晶体管图示参数测量仪和晶体管图示仪的工作原理和使用方法。仪的工作原理和使用方法。模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术 测量任务：测量任务：1.利用万用表测元件参数利用万用表测元件参数 2.电桥测量元件参数电桥测量元件参数 3.晶体管特性及参数的测试晶
3、体管特性及参数的测试模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术3.1 电阻和电位器的测量电阻和电位器的测量3.2 电感的测量电感的测量3.3 电容的测量电容的测量3.4 RLC参数的综合测量仪器参数的综合测量仪器3.5 半导体二极管的测量半导体二极管的测量3.6 半导体三极管的测量半导体三极管的测量3.7 模拟万用表检测特殊电子元器件模拟万用表检测特殊电子元器件3.8晶体管特性图示仪晶体管特性图示仪模块总结与归纳模块总结与归纳模块学习要点：模块学习要点：模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术3.1 电阻和电位器的测量电阻和电位器的测量
4、 3.1.1 电阻和电位器的参数和标注方法电阻和电位器的参数和标注方法 1.电阻的标称方法：直标法和色环法电阻的标称方法：直标法和色环法 (1)直标法直标法(a)直标电阻阻值直标电阻阻值 (b)直标电阻功率直标电阻功率 图图3.1 电阻参数标注方法电阻参数标注方法模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术 (2)色环法色环法 其中，第一、第二色环表示电阻被乘数量值；第三其中，第一、第二色环表示电阻被乘数量值；第三色环为倍乘的量值；它们分别用色环为倍乘的量值；它们分别用X、Y、Z表示，则电阻表示，则电阻值为：值为：第四色环代表误差。第四色环代表误差。1010()ZRX
5、Y(c)色环法标电阻租值色环法标电阻租值 图图3.1 电阻参数标注方法电阻参数标注方法模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术表表3.1 色环电阻色环对应数值色环电阻色环对应数值 各种颜色代表的量值如表各种颜色代表的量值如表3.1所示：所示：100 1电 阻碳 膜TR0.5 W第 一 位 数第 二 位 数倍 乘允 许 偏 差(a)(b)(c)如图从左到右的颜色分别为如图从左到右的颜色分别为棕、黑、橙、金，则该电阻棕、黑、橙、金，则该电阻的阻值为：的阻值为：R=(101+0)103=10K第四环表示该电阻误差为第四环表示该电阻误差为5%。图图3.2 色环电阻色环电阻
6、模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术 2.电位器的标识法电位器的标识法 一般将电位器的阻值和功耗直接标注在器件的表面一般将电位器的阻值和功耗直接标注在器件的表面上，如图上，如图3.3所示三种电位器所示三种电位器图图3.3 电位器参数标识方法电位器参数标识方法模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术3.1.2 电阻的测量方法电阻的测量方法 1.电阻的频率特性电阻的频率特性 电阻工作于低频时，其电阻分量起主要作用，电抗部电阻工作于低频时，其电阻分量起主要作用，电抗部分可忽略不计，即忽略分可忽略不计，即忽略L和和C的影响。测量时只需测出
7、的影响。测量时只需测出R值就可以了。值就可以了。工作频率升高时，电抗分量不能工作频率升高时，电抗分量不能忽略，随着频率的升高，电阻和阻忽略，随着频率的升高，电阻和阻抗相差很大，等效电阻如图抗相差很大，等效电阻如图3.4所示。所示。由于趋肤效应、涡流损耗、绝缘损由于趋肤效应、涡流损耗、绝缘损耗等原因，其等效电阻随频率的不耗等原因，其等效电阻随频率的不同而不同。因此在高频电路中使用同而不同。因此在高频电路中使用电阻，要考虑电抗分量的影响。电阻，要考虑电抗分量的影响。图图3.4 电阻的等效电路电阻的等效电路 模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术图图3.5 电阻测量的
8、基本电路电阻测量的基本电路AV(a)AV(b)RR2.电阻的测量（低频固定电阻）电阻的测量（低频固定电阻）(1)伏安法测电阻伏安法测电阻(间接测量间接测量)：图：图3.5示出了两种利示出了两种利用电流表和电压表测量电阻的方法。用电流表和电压表测量电阻的方法。电流表内接，电流表内接，测量值大于测量值大于实际值。如实际值。如已知已知RA，可，可对测量值进对测量值进行修正。行修正。电流表外接，电流表外接，测量值小于测量值小于实际值实际值模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术 (2)万用表测量电阻万用表测量电阻 模拟万用表测电阻模拟万用表测电阻原理基本上同图原理基本上同
9、图3.5相同，相同，测电测电阻前须调零阻前须调零，测量过程中要适当调整万用表的量程范，测量过程中要适当调整万用表的量程范围，使指针处于仪表的中间位置，以减小误差。围，使指针处于仪表的中间位置，以减小误差。由于由于刻度的非线性刻度的非线性，使刻度误差较大，使刻度误差较大，测量误差测量误差也较大也较大。因而模拟式万用表只能做一般性的。因而模拟式万用表只能做一般性的粗略粗略检查检查测量测量。数字万用表测量电阻不需要调零数字万用表测量电阻不需要调零。而且测量时没。而且测量时没有刻度误差的影响，有刻度误差的影响，精度比模拟万用表高精度比模拟万用表高。但由于其。但由于其输入电阻输入电阻的影响，的影响，测量
10、较小电阻测量较小电阻时，时，相对误差相对误差仍然比仍然比较大较大。模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术 (3)电桥法测电阻电桥法测电阻 1)直流单臂电桥直流单臂电桥 当当对电阻的测量精度要求很高时，可用直流电桥进行对电阻的测量精度要求很高时，可用直流电桥进行测量测量。一种叫。一种叫惠斯登电桥（惠斯登电桥（*直流单臂电桥）直流单臂电桥）的测量方法原的测量方法原理如图理如图3.6所示所示,图中图中R1、R2是固定电阻，是固定电阻，R2/R1=K，RN为为标准电阻，标准电阻，Rx为被测电阻，为被测电阻，G为检流计。为检流计。RNR1RxR2G图图3.6 惠斯登电桥测
11、电阻惠斯登电桥测电阻模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术 测量时，通过调节测量时，通过调节RN，使电桥平衡，即检流计指示为零。，使电桥平衡，即检流计指示为零。此时有此时有2121xNRRRRRRNNxKRRRRR12RNR1RxR2G也即也即 R2RN=R1Rx所以有所以有图图3.6 惠斯登电桥测电阻惠斯登电桥测电阻RN称比较臂，称比较臂，R2/R1称比率臂称比率臂模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术*直流单臂电桥的使用直流单臂电桥的使用 常见的便携式单臂电桥有常见的便携式单臂电桥有QJ-23型，其测量范围为型，其测量范围为1
12、9999000，基本量程，基本量程10099990范围内误差不超范围内误差不超过过0.2%。如图为产品外形图及面板示意图。如图为产品外形图及面板示意图。产品外形产品外形 面板示意图面板示意图模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术测量举例：如测量电阻测量举例：如测量电阻85:0.018568根据根据RX估算值（用万用表粗测得估算值（用万用表粗测得到）选择比率臂倍率。选择原则到）选择比率臂倍率。选择原则是：被测电阻是：被测电阻RX为为19.9选选0.001挡；挡；RX为为1099.9选选0.01挡；挡；RX为为100999选选0.1挡；挡；RX为为1k9.9k选选1
13、挡；挡；RX为为10k999k选选10挡；挡；RX为为1M9.999M选选100挡；挡；RX为为10M1000M选选1000档。档。00RX（81000510061081）0.0185.68测量完毕，先断开检流计按钮测量完毕，先断开检流计按钮G，再断开电源按钮，再断开电源按钮B 测量时先按下电源按钮测量时先按下电源按钮B并锁住，再点按检流计按并锁住，再点按检流计按钮钮G，若检流计指针偏离，若检流计指针偏离0，适当增减比较臂电阻，当适当增减比较臂电阻，当指针基本稳定，将指针基本稳定，将G按钮按钮锁住进行细调，即调整倍锁住进行细调，即调整倍率最小（率最小（1）的比较臂，）的比较臂，直至检流计指针指
14、直至检流计指针指0。模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术 2)直流双臂电桥直流双臂电桥 直流双臂电桥又叫凯尔文电桥，是直流双臂电桥又叫凯尔文电桥，是专门用于测量小电专门用于测量小电阻阻的常用仪器，其测量范围可在的常用仪器，其测量范围可在10-610，其原理电路，其原理电路如图如图3.9所示。通常应用于工矿企业、实验室或车间现场，所示。通常应用于工矿企业、实验室或车间现场，对直流低值电阻作准确测量。对直流低值电阻作准确测量。图图3.9 直流双臂电桥原理电路图直流双臂电桥原理电路图2Xn1RRRR 比值比值R2/R1称为称为直流双臂电桥的直流双臂电桥的倍率，即倍率
15、，即被测电被测电阻值倍率读数阻值倍率读数标准电阻读数。标准电阻读数。模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术国产国产QJ44直流双臂电桥直流双臂电桥(a)实物图实物图 (b)原理电路图原理电路图(c)面板图面板图 读测方法：调电桥平衡，被测电阻值倍率读数读测方法：调电桥平衡，被测电阻值倍率读数标准电标准电阻读数（步进盘读数滑线盘读数）。阻读数（步进盘读数滑线盘读数）。准确度等级为准确度等级为0.2 图图3.10 QJ44直流双臂电桥直流双臂电桥模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术 3.电位器的测量电位器的测量 (1)用万用表进行性
16、能测量用万用表进行性能测量主要测量电阻标称值和端片接触情况。主要测量电阻标称值和端片接触情况。(2)用示波器测量电位器的噪声用示波器测量电位器的噪声 4.非线性电阻的测量非线性电阻的测量 非线性电阻如光敏电阻、压敏电阻、热敏电阻等一非线性电阻如光敏电阻、压敏电阻、热敏电阻等一般采用伏安法测量，测出一定直流电压下的直流电流值，般采用伏安法测量，测出一定直流电压下的直流电流值，逐点测，最后做出伏安特性曲线。逐点测，最后做出伏安特性曲线。图图3.11 电位器噪声测量电位器噪声测量 模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术小结小结1.电阻的标称方法：电阻的标称方法：直标法
17、和色标法直标法和色标法2.电阻的测量方法：电阻的测量方法：伏安法测量伏安法测量 万用表测量万用表测量 电桥法测量电桥法测量3.电位器的测量方法电位器的测量方法模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术3.2 电感的测量电感的测量 3.2.1 电感的主要参数电感的主要参数电感的主要参数有三个，即电感量、品质因数和分布电容。电感的主要参数有三个，即电感量、品质因数和分布电容。(1)电感量电感量L：也叫自感系数或自感，当线圈及周围不存在铁：也叫自感系数或自感，当线圈及周围不存在铁磁性物质时，通过线圈的磁通量与其中流过的电流成正比，其比磁性物质时，通过线圈的磁通量与其中流过
18、的电流成正比，其比值称为线圈的自感量，单位是亨利（值称为线圈的自感量，单位是亨利（H）。）。(2)品质因数：电感的等效电路品质因数：电感的等效电路如图如图3.12所示。电感损耗电所示。电感损耗电阻为阻为R，在一定频率的交流电压下工作时，电感所呈现的感抗与，在一定频率的交流电压下工作时，电感所呈现的感抗与损耗电阻损耗电阻R之比，称为电感的品质因数，即之比，称为电感的品质因数，即(3)分布电容：高频时会使线圈的稳定性变差，分布电容：高频时会使线圈的稳定性变差，Q值下降。值下降。分布电容越小越好。分布电容越小越好。RfLRLQ2模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术（
19、a）电感的实际等效电路）电感的实际等效电路图图3.12 电感的等效电路电感的等效电路 3.2.2 电感的测量电感的测量 如图如图3.12（a）是电感的实际等效电路图，）是电感的实际等效电路图，R为等为等效损耗电阻，效损耗电阻，C为分布电容为分布电容 电感的测量主要是电感量电感的测量主要是电感量L和和Q值（反应损耗）的值（反应损耗）的测量。测量。当当C较小、工作频率较低时，分布电容可忽略不计，较小、工作频率较低时，分布电容可忽略不计，等效电路可简化为图等效电路可简化为图3.12（b）所示。）所示。（b）电感的简化等效电路）电感的简化等效电路 模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量
20、电子测量实用技术图图3.13 用通用仪器测电感示意图用通用仪器测电感示意图RUsLxrV2V1 1.利用通用仪器测量利用通用仪器测量 其方法是在交流电压工作条件下，忽略电感的损耗，其方法是在交流电压工作条件下，忽略电感的损耗，利用交流电压表测出加于电感两端的电压利用交流电压表测出加于电感两端的电压U1和取样电阻和取样电阻r两两端的电压端的电压U2，即可求出电感量，即可求出电感量L。测量电路如图。测量电路如图3.13所示。所示。122/LLXUUXfLIUr由欧姆定律可知由欧姆定律可知所以所以212UUfrLx模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术 2.交流电桥法
21、测量交流电桥法测量 若电感的损耗不可以忽略，可以采用交流电桥进行若电感的损耗不可以忽略，可以采用交流电桥进行测量。如图测量。如图3.14所示为测量电感的两种电路所示为测量电感的两种电路 GLXRXRnCnR2R3GLXRXRnCnR2R3(a)马氏电桥马氏电桥 (b)海氏电桥海氏电桥 图图3.14 交流电桥法测电感交流电桥法测电感 交流电桥的工作原理与直流电桥基交流电桥的工作原理与直流电桥基本相同，所不同的是电桥采用本相同，所不同的是电桥采用交流交流供电供电，平衡指示表为，平衡指示表为交流电表交流电表，桥，桥臂臂由电阻和电抗元件由电阻和电抗元件组成。组成。模块模块3 电路元器件参数的测量电路元
22、器件参数的测量 电子测量实用技术马氏电桥的测量原理如下：马氏电桥的测量原理如下：根据电桥的平衡方程有：根据电桥的平衡方程有：23LCZ ZR R2323nxnxxnnLR R CR RRRQR C可得：可得：GLXRXRnCnR2R3马氏电桥马氏电桥模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术图图3.15 谐振法测电感谐振法测电感信号源CRC0LxV 3.谐振法测量谐振法测量 由电感和电容组成谐振电路，谐振时感抗和容抗相等，由电感和电容组成谐振电路，谐振时感抗和容抗相等，电抗为零。若已知激励源频率，且电感与电容中有一个为已电抗为零。若已知激励源频率，且电感与电容中有一
23、个为已知量，则可测出另一个量。测量电路如图知量，则可测出另一个量。测量电路如图3.15所示。所示。电感分电感分布电容布电容标准标准电容电容被测被测电感电感模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术测量时，首先调节信号源的频率，使电压表的读测量时，首先调节信号源的频率，使电压表的读数为最大值，记下此时频率为数为最大值，记下此时频率为f1，这时有，这时有由于式中由于式中C0还未可知，需进行第二次测量，此时还未可知，需进行第二次测量，此时不接入电容不接入电容C，对应的谐振频率为，对应的谐振频率为f2，因此有，因此有)()2(1021CCfLx2201(2)xLfC模块模块
24、3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术所以有所以有 210222122212220211(2)(2)xfCCffffLLfCf fC Q表表测量就是基于上述测量就是基于上述谐振的原理谐振的原理制成的，制成的，Q表表又称又称品质因数测量仪品质因数测量仪。它能在。它能在高频高频状态下测量电容量、电感量、状态下测量电容量、电感量、品质因数等参数。品质因数等参数。模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术如图如图3.16为为QBG3型型Q表的实物面板图表的实物面板图 图图3.16 QBG3型型Q表的实物面板图表的实物面板图模块模块3 电路元器件参数的
25、测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术图图3.17 电感电感电压转换法测量电感电压转换法测量电感虚部实部分离电路RxLxUoUrUxR1R2Us 4.电感的数字化测量方法电感的数字化测量方法 电感的数字化测量方法是通过电感电感的数字化测量方法是通过电感电压转换器实电压转换器实现的，常用的现的，常用的LCR测试仪器测量电感就采用了这种方法，测试仪器测量电感就采用了这种方法，如图如图3.17所示。所示。)(11110sxsxSxxSLURLjURRURLjRURZU模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术图中图中Us、R1为固定量，运算放大器输出为为固定量，运算放
26、大器输出为Uo，在，在复数领域：复数领域：后续虚部、实部分离电路可以从后续虚部、实部分离电路可以从Uo中分离出实部中分离出实部Ur和虚部和虚部Ux，则：，则：)(11110sxsxSxxSLURLjURRURLjRURZU11XrSxxSxxxxrRUURLUURLUQRU由已知的由已知的Ur Ux R1 Us可求得可求得LX RX QX 并显示出来。并显示出来。模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术HP4275A多频多频LCR测量仪测量仪 CY2693自动自动RLC测试仪测试仪典型典型LCR测量仪的外形如图测量仪的外形如图3.31所示所示 模块模块3 电路元器
27、件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术 5.用模拟万用表测量用模拟万用表测量 MF-47型万用表型万用表也可以也可以测电感测电感的电感量，可测的的电感量，可测的范围范围是是201000H，需要用到，需要用到50Hz、10V的交流信号，测量电路的交流信号，测量电路原理如图原理如图3.18图图3.18 模拟万用表测电感电路原理图模拟万用表测电感电路原理图模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术测量方法为：选择开测量方法为：选择开关置于交流关置于交流10V挡挡（标有（标有C.L.dB字字样），如图样），如图3.19，观，观察指针在电感量刻度察指针在电感量刻度
28、线（如图线（如图3.19所示标所示标有有“L”字样）对应字样）对应的刻度值，读数即可。的刻度值，读数即可。图图3.19 MF-47型万用表测电感面板图型万用表测电感面板图模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术小结小结电感的测量电感的测量电感的主要参数：电感量、品质因数和分布电容。电感的主要参数：电感量、品质因数和分布电容。电感的测量方法：通用仪器、电桥法、谐振法（电感的测量方法：通用仪器、电桥法、谐振法（Q表表法），数字化测量方法和万用表测量。法），数字化测量方法和万用表测量。模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术 3.3 电容的
29、测量电容的测量 3.3.1 电容的参数与标识方法电容的参数与标识方法 1.电容的参数电容的参数 (1)标称电容量标称电容量 标注在电容器上的电容量，称作标称电容量。标注在电容器上的电容量，称作标称电容量。(2)额定工作电压额定工作电压 指在规定的温度范围内，电容器能够长期可靠工作的最指在规定的温度范围内，电容器能够长期可靠工作的最高电压。高电压。模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术 (3)漏电电阻和漏电电流漏电电阻和漏电电流 电容器的漏电流越大，绝缘电阻越小。当漏电流较电容器的漏电流越大，绝缘电阻越小。当漏电流较大时，电容器会发热，发热严重时，电容器因过热而损
30、大时，电容器会发热，发热严重时，电容器因过热而损坏。坏。(4)损耗因数损耗因数 电容器的损耗因数定义为电容器的损耗因数定义为损耗功率损耗功率与与电容器无功功电容器无功功率之比率之比，用用D表示表示，它等于，它等于损耗角的正切损耗角的正切，即。，即。D值越小，值越小，损耗越小，电容的质量越好。损耗越小，电容的质量越好。模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术 2.电容的标注方法电容的标注方法 (1)直标法直标法 在产品的表面上直接标志出产品的主要在产品的表面上直接标志出产品的主要参数和技术指标的方法。如图参数和技术指标的方法。如图 (2)文字符号法文字符号法 容量的
31、整数部分写在容量单位标志符号前面，小数容量的整数部分写在容量单位标志符号前面，小数部分放在单位符号后面。如：部分放在单位符号后面。如：3p3，6n8。如图。如图 (3)数字表示法数字表示法 一般用三位整数，第一位、第二位为有效数字，第一般用三位整数，第一位、第二位为有效数字，第三位表示有效数字后面零的个数，单位为皮法（三位表示有效数字后面零的个数，单位为皮法（pF），），如：如：“243”，“339”，如图，如图模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术 (4)色标法就是用不同颜色的色带或色点，按规定的方色标法就是用不同颜色的色带或色点，按规定的方法在电容器表面上标
32、志出其主要参数的标志方法。电容器法在电容器表面上标志出其主要参数的标志方法。电容器的标称值、允许偏差及工作电压均可采颜色进行标志。色的标称值、允许偏差及工作电压均可采颜色进行标志。色标法原则上与电阻器类似，其单位为皮法（标法原则上与电阻器类似，其单位为皮法（pF）。）。模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术 3.3.2 电容的测量电容的测量 电容的实际等效电路如图电容的实际等效电路如图3.22(a)所示。在工作频率较所示。在工作频率较低时，等效电路可简化为如图低时，等效电路可简化为如图3.22(b)所示。所示。(a)电容的实际等效电路电容的实际等效电路 所以一般
33、电容的测量主要有电容量所以一般电容的测量主要有电容量C、漏电电阻（或漏电电阻（或电流）与电容器损耗电流）与电容器损耗D三部分三部分。(b)电容的简化等效电路电容的简化等效电路图图3.22电容的等效电路电容的等效电路模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术 1.用谐振法测量用谐振法测量 谐振法又称谐振法又称Q表法，它是以表法，它是以LC谐振特性为基础进行测量谐振特性为基础进行测量的方法，在高频范围内具有可靠的测量结果。测量电路如的方法，在高频范围内具有可靠的测量结果。测量电路如图图3.23所示，所示，图图3.23 谐振法测电容谐振法测电容模块模块3 电路元器件参数的
34、测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术 测量时可反复调节信号源频率，使电压表读数最大，测量时可反复调节信号源频率，使电压表读数最大，这时信号源的频率为这时信号源的频率为f0，由电路谐振条件可知，由电路谐振条件可知 所以所以1ooLC21oCL201(2)xSSCCCCfLLVCxCsRUs模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术 实际实际Q表测量小电容的电路如图表测量小电容的电路如图3.24所示。所示。选择合适的选择合适的外接电感外接电感L0，将，将Q表的调谐电容表的调谐电容C调至较大值调至较大值C1，调节振荡，调节振荡器频率使电路谐振，这时谐振频率为器频率使
35、电路谐振，这时谐振频率为fo。图图3.24 用用Q表测电容表测电容保持振荡器频率不变，保持振荡器频率不变，将被测电容将被测电容Cx跨接于跨接于“外接电容外接电容”上，重上，重新调整调谐电容新调整调谐电容,使电使电路达到谐振，将新的路达到谐振，将新的调谐电容的值记为调谐电容的值记为C2，这时有这时有12xCCC1 2模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术 小电容的测量采用上述并联替代法，大电容的测量小电容的测量采用上述并联替代法，大电容的测量采用串联替代法，即选择合适的外接电感采用串联替代法，即选择合适的外接电感L0，将，将Q表的调表的调谐电容谐电容C调至较小值调
36、至较小值C1，调节振荡器频率使电路谐振，这，调节振荡器频率使电路谐振，这时谐振频率为时谐振频率为f0。保持振荡器频率不变，将被测电容。保持振荡器频率不变，将被测电容Cx与与调谐电容调谐电容C串联上，重新调整调谐电容串联上，重新调整调谐电容,使电路达到谐振，使电路达到谐振，将新的调谐电容的值记为将新的调谐电容的值记为C2，这时有：，这时有：212XXC CCCC1221XC CCCC则：1 2模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术 2.电桥法测电容：如图电桥法测电容：如图3.25为电桥法测量电容的电路，为电桥法测量电容的电路，CX为被测电阻，为被测电阻，RX为它的
37、串联等效电阻：为它的串联等效电阻：图图3.25测量电容的电桥电路测量电容的电桥电路根据电桥的平衡条件：根据电桥的平衡条件：342XZ RZ R得：得：24334244441tan2XXRRRRRCCRDC RfC RQ模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术 3.用模拟万用表测量用模拟万用表测量 (1)性能测量性能测量 用模拟式万用表的电阻挡测量电容器，不能测出其用模拟式万用表的电阻挡测量电容器，不能测出其容量和漏电阻的确切数值，更不能知道电容器所能承受容量和漏电阻的确切数值，更不能知道电容器所能承受的耐压，但对电容器的好坏程度能粗略判别，在实际工的耐压，但对电容
38、器的好坏程度能粗略判别，在实际工作中经常使用。作中经常使用。1)估测电容量：估测电容量：万用表设置在电阻挡，表笔并接于电容器两引脚，万用表设置在电阻挡，表笔并接于电容器两引脚，接触的瞬间，表针摆动幅度越大，表示电容量越大。这接触的瞬间，表针摆动幅度越大，表示电容量越大。这种方法对较小的电容指针偏转不明显。种方法对较小的电容指针偏转不明显。模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术 2)估测漏电阻估测漏电阻 用万用表测量电容器漏电阻时，万用表应置用万用表测量电容器漏电阻时，万用表应置1K或或10K倍率挡。当表笔与被测电容并接的瞬间，表针会偏倍率挡。当表笔与被测电容并接
39、的瞬间，表针会偏转很大的角度，然后慢慢摆回，待指针不动时，指示的转很大的角度，然后慢慢摆回，待指针不动时，指示的电阻值即为被测电容的漏电阻值。显然，指示的电阻值电阻值即为被测电容的漏电阻值。显然，指示的电阻值越大，漏电流越小。铝电解电容的漏电阻应超过越大，漏电流越小。铝电解电容的漏电阻应超过200K才能使用。若表针偏转一定角度后，无逐渐回转现象，才能使用。若表针偏转一定角度后，无逐渐回转现象，说明被测电容已被击穿，不能使用了。说明被测电容已被击穿，不能使用了。模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术 (2)容量测量容量测量 MF-47型万用表也可以测电容的容量，可
40、测的范围型万用表也可以测电容的容量，可测的范围是是0.0010.3F，需要用到需要用到50Hz、10V的交流信号的交流信号，测量，测量电路原理如图电路原理如图3.26图图3.26 万用表测量电容量原理图万用表测量电容量原理图模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术 测量方法为：测量方法为：选择开选择开关置于交流关置于交流10V挡（标有挡（标有C.L.dB字样），字样），如图如图3.19，然后按图然后按图3.26连线，观察指连线，观察指针在电容量刻度线（如图针在电容量刻度线（如图3.19所示标有所示标有“C”字样）字样）对应的刻度值，读数即可。对应的刻度值，读数即可
41、。图图3.19 MF-47型万用表测电容面板图型万用表测电容面板图数字万用表直接测数字万用表直接测模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术图图3.27 电容电容电压转换电路电压转换电路 如：采用电容如：采用电容电压转换电路对电容进行数字化测电压转换电路对电容进行数字化测量，原理如图量，原理如图3.27所示。所示。4.电容的数字化测量方法电容的数字化测量方法1111(1)()osssxxxCxxRRRUUj C R Uj RC UZRR 模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术 图中图中Cx与与Rx为被测电容，为被测电容，R1为已知标准
42、电阻，为已知标准电阻，us为测量用正弦信号源，运算放大器的输出与输入之间为测量用正弦信号源，运算放大器的输出与输入之间用复数表示的电压关系为用复数表示的电压关系为 输出电压的实数部分与虚数部输出电压的实数部分与虚数部分可以被分离并计分可以被分离并计算出来，分别用算出来，分别用Ur与与UI表示，则有表示，则有 112rsxIxsRUURUfRC U1111(1)()osssxxxCxxRRRUUj C R Uj RC UZRR 模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术所以有：所以有：11,121tan2sxrIxsrxxxxURRUUCfR UUDfR CU模块模块
43、3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术小结小结电容的测量电容的测量电容的参数与标识方法：电容量、额定电压和损耗因数。电容的参数与标识方法：电容量、额定电压和损耗因数。电容的测量方法：谐振法（电容的测量方法：谐振法（Q表法）表法）、电桥法、万用表、电桥法、万用表测量和数字化测量方法。测量和数字化测量方法。模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术3.4 RLC参数的综合测量仪器参数的综合测量仪器 3.4.1 万用电桥万用电桥 同时具备测量电阻、电容、电感以及线圈的同时具备测量电阻、电容、电感以及线圈的Q值和电值和电容器的损耗因数等功能的电桥称万
44、用电桥。万用电桥应容器的损耗因数等功能的电桥称万用电桥。万用电桥应用较为广泛，常见的有用较为广泛，常见的有QS-18A万用电桥、万用电桥、WQ-5A型万用型万用电桥等。其工作原理基本相似。下面以电桥等。其工作原理基本相似。下面以QS-18A型万用电型万用电桥为例，介绍万用电桥的原理和使用方法。桥为例，介绍万用电桥的原理和使用方法。模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术交流电桥的工作原理交流电桥的工作原理电桥平衡条件电桥平衡条件若第一桥臂若第一桥臂Z1接入的是被测阻抗接入的是被测阻抗ZX,其阻抗值可根据电桥其阻抗值可根据电桥平衡条件，由其余桥臂的标准阻抗值而求得：
45、平衡条件，由其余桥臂的标准阻抗值而求得：模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术电桥臂的设置与电桥的分类电桥臂的设置与电桥的分类测量电阻的电桥测量电阻的电桥测量电感的电桥测量电感的电桥测量电容的电桥测量电容的电桥模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术QS-18AQS-18A型万用电桥的组成型万用电桥的组成 原理框图如图原理框图如图3.27：它由桥体、信号源（：它由桥体、信号源（1KHz晶体晶体振荡器）和晶体管指零仪三部分组成。振荡器）和晶体管指零仪三部分组成。图图3.27 QS18A型万用电桥的组成型万用电桥的组成模块模块3 电路元
46、器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术图图3.28 QS18A型万用电桥的面板结构实物图型万用电桥的面板结构实物图QS18AQS18A型万用电桥的面板实物图型万用电桥的面板实物图 模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术1.QS-18A1.QS-18A型万用电桥面板结构型万用电桥面板结构1 拨动开关拨动开关2 外接电源插孔外接电源插孔3 被测接线柱被测接线柱4 测量选择测量选择5 损耗平衡调节损耗平衡调节6 损耗微调旋钮损耗微调旋钮7 读数盘读数盘8 接地插孔接地插孔9 灵敏度调节旋钮灵敏度调节旋钮10 指示电表指示电表11 损耗倍率开关损耗倍率开关
47、12 量程开关量程开关 模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术2.QS2.QS-18A18A型万用电桥的使用方法型万用电桥的使用方法 (1)电容的测量：估计被测电容的大小，旋动电容的测量：估计被测电容的大小，旋动“量程量程”开关置于合适位置，使量程值大于被测电容容量；把被测元开关置于合适位置，使量程值大于被测电容容量；把被测元件接在接线柱上，将件接在接线柱上，将“测量选择测量选择”开关置于开关置于“C”，损耗倍率，损耗倍率置于置于“D0.01”（一般电容器）或（一般电容器）或“D1”（大电解电容（大电解电容器），反复调节器），反复调节“读数读数”及及“损耗平衡损
48、耗平衡”旋钮，使电表指零。旋钮，使电表指零。当电桥平衡时，被测量当电桥平衡时，被测量CX，DX分别为：分别为：CX=“量程量程”开关指示开关指示“读数读数”指示值指示值 DX=“损耗倍率损耗倍率”指示值指示值“损耗平衡损耗平衡”指示值指示值注：注：如果损耗倍率放在如果损耗倍率放在“Q1”位置，电桥平衡时损耗因数按：位置，电桥平衡时损耗因数按：DX=1/Q计算，电容则修正为：计算，电容则修正为：C/X=CX（1+1/Q2）模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术 (2)电感的测量：估计被测电感的大小，电感的测量：估计被测电感的大小，“量程量程”开关开关置于合适位置，
49、把被测元件接在接线柱上，将置于合适位置，把被测元件接在接线柱上，将“测量选择测量选择”开关置于开关置于“L”，损耗倍率置于合适位置（，损耗倍率置于合适位置（测空心电感线圈测空心电感线圈置置“Q1”），（测高，（测高Q值滤波电感线圈置值滤波电感线圈置“D0.01”，此时此时Q=1/D，测叠片铁心电感线圈置于，测叠片铁心电感线圈置于“D1”）；反复调）；反复调节节“读数读数”及及“损耗平衡损耗平衡”旋钮，使电桥平衡。当电桥平旋钮，使电桥平衡。当电桥平衡时，被测量衡时，被测量LX，QX分别为：分别为：LX=“量程量程”开关指示开关指示“读数读数”指示值指示值 QX=“损耗倍率损耗倍率”指示值指示值“
50、损耗平衡损耗平衡”指示值指示值注：如果损耗倍率放在注：如果损耗倍率放在“D”位置，电位置，电桥平衡时的品质因数按桥平衡时的品质因数按：Q=1/D计算，计算，电感的修正值为电感的修正值为L/X=LX /（1+1/D2）模块模块3 电路元器件参数的测量电路元器件参数的测量 电子测量实用技术 (3)电阻的测量：估计被测电阻的大小，将电阻的测量：估计被测电阻的大小，将“量程量程”开关、开关、“测量选择测量选择”开关置于合适位置，把被测元件接在接线柱上。开关置于合适位置，把被测元件接在接线柱上。如被测电阻在如被测电阻在10以内，量程开关应置于以内，量程开关应置于1或或10位置，测位置，测量选择开关应置于
