数字万用电表组装实训

1、一、一、 实训目的实训目的 二、二、 实训原理实训原理 三、三、 实训内容和步骤实训内容和步骤 四、四、 故障检测与排除故障检测与排除 五、注意事项五、注意事项 六、六、 万用电表使用方法万用电表使用方法 七、焊接基本知识七、焊接基本知识 数字万用电表组装实训数字万用电表组装实训 （1）通过万用表组装实训，进一步熟悉万用表）通过万用表组装实训，进一步熟悉万用表 结构、工作原理和使用方法。结构、工作原理和使用方法。 （2）了解电路理论的实际应用，熟悉仪表的装）了解电路理论的实际应用，熟悉仪表的装 配和调试工艺，提高专业技能。配和调试工艺，提高专业技能。 一、一、 实训目的实训目的 指针式万用表是

2、由一个动圈式直流电流表头、分流指针式万用表是由一个动圈式直流电流表头、分流 电阻（用以扩大电流的测量范围），倍率电阻（用以扩电阻（用以扩大电流的测量范围），倍率电阻（用以扩 大电压的测量范围）、整流电路）、电池和切换开关等大电压的测量范围）、整流电路）、电池和切换开关等 部分构成。部分构成。 数字式万用表使用数字式万用表使用A/D转换器，将测量值转换成数转换器，将测量值转换成数 字，再通过计数和显示驱动电路，将测量结果以数字的字，再通过计数和显示驱动电路，将测量结果以数字的 形式显示出来。形式显示出来。 直流电压测量电路直流电压测量电路 万用表的原理比较简单，现首先以直流电压测量为例加万用表的

3、原理比较简单，现首先以直流电压测量为例加 以说明，测量电路如图所示。以说明，测量电路如图所示。 例如，当量程选择例如，当量程选择100V100V，由图可看出，电表内阻阻值为，由图可看出，电表内阻阻值为 电流表的内阻加上串联接入的分压电阻的阻值之和，所以电流表的内阻加上串联接入的分压电阻的阻值之和，所以 表的内阻：表的内阻：2K2K18K18K180K180K1.8M1.8M18M18M20M20M。如果满偏，。如果满偏， 则电流为则电流为50A50A， 所以表笔两端的电压为：所以表笔两端的电压为：20 20 100V100V。 另外，同一电量选用不同量程时，但由于内阻相差很大，另外，同一电量选

4、用不同量程时，但由于内阻相差很大， 示数也不一样，而且存在较大的误差。所以正确选择量程示数也不一样，而且存在较大的误差。所以正确选择量程 是提高数据准确度的关键。是提高数据准确度的关键。 6 10 6 1050 万用电表很重要的一部分是测量电路。万用电表很重要的一部分是测量电路。 测量电路测量电路的作用是把被测的电量转化为适合于表头的作用是把被测的电量转化为适合于表头 要求的微小直流电流，它通常包括分流电路、分压电路要求的微小直流电流，它通常包括分流电路、分压电路 和整流电路。分流电路将被测大电流通过分流电阻变成和整流电路。分流电路将被测大电流通过分流电阻变成 表头所需要的微小电流，分压电路将

5、被测得高电压通过表头所需要的微小电流，分压电路将被测得高电压通过 分压电阻变换成表头所需的低电压；整流电路将被测的分压电阻变换成表头所需的低电压；整流电路将被测的 交流，通过整流转变成所需的直流电。交流，通过整流转变成所需的直流电。 万用表的各种测量种类及量程的选择是靠转换装置万用表的各种测量种类及量程的选择是靠转换装置 来实现，转换装置通常由转换开关、接线柱、插孔等来实现，转换装置通常由转换开关、接线柱、插孔等 组成。转换开关有固定触点和活动触点，它位于不同组成。转换开关有固定触点和活动触点，它位于不同 位置，接通相应的触点，构成相应的测量电路。位置，接通相应的触点，构成相应的测量电路。 下

6、面以下面以MF-47MF-47型万用表为例，分部介绍电路参数的测型万用表为例，分部介绍电路参数的测 量原理。量原理。 1、直流电流的测量、直流电流的测量 万用表的直流电流档，实质上是一个多量程的磁电式万用表的直流电流档，实质上是一个多量程的磁电式 直流电流表，它应用分流电阻与表头并联以达到扩大测量直流电流表，它应用分流电阻与表头并联以达到扩大测量 的电流量程。根据分流电阻值越小，所得的测量量程越大的电流量程。根据分流电阻值越小，所得的测量量程越大 的原理，配以不同的分流电阻，构成相应的测量量程。在的原理，配以不同的分流电阻，构成相应的测量量程。在 电路中，各分流电阻彼此串联，然后与表头并联，形

7、成一电路中，各分流电阻彼此串联，然后与表头并联，形成一 个闭合环路，当转换开关置于不同位置时，表头所用的分个闭合环路，当转换开关置于不同位置时，表头所用的分 流电阻不同，构成不同量程的档位，如图所示。流电阻不同，构成不同量程的档位，如图所示。 图图 直流电流测量电路直流电流测量电路 2 2、直流电压的测量、直流电压的测量 万用表的直流电压档，实质上是一个多量程的直流电万用表的直流电压档，实质上是一个多量程的直流电 压表，它应用分压电阻与表头串联来扩大测量电压的量程，压表，它应用分压电阻与表头串联来扩大测量电压的量程， 根据分压电阻值越大，所得的测量量程越大的原理，通过根据分压电阻值越大，所得的

8、测量量程越大的原理，通过 配以不同的分压电阻，构成相应的电压测量量程。测量电配以不同的分压电阻，构成相应的电压测量量程。测量电 路如图所示。路如图所示。 图图 直流电直流电压压测量电路测量电路 3 3、交流电流、电压的测量、交流电流、电压的测量 磁电式仪表本身只能测量直流电流和电压。测量交流磁电式仪表本身只能测量直流电流和电压。测量交流 电压和电流时，采用整流电路将输入的交流，变成直流，电压和电流时，采用整流电路将输入的交流，变成直流， 实现对交流的测量。其整流电路一般有半波整流和全波整实现对交流的测量。其整流电路一般有半波整流和全波整 流，其整流元件一般都采用晶体二极管。万用表测量的交流，其

9、整流元件一般都采用晶体二极管。万用表测量的交 流电压只能是正弦波。流电压只能是正弦波。 万用表通常采用的是半波整流测量电路，如图所示。万用表通常采用的是半波整流测量电路，如图所示。 图图 交流电压交流电压测量电路测量电路 4 4、电阻的测量、电阻的测量 万用表测量电阻电路，如图所示，工作原理是欧姆定万用表测量电阻电路，如图所示，工作原理是欧姆定 律：律： 其中：其中：R为串联电阻；为串联电阻；Rx为被测电阻；为被测电阻；Ra为表头内阻；为表头内阻； E为电源的电压；为电源的电压；I为被测电路的电流。为被测电路的电流。 xa RRR E I 图图 电阻电阻测量电路测量电路 当当RxRx0，电路中

10、电流最大，指针偏转角最大，为，电路中电流最大，指针偏转角最大，为 满偏，零刻度值，一般为表头最右端。满偏，零刻度值，一般为表头最右端。 当当RxRx，电流为零，指针无偏转，为无穷大刻度，电流为零，指针无偏转，为无穷大刻度 值，一般为表头最左端。值，一般为表头最左端。 当当RxRx为其他值时，指针在零刻度值和无穷大刻度值为其他值时，指针在零刻度值和无穷大刻度值 间偏转。间偏转。 当当RxRx Ra+R时，此时的电流为最大电流的一半，时，此时的电流为最大电流的一半， 指针定位于表头刻度尺中间，为欧姆档中心值。欧姆档指针定位于表头刻度尺中间，为欧姆档中心值。欧姆档 的刻度分布是不均匀的，它的刻度值是

11、自右向左递增的，的刻度分布是不均匀的，它的刻度值是自右向左递增的， 右半部刻度稀疏，左半部刻度紧密。右半部刻度稀疏，左半部刻度紧密。 由于电池电压值在每次使用过程后的不稳定性，一由于电池电压值在每次使用过程后的不稳定性，一 般在电路中还要设置调零电阻，通过调整调零电阻的大般在电路中还要设置调零电阻，通过调整调零电阻的大 小，以保证每次在小，以保证每次在RxRx 0时，指针定位在零刻度值，确时，指针定位在零刻度值，确 保测量的精度。保测量的精度。 5 5、电平、电平 电平是指某一电路中输出功率电平是指某一电路中输出功率P2和输入功率和输入功率P1的增益。的增益。 相对电平：相对电平： 分贝分贝

12、为了测量电路中某一绝对功率或电压，通常要规定为了测量电路中某一绝对功率或电压，通常要规定1 个零电平。万用表中一般定义负载电阻个零电平。万用表中一般定义负载电阻R0为为600欧姆，其欧姆，其 消耗功率为消耗功率为1mW时的电平为零电平。时的电平为零电平。 绝对电平：绝对电平： dB 其中：其中： V )lg(2)lg( 1212 UUPPS )lg(20)lg(10 00 UUPpS 775. 0 000 RPU 读懂原理图，了解万用表的基本原理；检查零配读懂原理图，了解万用表的基本原理；检查零配 件，测量元器件的参数值；了解万用表的组装工艺件，测量元器件的参数值；了解万用表的组装工艺 要求，

13、进行组装和调试。要求，进行组装和调试。 三、三、 实训内容和步骤实训内容和步骤 1 1、组装要求、组装要求 （1 1）万用表的体积较小，装配工艺要求较高，元器件、组件）万用表的体积较小，装配工艺要求较高，元器件、组件 的布局必须紧凑。否则无法装进表盒。的布局必须紧凑。否则无法装进表盒。 （2 2）各元器件、组件要布局合理、位置恰当、排列整齐。电）各元器件、组件要布局合理、位置恰当、排列整齐。电 阻阻值标要向外，以便查对和更换。按图焊装电阻，首先焊接阻阻值标要向外，以便查对和更换。按图焊装电阻，首先焊接 架空电阻，然后焊接其余零件。架空电阻，然后焊接其余零件。 （3）布线合理，长度适中，引线应走

14、直线、拐直角，要有条）布线合理，长度适中，引线应走直线、拐直角，要有条 不紊。不紊。 （4）转换开关内部连线要排列整齐，不能妨碍其转动。）转换开关内部连线要排列整齐，不能妨碍其转动。 （5） 焊点大小要适中、焊点大小要适中、 牢固，牢固， 光亮美观，光亮美观， 不允许有毛刺或不允许有毛刺或 虚焊，虚焊， 焊锡不能粘贴到转换开关的固定连接片上。焊锡不能粘贴到转换开关的固定连接片上。 （6） 各连线的剥开线头芯长度要适中。各连线的剥开线头芯长度要适中。 2 2、工艺过程、工艺过程 （1）预热电烙铁，烙铁头作清洁处理，上锡。）预热电烙铁，烙铁头作清洁处理，上锡。 （2）清理焊接件表面，如有镀银层应保

15、留，根据需要选择连）清理焊接件表面，如有镀银层应保留，根据需要选择连 接线的长短和颜色，剥开线头，线芯的长度要适中。接线的长短和颜色，剥开线头，线芯的长度要适中。 （3）根据装配图固定某些支架，如电池架、二极管支架等。）根据装配图固定某些支架，如电池架、二极管支架等。 （4）焊接转换开关上交流电压档和直流电压档的公共连线。）焊接转换开关上交流电压档和直流电压档的公共连线。 （）焊接转换开关上各档位对应的电阻元件及其对外连线。（）焊接转换开关上各档位对应的电阻元件及其对外连线。 （）焊接固定支架上的元件，如二极管、电阻、零欧姆调节（）焊接固定支架上的元件，如二极管、电阻、零欧姆调节 电位器及电池

16、架的连线等。最后完成全部焊接工作。电位器及电池架的连线等。最后完成全部焊接工作。 （）检查、核对组装后的万用表电路。（）检查、核对组装后的万用表电路。 （）底板装进表盒，装上转换开关旋纽，送指导教师检查。（）底板装进表盒，装上转换开关旋纽，送指导教师检查。 3. 组装万用表中可能出现的故障及其原因组装万用表中可能出现的故障及其原因 （1） 短路故障：短路故障： 可能由于焊点过大，可能由于焊点过大， 焊点带毛刺，焊点带毛刺， 导线导线 头露出太长或焊接时烫破导线绝缘层，头露出太长或焊接时烫破导线绝缘层， 装配元器件时导线过长装配元器件时导线过长 或安排不紧凑，或安排不紧凑， 装入表盒后，装入表盒

17、后， 互相挤碰而造成短路。互相挤碰而造成短路。 （2） 断路故障：断路故障： 焊点不牢固、焊点不牢固、 虚焊、虚焊、 脱焊、脱焊、 漏线、漏线、 元件元件 损坏、损坏、 转换开关接触不良等。转换开关接触不良等。 （3） 电流挡测量误差大，电流挡测量误差大， 可能分流电阻值不准确或互相接可能分流电阻值不准确或互相接 错。错。 （4） 电压挡测量误差大，电压挡测量误差大， 可能分压电阻值不准确或互相接可能分压电阻值不准确或互相接 错。错。 （5） 测量交流高电压挡时，测量交流高电压挡时， 电表指针指示偏小，电表指针指示偏小， 可能整流可能整流 二极管损坏或分压电阻不准确。二极管损坏或分压电阻不准确

18、。 （6） 用用R1 k和和R10挡测量同一电阻时，挡测量同一电阻时， 若表头指针位若表头指针位 置接近，置接近， 可能是可能是R14未接通。未接通。 4 4、万用表校准、万用表校准 在没有专用校准设备的情况下，可用普通数字万用表在没有专用校准设备的情况下，可用普通数字万用表 校准，方法如下。校准，方法如下。 （1 1）将装配完成的万用表仔细检查一遍，确认无误后，）将装配完成的万用表仔细检查一遍，确认无误后， 将万用表旋至最小电流档将万用表旋至最小电流档0.25V/50uA0.25V/50uA处，用数字万用表处，用数字万用表 测 量 其测 量 其 “ + + ” 、 “ - - ” 两 插 座

19、 之 间 的 电 阻 值 ， 应 在两 插 座 之 间 的 电 阻 值 ， 应 在 4.95.1k4.95.1k之间。如不符合要求，应调整电位器上方之间。如不符合要求，应调整电位器上方 220220、120120两只电阻阻值，直至达到要求为止。两只电阻阻值，直至达到要求为止。 （2 2）将万用表从电流档开始逐档检测满度值。检测时，）将万用表从电流档开始逐档检测满度值。检测时， 从最小档开始。首先检测直流电流档，然后是直流电压、从最小档开始。首先检测直流电流档，然后是直流电压、 交流电压、直流电阻及其他。各档检测符合要求后，即交流电压、直流电阻及其他。各档检测符合要求后，即 可投入正常使用。可投

20、入正常使用。 1 1、电路故障、电路故障 常见故障是：虚接、开路和短路故障。常见故障是：虚接、开路和短路故障。 2 2、故障排除、故障排除 查找故障的顺序可以从输入到输出，也可以从输出到输查找故障的顺序可以从输入到输出，也可以从输出到输 入。入。 3 3、查找故障方法、查找故障方法 （1 1）直接观察法）直接观察法 不用仪器仪表，通过实训人员的视、听、嗅、触等手段不用仪器仪表，通过实训人员的视、听、嗅、触等手段 来寻找故障和分析故障。来寻找故障和分析故障。 l l 通电检查通电检查 检查仪器使用是否正确，元器件的布线是否合理。检查仪器使用是否正确，元器件的布线是否合理。 l l 通电观察通电观

21、察 观察元器件是否发烫、冒烟，是否能闻到异味。观察元器件是否发烫、冒烟，是否能闻到异味。 （2 2）电压测试法）电压测试法 用万用表和电压表检查电路各节点的电压。用万用表和电压表检查电路各节点的电压。 （3 3）部件替换法）部件替换法 用正品元器件替换疑有故障的元器件，便于缩小故障用正品元器件替换疑有故障的元器件，便于缩小故障 范围，进一步查找故障。范围，进一步查找故障。 （4 4）短路法）短路法 即最小化法，即断开其它电路而仅选用一部分电路来即最小化法，即断开其它电路而仅选用一部分电路来 寻找故障的方法。寻找故障的方法。 提高自己的故障排除能力十分重要，需要不断地进行提高自己的故障排除能力十

22、分重要，需要不断地进行 经验积累和总结，熟能生巧。经验积累和总结，熟能生巧。 (1) (1) 由于表头液晶部分属精密仪表，在安装时需倍加小由于表头液晶部分属精密仪表，在安装时需倍加小 心。心。 (2) (2) 表头部分含有永久磁铁，有磁性，很容易把含铁的表头部分含有永久磁铁，有磁性，很容易把含铁的 杂质的吸入，损坏表头。杂质的吸入，损坏表头。 (3) (3) 所有焊点必须饱满可靠，要防止虚焊、脱焊现象。所有焊点必须饱满可靠，要防止虚焊、脱焊现象。 (4) 测量系统的接地与共地测量系统的接地与共地 五、注意事项五、注意事项 仪器仪器“接地接地”与与“共地共地”是抑制干扰、确保人身和设备是抑制干扰

23、、确保人身和设备 安全的重要技术措施。所谓安全的重要技术措施。所谓“地地”通常是指大地。仪器和设通常是指大地。仪器和设 备往往是以地球的电位作为基准，即以大地作为零电位。仪备往往是以地球的电位作为基准，即以大地作为零电位。仪 器的外壳通常直接接地，而且接地电阻越小越好（一般应在器的外壳通常直接接地，而且接地电阻越小越好（一般应在 66以下）。以下）。 “ “地地”也可以是以电路系统中某一点电位为基准，如电也可以是以电路系统中某一点电位为基准，如电 路中往往以设备的金属底座、机架、外壳或公共导线作为零路中往往以设备的金属底座、机架、外壳或公共导线作为零 电位，即电位，即“地地”电位，这种电位，这

24、种“地地”电位不一定与大地等电位。电位不一定与大地等电位。 如在使用交流毫伏表的时候，由于毫伏表是高灵敏度、高输如在使用交流毫伏表的时候，由于毫伏表是高灵敏度、高输 入阻抗仪器，若仪器外壳未接地，当人手或金属物触及高电入阻抗仪器，若仪器外壳未接地，当人手或金属物触及高电 位端时，会使仪器的指示电表严重过负荷，从而导致仪表损位端时，会使仪器的指示电表严重过负荷，从而导致仪表损 坏。坏。 另外，在实验过程中要注意仪器和实验电路的共地问题。另外，在实验过程中要注意仪器和实验电路的共地问题。 所谓所谓“共地共地”是指仪器与实验电路的公共端，当两个或多是指仪器与实验电路的公共端，当两个或多 个仪器通过交

25、流电源供电时，就需要将各自的公共端可靠个仪器通过交流电源供电时，就需要将各自的公共端可靠 地连接在一起，使干扰最小。地连接在一起，使干扰最小。 总之，电工电子实验系统中各仪器应该是既总之，电工电子实验系统中各仪器应该是既“接地接地”又又 “共地共地”，这样既能够消除干扰，又能保证人身和设备的，这样既能够消除干扰，又能保证人身和设备的 安全。安全。 根据测量需要，选择正确的功能档位。万用表的两根据测量需要，选择正确的功能档位。万用表的两 枝表笔，按红（）黑负（）的接法接到测量端。通枝表笔，按红（）黑负（）的接法接到测量端。通 常在进行电流和电压测量之前，要估计一下电流和电压常在进行电流和电压测量

26、之前，要估计一下电流和电压 值的范围，先选择最大量程，然后根据示数进行调整，值的范围，先选择最大量程，然后根据示数进行调整， 直至合适量程。直至合适量程。 六、六、 万用电表使用方法万用电表使用方法 1 1）、直流电压测量）、直流电压测量 将功能开关切换到将功能开关切换到“直流电压直流电压”位置，并选择适当的位置，并选择适当的 测量范围。测量时，将红表笔接到电压高的一端，黑表笔测量范围。测量时，将红表笔接到电压高的一端，黑表笔 端接到电压底的一端。如果极性接反，指针会反向偏摆，端接到电压底的一端。如果极性接反，指针会反向偏摆， 容易损坏表针；如果是数字表，通常显示负号。在测量电容易损坏表针；如

27、果是数字表，通常显示负号。在测量电 压时，要注意万用表的极性。压时，要注意万用表的极性。 2 2）、直流电流测量）、直流电流测量 测量前，需关断电源，将万用表串接在电路中。测量测量前，需关断电源，将万用表串接在电路中。测量 时，将功能开关切换到时，将功能开关切换到“直流电流直流电流”位置，根据估算值选位置，根据估算值选 择测量范围。同时要注意电流的方向，表笔接法与测量直择测量范围。同时要注意电流的方向，表笔接法与测量直 流电压相同。流电压相同。 特别提醒，在测量电流时，避免将万用表并联到被测特别提醒，在测量电流时，避免将万用表并联到被测 部位两端，由于电流表内阻很小，极易造成短路、损坏电部位两

28、端，由于电流表内阻很小，极易造成短路、损坏电 表或发生事故。表或发生事故。 3）、交流电压测量）、交流电压测量 将功能开关切换到将功能开关切换到“交流电压交流电压”位置，并根据估算值选择测量范围，表笔位置，并根据估算值选择测量范围，表笔 极性任意。极性任意。 4 4）、电阻测量）、电阻测量 将功能开关切换到将功能开关切换到“电阻电阻”位置，根据估算值选择位置，根据估算值选择 测量范围。测量前，先将指针表两表笔短接，使表针指测量范围。测量前，先将指针表两表笔短接，使表针指 在在0 0欧姆处，然后再进行电阻测量，表笔极性任意。欧姆处，然后再进行电阻测量，表笔极性任意。 一般来说，在测量阻值时，通常

29、要把电阻某个引脚一般来说，在测量阻值时，通常要把电阻某个引脚 从电路中断开。测量含有大电容或大电感电路中的电阻从电路中断开。测量含有大电容或大电感电路中的电阻 时，电容或电感上的电荷必须放尽。时，电容或电感上的电荷必须放尽。 5 5）、二极管检测）、二极管检测 二极管的检测，通常用于二极管正反向阻抗测量与二极管的检测，通常用于二极管正反向阻抗测量与 正负极的判别。测量时，将功能开关切换到正负极的判别。测量时，将功能开关切换到“电阻电阻”位位 置，然后再选择测量范围。二极管正向导通时，阻抗很置，然后再选择测量范围。二极管正向导通时，阻抗很 小，通常小于小，通常小于1K1K欧姆；而反相阻抗很高，通

30、常高于欧姆；而反相阻抗很高，通常高于100K100K 欧姆。欧姆。 注意：一般情况下，指针万用表的红表笔接内置电注意：一般情况下，指针万用表的红表笔接内置电 池的负端，黑表笔接内置电池的正端；数字式万用表则池的负端，黑表笔接内置电池的正端；数字式万用表则 相反。相反。 1 1、焊料和焊剂、焊料和焊剂 焊料通常使用熔点在焊料通常使用熔点在180180o oC C左右的铅锡合金，俗称焊锡，左右的铅锡合金，俗称焊锡， 通常有条状和管状两种，而管状最为常用。为使用方便，管通常有条状和管状两种，而管状最为常用。为使用方便，管 状焊锡通常在管内装有松香，使用时可不必再加焊剂。状焊锡通常在管内装有松香，使用时可不必再加焊剂。 焊剂又称助焊剂，其作用是净化焊料与焊件表面，清除焊剂又称助焊剂，其作用是净化焊料与焊件表面，清除 氧化膜，减少焊料表面张力，提高焊料的流动性，以使焊点氧化膜，减少焊料表面张力，提高焊料的流动性，以使焊点 牢固美观。焊剂通常分为无机系列（主要是氯化锌、氯化牢固美观。焊剂通常分为无机系列（主要是氯化锌、氯化 铵）、有机系列（主要由有机酸、有机卤素组成）和松香系铵）、有机系列（主要由有机酸、有机卤素组成）和松香系 列三大类。松香价格便宜