课程设计大作报告(电路与模拟电子技术)

1、课程设计（大作业）报告课程名称： 电路与模拟电子技术 设计题目： MF47型万用表的原理与设计院 系： 班 级： 设 计 者： 学 号： 指导教师： 设计时间： 信息技术学院昆明学院课程设计（大作业）任务书姓 名： 院（系）： 专 业： 学 号：任务起止日期：课程设计题目：MF47型万用表的原理与设计课程设计要求：1、 熟悉手工锡焊的常用工具的使用及其维护2、 学会自己动手焊接万用表，会识别电阻阻值，电容，电位器，二极管等器件。3、 学会在实习中使用一些基本工具，如尖嘴钳、电烙铁等。4、 学会安装万用表，从而了解万用表的各个功能原理。工作计划及安排：1、 熟悉电路2、 清点原件3、 检测原件4

2、、 原件安装与固定5、 原件焊接与整理6、 检查调试7、 写实训报告8、 答辩、验收及提交报告指导教师签字 年 月 日 课程设计（大作业）成绩学号： 姓名： 指导教师： 课程设计题目：MF47型万用表的原理与设计总结：指针式万用表的结构主要由表头、转换开关(又称选择开关)、测量线路等三部分组成。表头采用高灵敏度的磁电式机构，是测量的显示装置; MF-47型万用表可以测量直流电流、直流电压、交流电压和电阻等多种电量。MF-47型万用表采用高灵敏度的磁电系整流式表头，造型大方，设计紧凑，结构牢固，携带便捷，零部件均选用优良材料和工艺处理，具有良好的电气性能和机械强度。指导教师评语：成绩：填表时间：

3、指导教师签名：目录一、 题目分析1二、 总体设计21、 总体结构2、 总体结构原理图3、 功能4、 直流电压档原理图设计与计算5、 交流电压档原理图设计与计算6、 欧姆档的原理图设计与计算三、 实验器材及元器件识别与检测四、 制作步骤1、 组装要求2、 工艺过程3、 万用表校准五、 万用表的组装步骤六、 万用表的调试七、 装配调试过程中的技术分析和故障分析八、 小结九、 参考文献 课程设计（大作业）报告一、 题目分析万用表的焊接其目的是通过万用表的组装使用巩固和加深所学电子技术只是的理解，了解并初步掌握一般电子产品的生产制作、调试与研制开发的基本技能与方法，全面提高学生的实践动手能力和分析问题

4、、解决实际问题的能力。1、在表头上并联一些适当的电阻进行分流，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。2、在表头串联一些适当电阻进行降压，就可以扩展电压量程，改变电阻的阻值就能改变电压的测量范围。因为表头是直流表，所以测量交流时需要加装一个并、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扩展直流电压量程相似。3、在表头串联和并联上一些适当的电阻，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以测量出电阻值，改变分流电阻的阻值，就能改变电阻的量程。二、 总体设计MF47型万用表的原理与设计（

5、总体概述）总体结构、原理图及功能等1、 总体结构万用表由表头、测量电路及转换开关等三个主要部分组成。万用表是电子测试领域最基本的工具，也是一种使用广泛的测试仪器。万用表又叫多用表、三用表(A,V,也即电流，电压，电阻三用）、复用表、万能表，万用表分为指针式万用表和数字万用表，还有一种带示波器功能的示波万用表，是一种多功能、多量程的测量仪表。一般万用表可测量直流电流、直流电压、交流电压、电阻和音频电平等，有的还可以测交流电流、电容量、电感量、温度及半导体（二极管、三极管）的一些参数。数字式万用表已成为主流，已经取代模拟式仪表。与模拟式仪表相比，数字式仪表灵敏度高，精确度高，显示清晰，过载能力强，

6、便于携带，使用也更方便简单。2、 总体结构原理图3、功能万用表不仅可以用来测量被测量物体的电阻，交直流电压还可以测量直流电压。甚至有的万用表还可以测量晶体管的主要参数以及电容器的电容量等。充分熟练掌握万用表的使用方法是电子技术的最基本技能之一。常见的万用表有指针式万用表和数字式万用表。指针式多用表是一表头为核心部件的多功能测量仪表，测量值由表头指针指示读取。数字式万用表的测量值由液晶显示屏直接以数字的形式显示，读取方便，有些还带有语音提示功能。万用表是公用一个表头，集电压表、电流表和欧姆表于一体的仪表。万用表的直流电流档是多量程的直流电压表。表头并联闭路式分压电阻即可扩大其电压量程。万用表的直

7、流电压档是多量程的直流电压表。表头串联分压电阻即可扩大其电压量程。分压电阻不同，相应的量程也不同。万用表的表头为磁电系测量机构，它只能通过直流，利用二极管将交流变为直流，从而实现交流电的测量。4、直流电压档的原理图设计与计算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，根据分压电阻值越大，所得的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。5、交流电压档的原理图设计与计算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，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

8、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。6、欧姆档的原理图设计与计算万用表测量电阻电路，如图16-9所示，工作原理是欧姆定律：其中：R为串联电阻；为被测电阻；Ra为表头内阻；E为电源的电压；为被测电路的电流。当=0，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。当=，电流为零，指针无偏转，为无穷大刻度值，一般为表头最左端。当为其他值时，指针在零刻度值和无穷大刻度值间偏转。当=Ra+R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。由于电

9、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，通过调整阻值的大小，使指针定位在零刻度，确保测量精度。三、 实验器材及元器件识别与检测阻值的标识法：色标法色标法分为四色标示法和五色标示法。对于四色标示法，有效位数为两位，即由前两环的颜色表示。第三环为放大倍率，倍率为相应颜色所代表的数字的十的次方。第四环则表示误差率，有±10%、±5%和±1%三档，由银、金、棕三种颜色分别表示。22134657980对于对于五色标示法，有效位数为三位，即由前三环的颜色表示。第四环为放大倍率，倍率为相应颜色所代表的数字的十的次方。第五环则表示误差率，有±1

10、0%、±5%和±1%三档，由银、金、棕三种颜色分别表示。关于颜色所对应的数字和误差，可由右图和下图表示：万用表电阻档用法首先应将万用表调零，具体方法为先将万用表档位调至特殊档位，再将两表笔短接，发出声音的万用表为调零正确的表。可继续使用。接着应先根据色标估值，然后将万用表调到合适的范围档位，使读数更为精确。注意测量时不要将电阻放在桌上再用表笔接触，而应用手拿稳后测量；测量后的读数为直接读数，不用乘上范围的单位。1. 测量电位器的最大与最小阻值电位器的最大和最小阻值可由电位器的旋转杆调节，测量时由表笔接触并调节阻值，即可得出结果。万用表的使用方法与测量电阻时的方法相同。2.

11、测量电容电容的测量方法与测量电阻类似，可由具有测量电容功能的万用表测得。3. 测量二极管的正、反向电阻测量电阻的操作与测量电阻时无异。在测得一次之后应将二极管的引脚调换顺序，继续测量，以获得反向电压。4. 判断三极管类型并测出放大倍数测试三极管的类型 设三个电极为1、2、3 用万用表测量1、2的正、反向电阻，观察万用表的读数 再测2、3的正、反向电阻，观察万用表的读数 若21，2 3均为PN结导通，则三极管为NPN型，否则为PNP型测试放大倍数在确定三极管为NPN型或是PNP型之后，将三极管插入万用表面板的专用插口中测量放大倍数。器件清单及参考资料四、 制作步骤1、组装要求（1）由于万用表的体

12、积较小，装配工艺要求较高，元器件和组件的布局必须紧凑。否则无法装进表盒。（2）要求元器件和组件的布局合理、位置恰当、排列整齐。引线应走直线、拐直角，要有条不紊。（3）焊装电阻时，电阻阻值标要向外，以便查对和更换。其中两只电阻833K和40K，必须架空1mm焊接，然后焊接其余零件。（4）转换开关内部连线要排列整齐，不能妨碍转动。2、工艺过程（1）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。（3）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。（5）焊接

13、转换开关上各档位对应的电阻元件及其对外连线。（6）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架的连线等。最后完成全部焊接工作。（7）检查、核对组装后的万用表电路。（8）底板装进表盒，装上转换开关旋纽，送指导教师检查。3、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校准，方法如下。（1）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0.25V/50uA处，用数字万用表测量其“+”、“-”两插座之间的电阻值，应在4.95.1k之间。如不符合要求，应调整电位器上方220、120两只电阻阻值，直至达到要求为止。（2）将万用表从电流档开始逐档检测满度值。

14、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、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。MF47型万用表的组装与调试根据原理图、印刷电路板图给出装配图安装原理与准备五、万用表的组装步骤a. 按照实验原理图将电阻器准确装人规定位置。要求标记向上，字向一致。尽量使电阻器的高低一致。焊完后将露在印制电路板表面多余引脚齐根剪去。b然后焊接4个二极管和电容。注意二极管和电容的正负极性。c根据装配图固定4个支架，晶体管插座，保险丝夹，零欧姆调节电位器和蜂鸣器。d焊接转换开关上交流电压档和直流电压档的公共连线，各档位对应的电阻元件及其对外连线，最后焊接电池架的连线。至此，所

15、有的焊接工作已完成。e电刷的安装，应首先将档位开关旋钮打到交流250伏档位上，将电刷旋钮安装卡转向朝上，V形电刷有一个缺口，应该放在左下角，因为电路板的3条电刷轨道中间的2条间隙较小，外侧2条较大，与电刷相对应。当缺口在左下角时电刷接触点上面有2个相距较远，下面2个相距较近，一定不能放错。电刷四周都要卡入电刷安装槽，用手轻轻按下，即可安装成功。f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。六、万用表的调试首先查看自己组装的万用表的指针是否对准零刻度线，如果没有对准，则进行机械调零。然后装入一节1.5伏的二号电池和一节9伏的电池。a. 档位开关旋钮打到BUZZ音

16、频档，在万用表的正面插入表笔，然后将它们短接，听是否有鸣叫的声音。如果没有，则说明安装的蜂鸣器线路有问题。b. 档位开关旋钮打到欧姆档的各个量程，分别将表笔短接，然后调节电位器旋扭，观察指针是否能够指到零刻度线。c. 档位开关旋钮打到直流电压2.5伏档，用表笔测量一节1.5伏的电池，在表盘上观察指针的偏转是否正确。d. 档位开关旋钮打到直流电压10伏档，用表笔测量一节9伏的电池，在表盘上观察指针的偏转是否正确。e. 档位开关旋钮打到交流电压250伏档，用表笔测量插座上的交流电压。f. 档位开关旋钮打到10K欧姆档，测量一个6.75M的电阻。 g. 然后依次检测其它欧姆档位。如果有标准的万用表，

17、则可以将测量的值进行比较，各档检测符合要求后，即可投入使用。七、装配调试过程中的技术分析和故障分析a.故障部位：直流电流档 故障现象：（1）表针不动即无指示。（2）各量程的误差不一致，有正有负。（3）用小量程档时，指针偏转很快即阻尼很小，用大量程档时无指示。 故障原因：（1）表头故障或与表头串联的电阻断路或量程开关不通。（2）分流电阻某档焊接不良，阻值增大或局部烧坏。（3）分流电阻断路或分流支路连线断。 b.故障部位：直流电压档 故障现象：（1）表针无指示。（2）某量程误差大，随着量程增大误差变小。（3）小量程档均正常，超过某量程均无指示。 故障原因：（1）量程开关接触不良或烧坏，或量程开关与

18、降压电阻脱焊。（2）分压电阻故障，如变值、短路等。（3）分压电阻损坏或其连线断路。 c.故障部位：交流电压档 故障现象：（1）指针轻微摆动或指示极小。（2）误差很大，有时偏低50%。（3）各档指示值偏低同一误差。 故障原因：（1）整流元件击穿。（2）整流组件中某一元件击穿断路，全波整流变为半波整流。（3）整流组件性能不佳，反向电阻减小。  d.故障部位：电阻档 故障现象：（1）短路调零时，表针无指示。（2）表笔短路时，表针调不到零位。（3）调零时，表针跳动。（4）个别量程不指示。（5）个别量程误差大。 故障原因：（1）某表笔断线或量程开关公共点断路、调零变阻器有断点、电池用完或引线断。（2）电池电压不足、量程开关接触不良或表头的限流电阻增大。（3）调零变阻器接触不良。（4）该档分流电阻断路或量程开关接触不良。（5）该档分流电阻变值或烧坏。八、 小结通过这一周的MF47型万用表的实训，我收获了很多，学到了很多书本上没有的东西。让我了解了“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行！”在短暂的实习过程中，让我深深的感觉到自己在实际运用中的专业知识的匮乏。让我们真正领悟到“学无止境”的含义。首先，实训提高了我们的动手能