万用表设计与转配实验报告.doc

发布时间：2022-06-09 发布人：admin 分类：说明书资料大小：0.31M 资料格式：doc 举报版权申诉

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山东工商学院 Shandong Institute of Business And Technology 实验报告课程设计题目：万用表的转配与调试分院（系别）：计算机学院专业：计算机科学与技术设计作者：赵晓文指导老师：金杰班级：计科 063 完成日期：2009-6-9

1.仪器设备清单电阻可调电阻档位开关旋钮电刷旋钮二极管保险丝夹电容保险丝线路板

螺钉弹簧钢珠表棒外壳等 2. 万用表的基本原理数字万用表亦称数字多用表(DMM)，是广大电子技术人员和电子爱好者从事电子测量及维修工作的必备仪表。数字万用表有台式数字万用表和便携式数字万用表。便携式(亦称手持式)数字万用表以其功能完善、通用性强、价格低、耗电省、便于携带等显著优点，深受广大用户的青睐。普通数字万用表是指采用分立电路来实现万用表的功能，它的主要特点是：实现的功能少、内部电路复杂、测量精度较差和耗电量大等。普通万用表能实现的功能有：测量交直流电压、测量交直流电流和测量电阻。有些普通万用表也可以测量二极管和三极管的放大倍数。普通数字万用表内部电路主要包括：直流数字电压表、交流-直流转换电路、电流-电压转换电路、电阻-电压转换电路、电源供电电路和显示驱动电路。普通数字万用表的核心在于直流数字电压表，它由阻容滤波器、前置放大电路和模数转换电路组成。普通数字万用表的基本工作原理是检测的信号经万用表的表笔接入万用表，信号进行阻容滤波和前置放大，然后万用表根据用户选择的相应档位进行相应的信号转换、再将模拟信号转换成数字信号，最后将数值经显示驱动电路输出在显示屏幕上。当微小电流通过表头，就会有电流指示。但表头不能通过大电流，所以，必须在表头上并联与串联一些电阻进行分流或降压，从而测出电路中的电流、电压和电阻。下面分别介绍。  测直流电流原理。

如图 1a 所示，在表头上并联一个适当的电阻（叫分流电阻）进行分流，就可以扩展电流量程。改变分流电阻的阻值，就能改变电流测量范围。  测直流电压原理。如图 1b 所示，在表头上串联一个适当的电阻（叫倍增电阻）进行降压，就可以扩展电压量程。改变倍增电阻的阻值，就能改变电压的测量范围。  测交流电压原理。如图 1c 所示，因为表头是直流表，所以测量交流时，需加装一个并、串式半波整流电路，将交流进行整流变成直流后再通过表头，这样就可以根据直流电的大小来测量交流电压。扩展交流电压量程的方法与直流电压量程相似。  测电阻原理。如图 1d 所示，在表头上并联和串联适当的电阻，同时串接一节电池，使电流通过被测电阻，根据电流的大小，就可测量出电阻值。改变分流电阻的阻值，就能改变电阻的量程。 3. 焊接组装工艺流程 3.0 焊接练习焊接前一定要注意，烙铁的插头必须插在右手的插座上，不能插在靠左手的插座上；如果是左撇子就插在左手。烙铁通电前应将烙铁的电线拉直并检查电线的绝缘层是否有损坏，不能使电线缠在手上。通电后应将电烙铁插在烙铁架中，并检查烙铁头是否会碰到电线、书包或其他易燃物品。烙铁加热过程中及加热后都不能用手触摸烙铁的发热金属部分，以免烫伤或触电。烙铁架上的海棉要事先加水。 3.1 烙铁头的保护为了便于使用，烙铁在每次使用后都要进行维修，将烙铁头上的黑色氧化层锉去，露出铜的本色，在烙铁加热的过程中要注意观察烙铁头表面的颜色变化，随着颜色的变深，烙铁的温度渐渐升高，这时要及时把焊锡丝点到烙铁头上，焊锡丝在一定温度时熔化，将烙铁头镀锡，保护烙铁头，镀锡后的烙铁头为白色。

3.2 烙铁头上多余锡的处理如果烙铁头上挂有很多的锡，不易焊接，可在烙铁架中带水的海棉上或者在烙铁架的钢丝上抹去多余的锡。不可在工作台或者其他地方抹去。 3.3 在练习板上焊接焊接练习板是一块焊盘排列整齐的线路板，学生将一根七股多芯电线的线芯剥出，把一股从焊接练习板的小孔中插入，练习板放在焊接木架上，从右上角开始，排列整齐，进行焊接。练习时注意不断总结，把握加热时间、送锡多少，不可在一个点加热时间过长，否则会使线路板的焊盘烫坏。注意应尽量排列整齐，以便前后对比，改进不足。焊接时先将电烙铁在线路板上加热，大约两秒钟后，送焊锡丝，观察焊锡量的多少，不能太多，造成堆焊；也不能太少，造成虚焊。当焊锡熔化，发出光泽时焊接温度最佳，应立即将焊锡丝移开，再将电烙铁移开。为了再加热中使加热面积最大，要将烙铁头的斜面靠在元件引脚上，烙铁头的顶尖抵在线路板的焊盘上。焊点高度一般在 2 毫米左右，直径应与焊盘相一致，引脚应高出焊点大约 0.5 mm。 3.4 焊点的正确形状焊点的正确形状（见图 1），焊点 a 一般焊接比较牢固；焊点 b 为理想状态，一般不易焊出这样的形状；焊点 c 焊锡较多，当焊盘较小时，可能会出现这种情况，但是往往有虚焊的可能；焊点 d，焊点 d、e 焊锡太少；焊点 f 提烙铁时方向不合适，造成焊点形状不规则；焊点 g 烙铁温度不够，焊点呈碎渣状，这种情况多数为虚焊；焊点 h 焊盘与焊点之间有缝隙为虚焊或接触不良；焊点 I 引脚放置歪斜。一般形状不正确的焊点，元件多数没有焊接牢固，一般为虚焊点，应重焊。图 1 焊点的正确形状俯视（见图 2），焊点 a、b 形状圆整，有光泽，焊接正确；焊点 c、d 温度不够，或抬烙铁时发生抖动，焊点呈碎渣状；焊点 e、f 焊锡太多，将不该连接的地方焊成短路。焊接时一定要注意尽量把焊点焊得美观牢固。 3.5 元件引脚的弯制成形图 2

左手用镊子紧靠电阻的本体，夹紧元件的引脚，使引脚的弯折处，距离元件的本体有两毫米以上的间隙。左手夹紧镊子，右手食指将引脚弯成直角。注意：不能用左手捏住元件本体，右手紧贴元件本体进行弯制，如果这样，引脚的根部在弯制过程中容易受力而损坏，引脚之间的距离，根据线路板孔距而定，引脚修剪后的长度大约为 8mm，如果孔距较小，元件较大，应将引脚往回弯折成直形。电容的引脚可以弯成直角，将电容水平安装，或弯成梯形，将电容垂直安装。二极管可以水平安装，当孔距很小时应垂直安装，为了将二极管的引脚弯成美观的圆形，应用螺丝刀辅助弯制。将螺丝刀紧靠二极管引脚的根部，十字交叉，左手捏紧交叉点，右手食指将引脚向下弯，直到两引脚平行。 3.6 元器件的插放将弯制成型的元器件对照图纸插放到线路板上。注意：一定不能插错位置；二极管、电解电容要注意极性；电阻插放时要求读数方向排整齐，横排的必须从左向右读，竖排的从下向上读，保证读数一致。 3.7 元器件的焊接在焊接练习板上练习合格，对照图纸插放元器件，用万用表校验，检查每个元器件插放是否正确、整齐，二极管、电解电容极性是否正确，电阻读数的方向是否一致，全部合格后方可进行元器件的焊接。焊接完后的元器件，要求排列整齐，高度一致。为了保证焊接的整齐美观，焊接时应将线路板板架在焊接木架上焊接，两边架空的高度要一致，元件插好后，要调整位置，使它与桌面相接触，保证每个元件焊接高度一致。焊接时，电阻不能离开线路板太远，也不能紧贴线路板焊接，以免影响电阻的散热。 3.8 错焊元件的拔除当元件焊错时，要将错焊元件的拔除。先检查焊错的元件应该焊在什么位置，正确位置的引脚长度是多少，如果引脚较短，为了便于拔出，应先将引脚剪短。在烙铁架上清除烙铁头上的焊锡，将线路板绿色的焊接面朝下，用烙铁将元件脚上的锡尽量刮除，然后将线路板竖直放置，用镊子在黄色的面将元件引脚轻轻夹住，在绿色面，用烙铁轻轻烫，同时用镊子将元件向相反方向拔除。拔除后，焊盘孔容易堵塞，有两种方法可以解决这一问题。烙铁稍烫焊盘，用镊子夹住一根废元件脚，将堵塞的孔通开；将元件做成正确的形状，并将引脚剪到合适的长度，镊子夹住元件，放在被堵塞孔的背面，用烙铁在焊盘上加热，将元件推入焊盘孔中。注意用力要轻，不能将焊盘推离线路板，使焊盘与线路板间形成间隙或者使焊盘与线路板脱开。 3.9 焊接时的注意事项焊接时一定要注意电刷轨道上一定不能粘上锡，否则会严重影响电刷的运转。为了防止电刷轨道粘锡，切忌用烙铁运载焊锡。由于焊接过程中有时会产生气泡，使焊锡飞溅到电刷轨道上，因此应用一张圆形厚纸垫在线路板上。如果电刷轨道上粘了锡，应将其绿面朝下，用没有焊锡的烙铁将锡尽量刮除。但由于线路板上的金属与焊锡的亲和性强，一般不能刮尽，只能用小刀稍微修平整。在每一个焊点加热的时间不能过长，否则会使焊盘脱开或脱离线路板。对焊点进行修整时，要让焊点有一定的冷却时间，否则不但会使焊盘脱开或脱离线路板，而且会使元器件温度过高而损坏。 3.10 机械部分的安装与调整 (1)提把的安装后盖侧面有两个“О”小孔，是提把铆钉安装孔。观察其形状，思考如何将其卡入，但注意现在不能卡进去。提把放在后盖上，将两个黑色的提把橡胶垫圈垫在提把与后盖中间，然后从外向里将提把铆钉按其方向卡入，听到“咔嗒”声后说明已经安装到位。如果无法听到“咔嗒”声可能是橡胶垫圈太厚，应更换后重新安装。大拇指放在后盖内部，四指放在后盖外部，用四指包住提把铆钉，大拇指向外轻推，检查铆钉是否已安装牢固。注意一定要用四指包住提把铆钉，否则会使其丢失。

将提把转向朝下，检查其是否能起支撑作用，如果不能支撑，说明橡胶垫圈太薄，应更换后重新安装。 (2)电刷旋钮的安装取出弹簧和钢珠，并将其放入凡士林油中，使其粘满凡士林。加油有两个作用：使电刷旋钮润滑，旋转灵活；起黏附作用，将弹簧和钢珠黏附在电刷旋钮上，防止其丢失。将加上润滑油的弹簧放入电刷旋钮的小孔中，钢珠黏附在弹簧的上方，是、注意切勿丢失。 4. 调试及测试数据 4.1 万用表的结构万用表由表头、测量电路及转换开关等三个主要部分组成。（1）表头：它是一只高灵敏度的磁电式直流电流表，万用表的主要性能指标基本上取决于表头的性能。表头的灵敏度是指表头指针满刻度偏转时流过表头的直流电流值，这个值越小，表头的灵敏度愈高。测电压时的内阻越大，其性能就越好。表头上有四条刻度线，它们的功能如下：第一条（从上到下）标有 R 或Ω，指示的是电阻值，转换开关在欧姆挡时，即读此条刻度线。第二条标有∽和 VA，指示的是交、直流电压和直流电流值，当转换开关在交、直流电压或直流电流挡，量程在除交流 10V 以外的其它位置时，即读此条刻度线。第三条标有 10V，指示的是 10V 的交流电压值，当转换开关在交、直流电压挡，量程在交流 10V 时，即读此条刻度线。第四条标有 dB，指示的是音频电平。（2）测量线路测量线路是用来把各种被测量转换到适合表头测量的微小直流电流的电路，它由电阻、半导体元件及电池组成它能将各种不同的被测量（如电流、电压、电阻等）、不同的量程，经过一系列的处理（如整流、分流、分压等）统一变成一定量限的微小直流电流送入表头进行测量。（3）转换开关其作用是用来选择各种不同的测量线路，以满足不同种类和不同量程的测量要求。转换开关一般有两个，分别标有不同的档位和量程。 4.2 符号含义（1）∽ 表示交直流（2）V－2.5KV 4000Ω/V 表示对于交流电压及 2.5KV 的直流电压挡，其灵敏度为 4000Ω/V （3）A－V－Ω 表示可测量电流、电压及电阻（4）45－65－1000Hz 表示使用频率范围为 1000 Hz 以下，标准工频范围为 45－65Hz （5）2000Ω/V DC 表示直流挡的灵敏度为 2000Ω/V 4.3 万用表的测试（1）熟悉表盘上各符号的意义及各个旋钮和选择开关的主要作用。（2）进行机械调零。（3）根据被测量的种类及大小，选择转换开关的挡位及量程，找出对应的刻度线。（4）选择表笔插孔的位置。（5）测量电压：测量电压（或电流）时要选择好量程，如果用小量程去测量大电压，则会有烧表的危险；如果用大量程去测量小电压，那么指针偏转太小，无法读数。量程的选择应尽量使指针偏转到满刻度的 2/3 左右。如果事先不清楚被测电压的大小时，应先选择最高量程挡，然后逐渐减小到合适的量程。 a 交流电压的测量：将万用表的一个转换开关置于交、直流电压挡，另一个转换开关置于交流电压的合适量程上，万用表两表笔和被测电路或负载并联即可。

b 直流电压的测量：将万用表的一个转换开关置于交、直流电压挡，另一个转换开关置于直流电压的合适量程上，且“+”表笔（红表笔）接到高电位处，“-”表笔（黑表笔）接到低电位处，即让电流从“+”表笔流入，从“-”表笔流出。若表笔接反，表头指针会反方向偏转，容易撞弯指针。（6）测电流：测量直流电流时，将万用表的一个转换开关置于直流电流挡，另一个转换开关置于 50uA 到 500mA 的合适量程上，电流的量程选择和读数方法与电压一样。测量时必须先断开电路，然后按照电流从“+”到“-”的方向，将万用表串联到被测电路中，即电流从红表笔流入，从黑表笔流出。如果误将万用表与负载并联，则因表头的内阻很小，会造成短路烧毁仪表。其读数方法如下：实际值＝指示值×量程/满偏（7）测电阻：用万用表测量电阻时，应按下列方法*作： a 选择合适的倍率挡。万用表欧姆挡的刻度线是不均匀的，所以倍率挡的选择应使指针停留在刻度线较稀的部分为宜，且指针越接近刻度尺的中间，读数越准确。一般情况下，应使指针指在刻度尺的 1/3~2/3 间。 b 欧姆调零。测量电阻之前，应将 2 个表笔短接，同时调节“欧姆（电气）调零旋钮”，使指针刚好指在欧姆刻度线右边的零位。如果指针不能调到零位，说明电池电压不足或仪表内部有问题。并且每换一次倍率挡，都要再次进行欧姆调零，以保证测量准确。 c 读数：表头的读数乘以倍率，就是所测电阻的电阻值。 5. 问题与解决方法 5.1 如果无法预先估计被测电压或电流的大小怎么办？则应先拨至最高量程挡测量一次，再视情况逐渐把量程减小到合适位置。测量完毕，应将量程开关拨到最高电压挡，并关闭电源。 5.2 满量程时，仪表仅在最高位显示数字“1”，其它位均消失应怎么办？这时应选择更高的量程。 5.3 测电压、电流时注意什么？测量电压时，应将数字万用表与被测电路并联。测电流时应与被测电路串联，测直流量时不必考虑正、负极性。 5.4 当误用交流电压挡去测量直流电压，或者误用直流电压挡去测量交流电压时会出现什么情况？当误用交流电压挡去测量直流电压，或者误用直流电压挡去测量交流电压时显示屏将显示“000”，或低位上的数字出现跳动。 5.5 可以在测量高电压或大电流时换量程吗？禁止在测量高电压（220V 以上）或大电流（0.5A 以上）时换量程，以防止产生电弧，烧毁开关触点。 5.6 为什么会显示“ ”、“BATT”或“LOW BAT” ？当显示“ ”、“BATT”或“LOW BAT” 时，表示电池电压低于工作电压。 5.7 电刷轨道上粘了锡怎么办？如果电刷轨道上粘了锡，应将其绿面朝下，用没有焊锡的烙铁将锡尽量刮除。但由于线路板上的金属与焊锡的亲和性强，一般不能刮尽，只能用小刀稍微修平整。在每一个焊点加热的时间不能过长，否则会使焊盘脱开或脱离线路板。对焊点进行修整时，要让焊点有一定的冷却时间，否则不但会使焊盘脱开或脱离线路板，而且会使元器件温度过高而损坏。 5.8 测量任何东西无反映（不考虑人为因素）。

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