萬用表設(shè)計(jì)論文.doc

陜西科技大學(xué)Shanxi University of Technology and Education畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)專 業(yè)：工業(yè)電氣自動(dòng)化課題名稱：萬用表電路的設(shè)計(jì)與安裝班級(jí)學(xué)號(hào)： 201046學(xué)生姓名：羅明德指導(dǎo)教師：翟建麗 二零一零年 六 月目錄：一、摘要二、引言三、試驗(yàn)?zāi)康乃?、MF47型指針萬用表的簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)電路五、萬用表的幾個(gè)重要參數(shù)六、實(shí)驗(yàn)原理七、MF47型指針萬用表安裝步驟八、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析與討論九、造成誤差的幾個(gè)主要原因：十、體會(huì)及感想十一、致謝指導(dǎo)老師摘 要萬用表是電工、電子必備的儀表之一,每個(gè)學(xué)電子專業(yè)的學(xué)生都應(yīng)該熟練掌握其工作原理及使用方法。在教學(xué)實(shí)踐中,通過MF-47型萬用表的裝配實(shí)習(xí),要求學(xué)生了解萬用表的工作原理,掌握焊接技術(shù)和整機(jī)裝配工藝,掌握萬用表的使用與故障排除方法。 關(guān)鍵詞:萬用表;原理圖;焊接;裝配;故障排除 一、 引言通過萬用表電路的設(shè)計(jì)與組裝設(shè)計(jì)熟練掌握萬用表的組成結(jié)構(gòu)、原理，明確組成萬用表的各種電路的優(yōu)缺點(diǎn)，能根據(jù)給定的技術(shù)參數(shù)，主要是表頭靈敏度、內(nèi)阻、波段開關(guān)結(jié)構(gòu)、各檔量程要求等，選擇合適的電路設(shè)計(jì)萬用表線路。提高學(xué)生結(jié)合實(shí)際綜合考慮間題的能力，要求能看懂各種萬用表電路圖，做到觸類旁通，進(jìn)一步提高學(xué)生識(shí)圖、繪圖和計(jì)算電路的能力。二、試驗(yàn)?zāi)康?.了解簡(jiǎn)單的萬用表的簡(jiǎn)單電路. 2.計(jì)算出所有電阻元件的阻值，并進(jìn)行組裝. 3. 對(duì)成功組裝的萬用表的準(zhǔn)確度，電壓靈敏度等性能指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試. 三、MF30型指針萬用表的簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)電路 圖1是簡(jiǎn)易萬用表的實(shí)驗(yàn)電路。 是微安表頭。電流，電阻,電壓等被測(cè)信號(hào)經(jīng)過輸入電路和變換電路后，變成微安級(jí)電流，再流經(jīng)表頭，使指針偏轉(zhuǎn)，從而指示出被測(cè)量值。 該萬用表有四種功能、八個(gè)檔級(jí)。檔級(jí)的轉(zhuǎn)換靠單級(jí)多位開關(guān)中單級(jí)觸點(diǎn)位置的改變來實(shí)現(xiàn)。 （-）點(diǎn)，接表頭負(fù)極，是所有測(cè)量檔的公共接點(diǎn)，通常接黑色表筆。 （+）通常接紅色表筆，改變多位開關(guān)中單極的位置，可以選擇所需的測(cè)量功能檔。 四、 萬用表的幾個(gè)重要參數(shù)1. 準(zhǔn)確度 萬用表示值與被測(cè)量真值的一致程度稱為萬用表的準(zhǔn)確度。它反映了測(cè)量結(jié)果的基本誤差的大小。同一塊萬用表，不同功能檔的準(zhǔn)確度也不盡相同。 2. 表頭靈敏度 萬用表所用表頭的滿量程值 稱為表頭靈敏度。 一般為 。值越小，靈敏度越高，萬用表的性能也越好。 3. 表頭內(nèi)阻 表頭內(nèi)線圈及上下兩層盤絲的直流電阻之和稱為表頭內(nèi)阻。萬用表表頭內(nèi)阻多在幾百到幾千歐之間。一般來說，靈敏度越高，內(nèi)阻越大。但靈敏度相同的表頭，內(nèi)阻也不盡相同。這是因?yàn)椋谥圃煜嗤眍^時(shí)，所選用的線圈和盤絲的阻值很難做到完全一致。 4. 直流電壓靈敏度 直流電壓檔的內(nèi)阻 與該檔滿量程電壓 的比值稱為直流電壓靈敏度，用 表示?？蓪懗?（1） 電壓靈敏度單位是 或 ，簡(jiǎn)稱每伏歐姆數(shù)。電壓靈敏度越高，萬用表的性能也越好。 5. 直流電流檔的內(nèi)阻 電流表內(nèi)阻的大小決定于表頭內(nèi)阻及分流電阻的大小。對(duì)同一塊萬用表而言，不同檔級(jí)的電流表，其分流電阻不同，所以內(nèi)阻也不相同。電流表的內(nèi)阻越小，質(zhì)量越好。測(cè)電流時(shí)，將電流表串聯(lián)在被測(cè)電路中，對(duì)被測(cè)電路會(huì)造成兩方面的影響：一是它的阻流作用會(huì)改變?cè)娐返墓ぷ鳡顟B(tài)；二是增加了被測(cè)電路的功耗。為了減少這兩方面的影響，內(nèi)阻越小越好。 六、實(shí)驗(yàn)原理針式萬用表最基本的的工作原理指針式萬用表最基本的的工作原理（見圖5）。它由表頭、電阻測(cè)量檔、電流測(cè)量檔、直流電壓測(cè)量檔和交流電壓測(cè)量檔幾個(gè)部分組成，圖中“”為黑表棒插孔，“”為紅表棒插孔。測(cè)電壓和電流時(shí)，外部有電流通入表頭，因此不須內(nèi)接電池。當(dāng)我們把檔位開關(guān)旋鈕SA打到交流電壓檔時(shí)，通過二極管VD整流，電阻R3限流，由表頭顯示出來；當(dāng)打到直流電壓檔時(shí)不須二極管整流，僅須電阻R2限流，表頭即可顯示；打到直流電檔檔時(shí)既不須二極管整流，也不須電阻R2限流，表頭即可顯示；測(cè)電阻時(shí)將轉(zhuǎn)換開關(guān)SA撥到“”檔，這時(shí)外部沒有電流通入，因此必須使用內(nèi)部電池作為電源，設(shè)外接的被測(cè)電阻為 Rx，表內(nèi)的總電阻為R，形成的電流為I，由 Rx、電池E、可調(diào)電位器RP、固定電阻 R1和表頭部分組成閉合電路，形成的電流I使表頭的指針偏轉(zhuǎn)。紅表棒與電池的負(fù)極相連，通過電池的正極與電位器 RP及固定電阻R1相連，經(jīng)過表頭接到黑表棒與被測(cè)電阻 Rx形成回路產(chǎn)生電流使表頭顯示?；芈分械碾娏鳛椋篒E Rx+R從上式可知： I和被測(cè)電阻Rx不成線性關(guān)系，所以表盤上電阻標(biāo)度尺的刻度是不均勻的。當(dāng)電阻越小時(shí)，回路中的電流越大，指針的擺動(dòng)越大，因此電阻檔的標(biāo)度尺刻度是反向分度。當(dāng)萬用表紅黑兩表棒直接連接時(shí)，相當(dāng)于外接電阻最小Rx=0，那么：IE Rx+RE R此時(shí)通過表頭的電流最大，表頭擺動(dòng)最大，因此指針指向滿刻度處，向右偏轉(zhuǎn)最大，顯示阻值為0。請(qǐng)看電阻檔的零位是在左邊還是在右邊，其余檔的零位與它一致嗎？反之，當(dāng)萬用表紅黑兩表棒開路時(shí)Rx， R可以忽略不計(jì)，那么：IE Rx+RE Rx0此時(shí)通過表頭的電流最小，因此指針指向0刻度處，顯示阻值為。5.2MF47型萬用表的工作原理請(qǐng)看今天要安裝的MF47型萬用表的原理圖：試驗(yàn)原理線路七、MF47型指針萬用表安裝步驟1 學(xué)會(huì)看電路原理圖和裝配圖 要對(duì)MF-47型萬用表的工作原理有一定的了解,基本能看懂電路原理圖,最基本要熟悉直流電壓檔、交流電壓檔、電流檔、歐姆檔的測(cè)量線路,電路中用了哪些元器件要做到心中有數(shù),對(duì)照原理圖結(jié)合裝配圖能熟練地在印制板上找到元器件相應(yīng)的位置。 2 提高對(duì)色環(huán)電阻器標(biāo)稱值、二極管、電容的辨認(rèn)能力 該表使用偏差為1%的五環(huán)制精密色環(huán)電阻器,在套件的色環(huán)電阻器中可看到數(shù)字0-9所對(duì)應(yīng)的色環(huán)及金、銀色乘數(shù)環(huán)(第四環(huán)),電阻器的偏差環(huán)即第五環(huán)為棕色,在右邊。棕色偏差環(huán)與鄰環(huán)的間距較其它環(huán)與環(huán)相鄰間距要大些,但有些廠家生產(chǎn)的色環(huán)電阻器看不出這樣的特點(diǎn)。對(duì)于這種情況,需要分別從左右兩邊開始讀數(shù)進(jìn)行比較,通常MF-47型萬用表采用的電阻阻值不會(huì)超過10M。 3 熟悉MF-47型萬用表的各部分結(jié)構(gòu) 3.1 套件材料的清點(diǎn) 打開包裝袋時(shí)請(qǐng)小心,不要將塑料袋撕破,以免材料丟失。清點(diǎn)材料時(shí)請(qǐng)將萬用表后蓋當(dāng)容器,將所有的東西都放在里面。注意要按材料清單一一對(duì)應(yīng),記清每個(gè)元件的名稱與外形。清點(diǎn)完后請(qǐng)將材料放回塑料袋。彈簧和鋼珠要小心放好,避免滾掉。7.1電阻（見圖10）。7.2可調(diào)電阻（見圖11）。輕輕擰動(dòng)電位器的黑色旋鈕，可以調(diào)節(jié)電位器的阻值；用十字螺絲刀輕輕擰動(dòng)可調(diào)電阻的橙色旋鈕，也可調(diào)節(jié)可調(diào)電阻的阻值。7.3二極管、保險(xiǎn)絲夾（見圖12）。7.4電容（見圖13）。7.5保險(xiǎn)絲、連接線、短接線（見圖14）。7.6線路板（見圖15）。7.7面板表頭、檔位開關(guān)旋鈕、電刷旋鈕（見圖16）及電池蓋板。7.8提把、提把鉚釘（見圖17）7.9電位器旋鈕、晶體管插座、后蓋（見圖18）7.10螺釘、彈簧、鋼珠、提把橡膠墊圈（見圖19）。螺釘M36表示螺釘?shù)穆菁y部分直徑為3mm，長(zhǎng)度為6mm。7.11電池夾、銘牌、標(biāo)志（見圖20）。標(biāo)志請(qǐng)貼貼好，防止東西掉進(jìn)表頭內(nèi)部。7.12V形電刷、晶體管插片、輸入插管（見圖21）。7.13表棒。8二極管、電容及電阻的認(rèn)識(shí)在安裝前要求每個(gè)學(xué)生學(xué)會(huì)辨別二極管、電容及電阻的不同形狀，并學(xué)會(huì)分辨元件的大小與極性。8.1二極管極性的判斷判斷二極管極性時(shí)可用實(shí)習(xí)室提供的萬用表，將紅表棒插在“”，黑表棒插在“”，將二極管搭接在表棒兩端（見圖22），觀察萬用表指針的偏轉(zhuǎn)情況，如果指針偏向右邊，顯示阻值很小，表示二極管與黑表棒連接的為正極，與紅表棒連接的為負(fù)極，與實(shí)物相對(duì)照，黑色的一頭為正極，白色的一頭為負(fù)極，也就是說阻值很小時(shí)，與黑表棒搭接的時(shí)二極管的黑頭，反之，如果顯示阻值很大，那么與紅表棒搭接的時(shí)二極管的正極。8.1.1用萬用表判斷二極管極性的原理用萬用表判斷二極管極性的原理（見圖23），由于電阻檔中的電池正極與黑表棒相連，這時(shí)黑表棒相當(dāng)于電池的正極，紅表棒與電池的負(fù)極相連，相當(dāng)于電池的負(fù)極，因此當(dāng)二極管正極與黑表棒連通，負(fù)極與紅表棒連通時(shí)，二極管兩端被加上了正向電壓，二極管導(dǎo)通，顯示阻值很小。8.2電解電容極性的判斷注意觀察在電解電容側(cè)面有“”，是負(fù)極，如果電解電容上沒有標(biāo)明正負(fù)極，也可以根據(jù)它引腳的長(zhǎng)短來判斷，長(zhǎng)腳為正極，短腳為負(fù)極（見圖24）。如果，已經(jīng)把引腳剪短，并且電容上沒有標(biāo)明正負(fù)極，那么可以用萬用表來判斷，判斷的方法是正接時(shí)漏電流小（阻值大），反接時(shí)漏電流大。8.3色環(huán)的認(rèn)識(shí)從材料袋中取出一黃電阻，注意別的東西不要丟失，封好塑料袋的封口。對(duì)照幻燈片觀察，看它有幾條色環(huán)，黃電阻有4條色環(huán)（見圖25），其中有一條色環(huán)與別的色環(huán)間相距較大，且色環(huán)較粗，讀數(shù)時(shí)應(yīng)將其放在右邊。每條色環(huán)表示的意義（見表），色環(huán)表格左邊第一條色環(huán)表示第一位數(shù)字，第2個(gè)色環(huán)表示第 2個(gè)數(shù)字，第3個(gè)色環(huán)表示乘數(shù)，第4個(gè)色環(huán)也就是離開較遠(yuǎn)并且較粗的色環(huán)，表示誤差。由此可知，圖25中的色環(huán)為紅、紫、綠、棕，阻值為271052.7M，其誤差為0.5%。將所取電阻對(duì)照表格進(jìn)行讀數(shù)，比如說，第一個(gè)色環(huán)為綠色，表示5，第2個(gè)色環(huán)為藍(lán)色表示6，第3個(gè)色環(huán)為黑色表示乘100，第4個(gè)色環(huán)為紅色,那么表示它的阻值是56100=56誤差為2%，對(duì)照材料配套清單電阻欄目R1956。請(qǐng)同學(xué)練習(xí)試讀，對(duì)照材料配套清單，檢查讀出的阻值是否正確。藍(lán)色或綠色的電阻（見圖26），與黃電阻相似，首先找出表示誤差的，比較粗的，而且間距較遠(yuǎn)的色環(huán)將它放在右邊。從左向右，前三條色環(huán)分別表示三個(gè)數(shù)字，第4條色環(huán)表示乘數(shù)，第5條表示誤差。比如：藍(lán)紫綠黃棕表示675104=6.75M，誤差為1%。請(qǐng)同學(xué)練習(xí)試讀5環(huán)電阻，對(duì)照材料配套清單，檢查讀出的阻值是否正確。從上可知，金色和銀色只能是乘數(shù)和允許誤差，一定放在右邊；表示允許誤差的色環(huán)比別的色環(huán)稍寬，離別的色環(huán)稍遠(yuǎn)；本次實(shí)習(xí)使用的電阻大多數(shù)允許誤差是1%的，用棕色色環(huán)表示，因此棕色一般都在最右邊。9 焊接前的準(zhǔn)備工作9.1清除元件表面的氧化層元件經(jīng)過長(zhǎng)期存放，會(huì)在元件表面形成氧化層，不但使元件難以焊接，而且影響焊接質(zhì)量，因此當(dāng)元件表面存在氧化層時(shí)，應(yīng)首先清除元件表面的氧化層。注意用力不能過猛，以免使元件引腳受傷或折斷。元件經(jīng)過長(zhǎng)期存放，會(huì)在元件表面形成氧化層，不但使元件難以焊接，而且影響焊接質(zhì)量，因此當(dāng)元件表面存在氧化層時(shí)，應(yīng)首先清除元件表面的氧化層。注意用力不能過猛，以免使元件引腳受傷或折斷。清除元件表面的氧化層的方法是：左手捏住電阻或其他元件的本體，右手用鋸條輕刮元件引腳的表面，左手慢慢地轉(zhuǎn)動(dòng)，直到表面氧化層全部去除。為了使電池夾易于焊接要用尖嘴鉗前端的齒口部分將電池夾的焊接點(diǎn)銼毛，去除氧化層。本次實(shí)習(xí)提供的元器件由于放在塑料袋中，比較干燥，一般比較好焊，如果發(fā)現(xiàn)不易焊接，就必須先去除氧化層。3.2 后蓋組件及面板組件的安裝 在清點(diǎn)完材料后為了減少零散元器件數(shù)量,可以先將后蓋組件及面板組件組裝起來。后蓋組件包括:后蓋、帶星型定位扣的提把、電池蓋板。安裝提把時(shí)要將提把柄輕輕向外拉,使星形定位扣完全露出外框,再把提把向下旋轉(zhuǎn)90度,將提把柄輕輕向內(nèi)推,直到星形定位扣卡入外框中。電池蓋板帶三卡爪的一邊先卡到后蓋相應(yīng)位置的棱邊上,再稍用力壓下即可。面板組件包括:面板、銘牌、表頭、檔位開關(guān)、定位鋼球及彈簧、卡圈。組裝前首先將面板擦干凈,將金屬銘牌背后的不干膠保護(hù)膜撕下,對(duì)準(zhǔn)面板上相應(yīng)位置先對(duì)齊一端再全部貼上去。檔位開關(guān)的安裝:將面板平放,將涂有凡士林的彈簧分別放入面板上二小孔內(nèi),在彈簧上端放上鋼球,再將轉(zhuǎn)換開關(guān)的軸輕輕裝入孔內(nèi)并壓緊檔位開關(guān),旋轉(zhuǎn)檔位開關(guān)看是否正常,無異常則翻轉(zhuǎn)面板,要注意壓緊檔位開關(guān)的手不能松開,再用尖嘴鉗將卡圈壓入檔位開關(guān)軸上的卡圈槽內(nèi),然后旋轉(zhuǎn)檔位開關(guān)看是否順暢。表頭的安裝:將表頭由面板正面放入面板上表頭框內(nèi)并壓緊,對(duì)齊四個(gè)固定孔與面板上的四個(gè)孔,用四個(gè)螺釘將表頭固定好。 3.3 電路板元件的安裝與焊接 這是萬用表裝配中最重要也是耗時(shí)最多的一個(gè)環(huán)節(jié)。第一步:將元器件分好類,然后取一張白紙,在紙上寫出R1、R2、R3、VD1、VD2、C1、C2并在元器件符號(hào)旁邊寫出標(biāo)稱值,然后將元件插到紙上相應(yīng)的元件符號(hào)旁邊,確定好元器件編號(hào)后可對(duì)它們逐一檢測(cè)并記下實(shí)測(cè)值,檢測(cè)二極管時(shí),正反向電阻值相差越大越好。5A分流器可不作檢測(cè)。第二步:元器件的焊接。首先焊接色環(huán)電阻器,可根據(jù)元件編號(hào)順序進(jìn)行,電阻插放時(shí)要求讀數(shù)方向排列整齊,橫排的必須從左向右讀,豎排的從下向上讀,保證讀數(shù)一致。在印制板上找到相應(yīng)元件的位置,根據(jù)元件的孔距,用鑷子對(duì)元件腳彎制成型,然后安裝,1/4瓦 的電阻器可緊貼印制板安裝,1/2瓦 的電阻器安裝時(shí)要離印制板稍留一點(diǎn)距離方便散熱。為避免元件在印制板翻轉(zhuǎn)后掉落,安裝后可將元件引線傾倒一定角度。注意一定不能將元件插錯(cuò)位置。每次安裝 5個(gè)元件后焊接,焊接時(shí)焊錫用量應(yīng)適量,整個(gè)焊盤均應(yīng)有焊錫,焊點(diǎn)應(yīng)有光澤、無毛刺呈圓錐形,不可虛焊、連焊、漏焊以及將銅箔或焊盤燙翹。第三步:待焊點(diǎn)充分冷卻后再剪去多余引腳。安裝焊接二極管、電解電容時(shí)要注意分清極性。 3.4 電位器的安裝 電位器安裝時(shí),應(yīng)先測(cè)量電位器引腳間的阻值,電位器共有五個(gè)引腳,其中三個(gè)并排的引腳中1、3為固定觸點(diǎn),2為可動(dòng)觸點(diǎn),1、3之間的阻值應(yīng)為10k,擰動(dòng)電位器的黑色小旋鈕,測(cè)量1 與2 或者 2 與 3 之間的阻值應(yīng)在0 -10k 間變化。如果沒有阻值,或者阻值不改變,說明電位器已經(jīng)損壞,不能安裝。電位器的兩個(gè)粗的引腳主要用于固定電位器。安裝時(shí)應(yīng)捏住電位器的外殼,平穩(wěn)地插入,不應(yīng)使某一個(gè)引腳受力過大。不能捏住電位器的引腳安裝,以免損壞電位器。否則 5 個(gè)引腳焊接后,要更換電位器就非常困難。 3.5 輸入插管、晶體管插座、電池夾及電池扣連接線、保險(xiǎn)絲夾、分流器的安裝 輸入插管和晶體管插管都是裝在電路板銅箔面,是用來插紅黑表棒以及晶體三極管的,因此一定要焊接牢固,要注意方向垂直。連線的焊接要記住哪根線對(duì)應(yīng)與電池正極相連、哪根應(yīng)與電池負(fù)極相連,保險(xiǎn)絲夾安裝時(shí)注意夾子帶有擋片一端的朝上,以免保險(xiǎn)絲管無法裝入或者與保險(xiǎn)管接觸不良。5A分流器焊接在電路板銅箔面,注意安裝高度,焊接應(yīng)牢固。 3.6 檔位開關(guān)電刷的安裝 電刷的方向一定要安裝正確,確保三只觸腳正常接觸到電路板,否則萬用表不能正常使用。將檔位開關(guān)旋鈕白線向上,然后按正確的方向?qū)㈦娝⑻自跈n位開關(guān)的鐵軸上,墊上帶齒墊片,擰上螺帽上緊即可。 九、造成誤差的幾個(gè)主要原因1 表針不轉(zhuǎn)表針不轉(zhuǎn)是因?yàn)楸眍^回路中沒有電流流過,主要是表頭、表棒損壞;接線錯(cuò)誤;元件