MF47萬用表的設(shè)計與制作案例

1、MF47萬用表的設(shè)計與制作案例 一、萬用表的組成與原理1、萬用表的分類 數(shù)字萬用表按照量程轉(zhuǎn)換方式來分類，可劃分成三種類型：手動量程，自動量程，自動/手動量程 根據(jù)功能、用途及價格的不同，數(shù)字萬用表大致可分為9大類：低檔數(shù)字萬用表(亦稱普及型數(shù)字萬用)、中檔數(shù)字萬用表、中/高檔數(shù)字萬用表、數(shù)字/模擬混合式儀表，數(shù)字/模擬圖雙顯示的儀表、萬用示波表(將數(shù)字萬用表、數(shù)字存儲示波器等動能集于一身)。2、萬用表結(jié)構(gòu)及工作原理 此次實(shí)習(xí)使用的是指針是萬用表MF47。 Mf47的組成部分：指針式萬用表的型式很多，但基本結(jié)構(gòu)是類似的。指針式萬用表的結(jié)構(gòu)主要由表頭、檔位轉(zhuǎn)換開關(guān)、測量線路板、面板等組成。表頭是

2、萬用表的測量顯視裝置，指針式萬用表采用控制顯示面板表頭一體化結(jié)構(gòu)；檔位開關(guān)用來選擇被測電量的種類和量程；測量線路板將不同性質(zhì)和大小的被測電量轉(zhuǎn)換為表頭所能接受的直流電流。萬用表可以測量直流電流、直流電壓、交流電壓和電阻等多種電量。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到直流電流檔，可分別與5個接觸點(diǎn)接通，用于測量500mA、50mA、5mA和500A、50A量程的直流電流。同樣，當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到歐姆檔，可分別測量1、10、100、1k、10k量程的電阻；當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到直流電壓檔，可分別測量0.25V、1V、2.5V、10V、50V、250V、500V、1000V量程的直流電壓；當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到交流電壓檔，可分別測量10V、

3、50V、250V、500V、1000V量程的交流電壓。測量電路：把被測的電量轉(zhuǎn)化為適合于表頭要求的微小直流電流，由電阻、半導(dǎo)體元件及電池組成。它通常包括分流電路、分壓電路和整流電路。分流電路將被測大電流通過分流電阻變成表頭所需要的微小電流，分壓電路將被測得高電壓通過分壓電阻變換成表頭所需的低電壓；整流電路將被測的交流，通過整流轉(zhuǎn)變成所需的直流電。 檔位選擇電路:萬用表的各種測量種類及量程的選擇是靠轉(zhuǎn)換裝置來實(shí)現(xiàn)，轉(zhuǎn)換裝置通常由轉(zhuǎn)換開關(guān)、接線柱、插孔等組成。轉(zhuǎn)換開關(guān)有固定觸點(diǎn)和活動觸點(diǎn)，它位于不同位置，接通相應(yīng)的觸點(diǎn)，構(gòu)成相應(yīng)的測量電路。Mf47電路原理框圖：上面所示的原理框圖與電路板上給出的實(shí)

4、際電路意義對應(yīng)。下面來分步說明電路的各部分原理。2.1電阻檔工作原理MF47萬用表電阻檔工作原理（見圖9），電阻檔分為1、10、100、1k、10k、5個量程。例如將檔位開關(guān)旋鈕打到1時，外接被測電阻通過COM端與公共顯示部分相連；通過經(jīng)過0.5A熔斷器接到電池，再經(jīng)過電刷旋鈕與R18相連，WH1為電阻檔公用調(diào)零電位器，最后與公共顯示部分形成回路，使表頭偏轉(zhuǎn)，測出阻值的大小。2.2直流電壓的測量 萬用表的直流電壓檔，實(shí)質(zhì)上是一個多量程的直流電壓表，它應(yīng)用分壓電阻與表頭串聯(lián)來擴(kuò)大測量電壓的量程，根據(jù)分壓電阻值越大，所得的測量量程越大的原理，通過配以不同的分壓電阻，構(gòu)成相應(yīng)的電壓測量量程。2.3交

5、流電流、電壓的測量磁電式儀表本身只能測量直流電流和電壓。測量交流電壓和電流時，采用整流電路將輸入的交流，變成直流，實(shí)現(xiàn)對交流的測量。其整流電路一般有半波整流和全波整流，其整流元件一般都采用晶體二極管。萬用表測量的交流電壓只能是正弦波。萬用表通常采用的是半波整流測量電路。2.4直流電流的測量萬用表的直流電流檔，實(shí)質(zhì)上是一個多量程的磁電式直流電流表，它應(yīng)用分流電阻與表頭并聯(lián)以達(dá)到擴(kuò)大測量的電流量程。根據(jù)分流電阻值越小，所得的測量量程越大的原理，配以不同的分流電阻，構(gòu)成相應(yīng)的測量量程。在電路中，各分流電阻彼此串聯(lián)，然后與表頭并聯(lián)，形成一個閉合環(huán)路，當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)置于不同位置時，表頭所用的分流電阻不同，構(gòu)

6、成不同量程的檔位。二、安裝原理及準(zhǔn)備工作1、整理實(shí)習(xí)元器件首先因該是根據(jù)產(chǎn)品盒內(nèi)的說明書指示清點(diǎn)各個原件是否有缺失。2、電阻識別讀數(shù)方法電阻的識別首先要知道電阻的分類，市場上常用的電阻分為四道色環(huán)，五道色環(huán)兩類。所以識別時候應(yīng)該分為四道色環(huán)，五道色環(huán)來進(jìn)行：四色環(huán)電阻： 第一色環(huán)是十位數(shù)，第二色環(huán)是個位數(shù)， 第三色環(huán)是應(yīng)乘顏色次冪顏色次，第四色環(huán)是誤差率 。例子：棕 紅 紅 金 其阻值為12102=1.2K 誤差為5% 誤差表示電阻數(shù)值，在標(biāo)準(zhǔn)值1200上下波動（5%1200）都表示此電阻是可以接受的，即在1140-1260之間都是好的電阻。五色環(huán)電阻： 紅 紅 黑 棕 金 五色環(huán)電阻最后一環(huán)

7、為誤差，前三環(huán)數(shù)值乘以第四環(huán)的10顏色次冪顏色次，其電阻為 220101=2.2K 誤差為5% 第一色環(huán)是百位數(shù)，第二色環(huán)是十位數(shù)，第三色環(huán)是個位數(shù)，第四色環(huán)是應(yīng)乘顏色次冪顏色次，第五色環(huán)是誤差率。首先，從電阻的底端，找出代表公差精度的色環(huán)，金色的代表5%，銀色的代表10%。 再從電阻的另一端，找出第一條、第二條色環(huán)，讀取其相對應(yīng)的數(shù)字，以下圖為例，前兩條色環(huán)都為紅色，故其對應(yīng)數(shù)字為紅2、紅2，其有效數(shù)是22。再讀取第三條倍數(shù)色環(huán)，黑1。所以，我們得到的阻值是22x1=22。 如果第三條倍數(shù)色環(huán)為金色，則將有效數(shù)乘以0.1。如果第三條倍數(shù)色環(huán)為銀色，則乘以0.01。對于第五環(huán)所代表的代表誤差。

8、 如果第五條色環(huán)為黑色，一般用來表示為繞線電阻器，第五條色環(huán)如為白色，一般用來表示為保險絲電阻器。如果電阻體只有中間一條黑色的色環(huán)，則代表此電阻為零歐姆電阻。相關(guān)參數(shù)值對應(yīng)如下表： 顏色左第一位左第二位左第三位右第二位右第一位（誤差）棕1 1110e1F1%紅22210e2G2%橙33310e3黃44410e4綠55510e5D0.5%藍(lán)66610e6C0.25%紫77710e7B0.1%灰88810e8白99910e9黑00010e0金10e-1J5%銀10e-2K10%圖1 色環(huán)電阻識別參數(shù)表3、焊接工藝及注意事項(xiàng)焊接基本流程：清潔處理、加熱、給錫。首次使用電烙鐵時，插上電源插頭后，電烙鐵

9、溫度上升的同時，先在烙鐵頭上涂上少許松香，待加熱到焊錫熔點(diǎn)時，再往烙鐵頭上加焊錫，在使用過程中，由于電烙鐵溫度很高，達(dá)300以上，長時間加熱會使焊錫熔化揮發(fā)，在烙鐵頭上留下一層污垢，影響焊接，使用時用擦布將烙鐵頭擦拭干凈或在松香里清洗干凈，再往烙鐵頭上加焊錫，保持烙鐵頭上有一層光亮的焊錫，這樣電烙鐵才好使用。3.1焊點(diǎn)的正確形狀：1.正確焊點(diǎn)，焊點(diǎn)就象光滑小山丘；2.不正確焊點(diǎn)，焊錫多，中間空，虛焊；3.烙鐵不正確焊點(diǎn)，元件線未出頭4.不正確焊點(diǎn)，半焊，振動易脫焊；5.不正確焊點(diǎn)，撤離時帶出一個小尖峰；6.正確焊點(diǎn)，桃形焊點(diǎn)，烙鐵從元件引腳方向離；7.不正確焊點(diǎn)，象油滴焊點(diǎn)，與焊盤未焊接。元器

10、件焊接好后，元器件引腳不高出電路板面1mm，應(yīng)將多余部分的引腳用斜口鉗或其它剪切工具剪去，使印刷電路板整潔美觀。實(shí)際操作時應(yīng)該盡量按照上圖1，6所示，防止虛焊錯焊，這樣在眾多的焊點(diǎn)焊完之后，才能保證這個電路沒有斷路的焊點(diǎn)。3.2 烙鐵頭的保護(hù)為了便于使用，烙鐵在每次使用后都要進(jìn)行維修，將烙鐵頭上的黑色氧化層銼去，露出銅的本色，在烙鐵加熱的過程中要注意觀察烙鐵頭表面的顏色變化，隨著顏色的變深，烙的溫度漸漸升高，這時要及時把焊錫絲點(diǎn)到烙鐵頭上，焊錫絲在一定溫度時熔化，將烙鐵頭鍍錫，保護(hù)烙鐵頭，鍍錫后的烙鐵頭為白色。3.3 烙鐵頭上多余錫的處理如果烙鐵頭上掛有很多的錫，不易焊接，可在烙鐵架中帶水的海

11、棉上或者在烙鐵架的鋼絲上抹去多余的錫。不可在工作臺或者其他地方抹去。3.4 元件引腳規(guī)范處理要求將元件的引腳彎曲成規(guī)定的形狀之后在進(jìn)行插入到電路板之中。左手用鑷子緊靠電阻的本體，夾緊元件的引腳，使引腳的彎折處，距離元件的本體有兩毫米以上的間隙。左手夾緊鑷子，右手食指將引腳彎成直角。不能用左手捏住元件本體，右手緊貼元件本體進(jìn)行彎制，如果這樣，引腳的根部在彎制過程中容易受力而損壞，元件彎制后的形狀，引腳之間的距離，根據(jù)線路板孔距而定，引腳修剪后的長度大約為8mm，如果孔距較小，元件較大，應(yīng)將引腳往回彎折成形。電容的引腳可以彎成直角，將電容水平安裝，或彎成梯形，將電容垂直安裝。二極管可以水平安裝，當(dāng)

12、孔距很小時應(yīng)垂直安裝，為了將二極管的引腳彎成美觀的圓形，應(yīng)用螺絲刀輔助彎制。將螺絲刀緊靠二極管引腳的根部，十字交叉，左手捏緊交叉點(diǎn)，右手食指將引腳向下彎，直到兩引腳平行。有的元件安裝孔距離較大，應(yīng)根據(jù)線路板上對應(yīng)的孔距彎曲成形。3.5 練習(xí)試焊 在實(shí)際操作前應(yīng)該找一塊練習(xí)板來實(shí)踐，可以使平時廢棄的電路板，拿來做實(shí)驗(yàn)，練習(xí)和熟悉基本操作，在練習(xí)的時候要注意糾正自己操作上存在的問題。 練習(xí)時注意不斷總結(jié)，把握加熱時間、送錫多少，不可在一個點(diǎn)加熱時間過長，否則會使線路板的焊盤燙壞。注意應(yīng)盡量排列整齊，以便前后對比，改進(jìn)不足。焊接時先將電烙鐵在線路板上加熱，大約兩秒鐘后，送焊錫絲，觀察焊錫量的多少，不

13、能太多，造成堆焊；也不能太少，造成虛焊。當(dāng)焊錫熔化，發(fā)出光澤時焊接溫度最佳，應(yīng)立即將焊錫絲移開，再將電烙鐵移開。為了再加熱中使加熱面積最大，要將烙鐵頭的斜面靠在元件引腳上，烙鐵頭的頂尖抵在線路板的焊盤上。焊點(diǎn)高度一般在2毫米左右，直徑應(yīng)與焊盤相一致，引腳應(yīng)高出焊點(diǎn)大約0.5 mm。三、組裝和調(diào)試過程1、焊接前準(zhǔn)備 對照電路圖，將原件按照圖示插入對應(yīng)的焊孔內(nèi)。 我在焊接的時候焊接順序是先焊接電阻，在焊接其他的元件，因?yàn)槠渌脑€數(shù)較少而且形態(tài)各異，比較容易辨認(rèn)。而電阻一旦焊接錯誤就會產(chǎn)生連鎖反應(yīng)。2、元器件的焊接 在焊接前先做好焊接的練習(xí)后在進(jìn)行操作。焊接完后的元器件，要求排列整齊，高度一致。

14、為了保證焊接的整齊美觀，焊接時應(yīng)將線路板板架在焊接木架上焊接，兩邊架空的高度要一致，元件插好后，要調(diào)整位置，使它與桌面相接觸，保證每個元件焊接高度一致。焊接時，電阻不能離開線路板太遠(yuǎn)，也不能緊貼線路板焊接，以免影響電阻的散熱。焊接時不允許用電烙鐵運(yùn)載焊錫絲，因?yàn)槔予F頭的溫度很高，焊錫在高溫下會使助焊劑分解揮發(fā)，易造成虛焊等焊接缺陷。3 、其他元件安裝問題和注意事項(xiàng)a.在焊接了所有電阻電容，二極管后要先查看是否存在錯焊，如無錯焊在按照說明以此安裝電位器，輸入插管，晶體管插座。b.在焊接晶體管插座的時候要注意按照要先將金屬彈片插入孔內(nèi)然后要將應(yīng)引腳彈片眼凹槽按壓到垂直后，將引腳對準(zhǔn)焊盤焊接。 c.

15、安裝輸入插是要非常仔細(xì)，嚴(yán)格的按照說明。要求輸入管柱與電路板垂直，一定不能有傾斜，否則在將其插入到盒子的時候會由于四個角不能對準(zhǔn)插空而可能損壞電路板。 d.另外在安裝電刷的時候，一定要按照圖示，否則在測試的時候可能換擋時不靈敏。4 、焊接操作問題和注意事項(xiàng)（1）在拿起線路板的時候，最好帶上手套或者用兩指捏住線路板的邊緣。不要直接用手抓線路板兩面有銅箔的部分，防止手汗等污漬腐蝕線路板上的銅箔而導(dǎo)致線路板漏電。（2）如果在完裝完畢后發(fā)現(xiàn)高壓測量的誤差較大，可用酒精將線路板兩面清洗干凈并用電吹風(fēng)烘干。 電路板焊接完畢后，用橡皮將三圈導(dǎo)電環(huán)上的松香、汗?jié)n等殘留物擦干凈。否則易造成接觸不良。（3）焊接時

16、一定要注意電刷軌道上一定不能粘上錫，否則會嚴(yán)重影響電刷的運(yùn)轉(zhuǎn)。為了防止電刷軌道粘錫，切忌用烙鐵運(yùn)載焊錫。由于焊接過程中有時會產(chǎn)生氣泡，使焊錫飛濺到電刷軌道上，因此應(yīng)用一張圓形厚紙墊在線路板上。（4）如果電刷軌道上粘了錫，應(yīng)將其綠面朝下，用沒有焊錫的烙鐵將錫盡量刮除。但由于線路板上的金屬與焊錫的親和性強(qiáng)，一般不能刮盡，只能用小刀稍微修平整。（5）在每一個焊點(diǎn)加熱的時間不能過長，否則會使焊盤脫開或脫離線路板。對焊點(diǎn)進(jìn)行修整時，要讓焊點(diǎn)有一定的冷卻時間，否則不但會使焊盤脫開或脫離線路板，而且會使元器件溫度過高而損壞。四、數(shù)據(jù)測試與分析1 、成品展示2 、測量注意事項(xiàng)在測量前需要對各種檔位驚醒調(diào)零后才

17、能測試出正確值。機(jī)械調(diào)零：旋動萬用表面板上的機(jī)械零位調(diào)整螺釘，使指針對準(zhǔn)刻度盤左端的0位置。測量直流電壓： 把萬用表兩表棒插好，紅表棒接，黑表棒接，把檔位開關(guān)旋鈕打到直流電壓檔，并選擇合適的量程。當(dāng)被測電壓數(shù)值范圍不確定時，應(yīng)先選用較高的量程，把萬用表兩表棒并接到被測電路上，紅表棒接直流電壓正極，黑表棒接直流電壓負(fù)極，不能接反。根據(jù)測出電壓值，再逐步選用低量程，最后使讀數(shù)在滿刻度的2/3附近。交流電測試：測量交流電壓時將檔位開關(guān)旋鈕打到交流電壓檔，表棒不分正負(fù)極，與測量直流電壓相似進(jìn)行讀數(shù)，其讀數(shù)為交流電壓的有效值。測量電阻： 插好表棒，打到電阻檔，并選擇量程。短接兩表棒，旋動電阻調(diào)零電位器旋

18、鈕，進(jìn)行電阻檔調(diào)零，使指針打到電阻刻度右邊的0處，將被測電阻脫離電源，用兩表棒接觸電阻兩端，從表頭指針顯示的讀數(shù)乘所選量程的分辯率數(shù)即為測得電阻的阻值。讀數(shù)方法： 讀數(shù)時目光應(yīng)與表面垂直，使表指針與反光鋁膜中的指針重合，確保讀數(shù)的精度。檢測時先選用較高的量程，根據(jù)實(shí)際情況，調(diào)整量程，最后使讀數(shù)在滿刻度的2/3附近。3 、測量數(shù)據(jù)實(shí)際值測量值誤差電阻測量20k21.8k 9%84k95k13.9%800k900k 12.5%55562011.7%6.57.312.3%141k155k9.9%交流電壓220V230V4.5%直 流電 壓9V 8.75V2.7%1.5V1.46V2.6%4、 測試問題總結(jié)在測試中遇到以下問題：l 在首次測試時歐姆檔