测试设备

本帖最后由 能量海 于 2018-2-2 10:10 编辑


第十二章:基础电子学

测试设备

    当开发新电路时,它可以在电路中的某些位置方便地尝试电阻的不同的值(电阻值可取决于一个晶体管的增益或一个ORP12的实际电阻,或一些这样的其它情况)。为此,有一个电阻代换盒让转动一个开关去选择任何标准电阻,是非常便利的。

    这些在市场上是找不到现成的。在过去的几年里,可以定制购买晶片开关,可以组合一些晶片满足开关大小的需要,但这些似乎已经不再提供了。一个略为不太方便的建构方法是用四个这些东西,由第二个晶片开关选择:

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    上图中,所有电阻都在一个范围内(100欧姆到820欧姆、1K8K210K82K100K820K),连接到一个单个的12路开关。输出线于是跨接着所有的这些标准电阻——依这些开关的设置而定。然后第二个开关可以用来选择这些组中的几个,而仍然使用相同的输出线。装箱时,它看起来可能像这样:

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    有一台多功能信号发生器也很有用。您可以轻松地构建自己的可变频、可变占空比和可选可变门控。如果这样,你不妨让它有一个低输出阻抗,使它测试时可以直接驱动设备,而不是必须提供额外的缓冲。它可能看起来像这样:

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    真正必不可少的设备是万用表。市面上有多种形状、大小和品种的,而且成本区别很大。可靠性也有很大的不同。最可靠和最便宜的是模拟型的,它不用电池(除非偶尔测量一下电阻)。虽然这一类现在是被瞧不起的,但它们却是100%可靠的:


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    上示的万能表的额定在每伏2,000欧姆,因此把它连接到一个电路去在10伏档测量,等同于连接一个20K的电阻到电路。这类设备的老大哥大约是五倍大,有着每伏30,000欧姆的性能,因此把它连接到10伏档上就等同于连接一个300K的电阻到电路测量。这一个是用电池驱动的,所以如果你有一个这样的,请允许我建议你定期地检查其准确性:

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    真正优秀的无电池(前专业的)的安伏欧计万用表依然可以通过eBay以负担得起的价格买到。它们有着每伏30,000欧姆的性能,并且准确而耐用,是以非常高的标准制造的。

    万用表用1.5伏电池测量电阻。欧姆定律为其工作和操作原理:

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    图示的万用表有一个它自己的小电阻。这是加了一个小型可变电阻的。这个可变电阻会在万用表表面装一个小旋钮,或者是万用表盒右边略微突出的指轮旋钮。1.5伏电池置于万用表盒内,就像1K电阻。要用阻值量程,万用表探针要牢牢地触碰到一起形成短路,再调节可变电阻,使万用表指向零。

    为便于讨论,让我们假设调节正确时,万用表的内电阻刚好是1K。如果测试时电阻值刚好1K,则通过万用表的电流将只有一半,而万用表指针将在整个表盘上偏转一半。如果测试的电阻是2K,则电流将为三分之一,而表盘指针将从从左边移到刻度线1/3的位置。如果电阻是4K,则为全表盘电流的五分之一 (1K+4K=5K),以及4K标记,将为表盘左边的20%处。

    提醒两件事:首先,表盘必须是从右到左读取,这要养成习惯;其次,表盘不是线性的,其刻度标记变得越来越接近,因而被测的阻值越高,就越难标识和读取。表盘刻度挤在一起说明了为什么多量程万用表往往比单一量程的更贵。

    市电运行的示波器是一台出色的个人设备,但新品是非常贵的。通过eBay以合理的价格去淘一台还是有可能的。示波器并非是必不可少的物品。它最有用的功能之一是能够测量频率,并显示波形。大多数的波形具有已知形状,所以主要未知的是频率。下面的仪表并不贵,而且它显示的是数字读出的信号频率:

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    所以,当你决定买一台万用表时,要考虑以下几点:

    1. 它有多可靠?如果你选择了一台电池驱动的设备,如果电池开始耗尽,准确度会受到什么影响。它会显示电池需要更换的警告吗?市电运行的数字万用表是很完美的,但如果你总是用市电测量就会有问题。
    2. 它的直流电压范围是多少?如果你打算主要工作在12伏电路,对于9伏和30伏作为逐次范围就是很不方便的范围。数字表没有这个问题,但问题是,日复一日地使用,它们能有多准确?
    3. 您可以忽略晶体管测试的选项——如果你认为你总是需要这样做,你最好制造你自己的专用设备来检测晶体管——或许你不要。
    4. 可以对测量电流非常有用,以便看看提供的是什么范围。
    5. 对测量电容非常有用,尤其因为许多电容器对它们的值是标记不清楚的。
    6. 测量一个波形的频率可以是一个意外的收获,但问题是:你真的有这个需要吗?
    7. 对测量电阻非常有用。每台万用表都有。不必刻意迷恋测量的量程,因为通常你只需要知道近似值——它是1K电阻还是10K电阻?

    看看周围并了解市面上有什么、多少钱和是什么吸引你。买一台真正便宜的万用表未必不好,用它一段时间,看看它是否有令人讨厌的不足之处,如果有,你本人想从一台更贵的万用表上得到什么改进。

    一个高档的工作台电源可能是值得拥有的,它允许您设置任何你想要的电压,而且它显示由您开发的电路所汲取的电流:

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    然而,在你能做自己的电压稳定、可调输出、测量电流等等、等等的一台优秀的设备时,就不需要花钱买一台高档仪表。就个人而言,如果开发一种用电池的电路,我认为你最好开发一个电池的供电,那种你可以施行包括任何电池参数的测试。

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