电子测试技术应用仪器仪表 电子测试测量仪器用途及分类

电子测试测量仪器用途及分类

仪器仪表是用来检出、测量、观察、计算各种物理量、物质成分、物性参数等的器具或设备。仪器仪表应用领域广泛，覆盖了工业、农业、交通、科技、环保、国防、文教卫生、人民生活等各方面，在国民经济建设各行各业的运行过程中承担着把关者和指导者的任务。我国仪器仪表行业可分为6大类和20个小类，电子测试测量仪器仪表是20个小类中重要的一类，也是目前发展最迅速，用途最广泛的一个门类。

电子测量仪器是主要用于各类电子材料、产品、装备、系统的性能及质量检测的仪器设备。电子测量是测量领域的主要组成部分，泛指以电子技术为基本手段的一种测量技术。电子测试测量仪器以电子测量技术为基础，吸收融合了计算机技术、数字处理技术、传感器技术、通信技术等多种技术方式，可以将被测量对象或系统的参数传递给处理端进行处理和分析。电子测试测量仪器仪表广泛应用于通信、雷达、航空航天与国防军工、教学科研、电子产品制造等军用或民用市场中，推动科技进步、彰显国家实力方面，发挥着极其重要的基础支撑作用，符合国家重点发展产业。

电子测试测量仪器一般分为专用仪器和通用仪器两大类，通用仪器是为了测量某一个或某一些基本电参量而设计的，常见通用电子测试测量仪器仪表可分成台式仪器、模块化仪器、基础仪表三大类，具体情况如下：

（1） 台式仪器

按其功能可分为：微波/毫米波测量仪器，光电测量仪器、通信测量仪器等几类，分别介绍如下：

1) 微波/毫米波测量仪器，按其功能可分为：

① 信号发生器

又叫信号源，用来提供各种测量所需的信号，根据用途不同，又有不同波形、不同频率范围和各种功率的信号发生器，如低频信号发生器、高频信号发生器、射频合成信号发生器、波形和函数发生器、任意波形发生器、脉冲信号发生器、数据发生器、直流电源、交流电源、电源测量单元、直流电子负载等。

② 分析仪

用来观测、分析和记录各种电信号、参数的变化，如各种示波器（包括和数字示波器）、频谱分析仪、矢量信号分析仪、噪声系数分析仪、波形分析仪、失真度分析仪、谐波分析仪、直流电源分析仪、交流电源分析仪、逻辑分析仪等。

③ 网络分析仪

是实现微波毫米波网络特性参数测试的核心仪器。主要包括标量网络分析仪、矢量网络分析仪等。

④ 接收机

接收机是信号监测和接收领域最重要的仪器门类之一，可以实现信号搜索、无线电监测、无线电检测、频谱监测、干扰测量和信号分析等功能。

2) 光电测量仪器

可分为：光纤熔接机、光时域反射计、光谱分析仪、光纤传感测试仪、光源/光衰减器、光波测试仪、光功率计等。

3) 通信测量仪器

可分为：数字通信测量仪器、无线通信测量仪器、移动通信测试仪表及系统等。

（2） 模块化仪器

以虚拟仪器技术为核心，涵盖PXI/PXIe、AXIe、VXI、CPCI与VPX等标准总线模块，包含信号发生与模拟、信号接收与分析、路由切换、通信接口协议、航空导航信号模拟、信号调理等模块。

（3） 基础仪表

一些基础测量仪表，如手持式示波器、分析仪表等，数字万用表、功率计+功率传感器、频率计+频率基准、皮安计、静电计等。

常用的电子测试测量仪器分类如下图所示。

图 常用的电子测试测量仪器分类图

目前，全球电子测试测量仪器绝大部分市场被国外大型仪器公司所占领，行业龙头企业主要有美国是德科技（Keysight）、德国罗德与施瓦茨（R&S）、美国国家仪器（NI）、日本安立（Anritsu）、美国泰克科技（Tektronix）等。而中国电子测试测量仪器市场几乎被国外仪器垄断，国内以中电科仪器仪表有限公司（简称“中电仪器”）为龙头企业，占据一定市场份额，其余民营企业如成都玖锦 、普源精电、天津德力等各有特色，各自有专注的产品种类，占据极小部分市场。

电子电工常用仪器仪表及设备，一口气整理！

1.指针式万用表

指针式万用表使用机械指针在刻度盘上移动来指示测量值，通过指针的位置读取数据。特点是可以快速判断读数的大致范围，比较直观。通常内阻较低 ，这意味着在某些测量中对被测电路的影响较大。

特点：

精度相对较低，读数主要靠目测，且受表头灵敏度影响，一般只能达到mA级别。

功能较为基础，主要测量电压、电流和电阻，不包含数字表中的高级功能如频率、电容测量等。

结构简单，过载保护较好，易于维修，适合恶劣环境使用。

2.数字万用表

数字万用表采用数字显示屏直接显示测量结果，读数更为精确，避免了人为误差。内阻很高 ，通常在1MΩ或以上，对被测电路影响小，适合敏感电路的测量。

特点：

测量精度高，可达uA甚至更小单位，适合需要高精度测量的场合。

功能丰富，除了基本测量外，还具备更多功能，如测量电容、电感、温度、频率计数等，有些还带有逻辑测试和数据记录功能。

自动量程切换，不需要手动选择合适的量程。

3.漏电保护器

漏电保护器能够检测电路中是否存在漏电现象 ，当检测到漏电电流超过预设值（通常为30mA或更低，以保护人体免受电击伤害）时，会迅速切断电源。

结构上包含一个断路器和一个剩余电流动作保护器，既能处理过载和短路，也能提供漏电保护。

主要目的是保护人身安全，防止触电事故。

4.空气开关

空气开关主要用来保护电路不受过载和短路 损害，当电路电流超过额定值时会自动跳闸。

具有过电流延时跳闸保护和短路速动跳闸保护，前者防止长期过载，后者针对短路瞬间大电流。空气开关不具备检测漏电电流 的功能，因此不能提供漏电保护。

主要用作家庭、办公室等场所的电路控制，保护电线和设备免受损坏。

外观上，漏电保护器上有一个明显的按钮，空气开关则没有。

5.过欠压保护器

过压保护器专门用来监测和响应电网电压的异常变化，比如过电压、欠电压或电压突变。当检测到电压超出设定的安全范围时，立即切断电路，防止设备因电压过高或过低而受损。

主要用来保护对电压敏感的设备，如电脑、通讯设备、精密仪器等。

功能上专注于电压保护，与其他两个设备（漏电保护器和空气开关）的保护机制互补。

家庭住宅因为很少会遇到过欠压的情况，不一定要安过欠压保护器。

总结：

漏电保护器检测剩余电流，空气开关响应电流过载和短路，过压保护器监控电压波动。漏电保护器主要用来防止触电和漏电引起的火灾；空气开关重点在于保护电路免受过载和短路危害；过压保护器则专注于电压稳定，防止电压异常对设备造成损害。

6.断路器

断路器主要用于保护电路免受过载和短路 的影响。内置有强大的灭弧装置，可以在电流超过安全阈值时安全地中断大电流，包括短路电流。它们通常不可以手动控制，但在某些设计中可以复位和重置。

7.接触器

接触器是一种可以频繁接通和断开 大电流电路的电动开关，常见于电动机控制电路中。它通过电磁线圈吸引来驱动触点闭合或断开，实现远程控制。

虽然接触器可以承载较大的电流，但通常不具备断路器那样的短路保护能力。为了安全起见，接触器常与熔断器或断路器配合使用 ，以防电路短路。

8.继电器

一种电控开关，通过小电流的控制信号（如电磁线圈产生的磁力）来控制大电流电路的通断，主要用于信号的传递和自动控制系统的逻辑控制。继电器触点电流容量相对较小，通常不超过几安，不适合直接控制大功率负载。它不直接用于保护电路，而是作为信号处理和逻辑控制的元件。

继电器中的NO代表“常开接点”，NC代表“常闭接点”。

总结：

断路器强调保护，接触器注重控制大电流电路，而继电器则是小电流控制大电流的桥梁，主要承担信号的转换和控制任务。实际应用中，三者常常配合使用。

9.摇表

摇表又称为兆欧表、绝缘电阻表或者梅格表，是一种便携式的电工仪表。主要用来测量电气设备、线路、电机、变压器等的绝缘电阻值。

基本构成：

①手摇发电机：通过手摇的方式产生直流高压，这是测量绝缘电阻的动力源。

②测量回路：包括线圈和电阻，将产生的电压施加到被测绝缘体上，并检测通过的微弱电流。

③显示部分：通常是一个指针式的表头，显示绝缘电阻的数值，单位通常是兆欧（MΩ）。

工作原理：

①使用时，将被测设备的导体与摇表的相应端子相连（线路端L、接地端E，有时还包括屏蔽端G）。

②摇动手柄带动发电机旋转，产生一个稳定的直流电压，此电压施加在被测绝缘体上。

③通过测量流经被测绝缘体的微小泄漏电流，并利用欧姆定律计算出相应的电阻值，该值反映绝缘材料的绝缘性能。

④绝缘电阻值越大，表明绝缘性能越好；反之，则表示可能存在绝缘老化、受潮或其他形式的损坏。

10.电机综合保护器

一种专门为电动机设计的智能保护和控制装置，集成多种功能，实时监测电动机的工作状态，能够进行过载保护、缺相保护、堵转保护、欠电压和过电压保护、相序保护、接地/漏电保护等。

11.主备电源切换开关

也称双电源切换开关或ATS，可以在两个不同电源之间自动或手动进行切换，确保关键负载在主电源失效时能够不间断地从备用电源获得电力供应。

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