指针式万用表原理设计与组装调试

1、目 录第1章课程设计的目的 . 11.1 万用表简介 . 11.2 课程设计的目的 . 1第2章 万用表电路原理图设计 . 22.1 万用表工作原理 . 22.2原理图的设计 . 3第3章 元器件识别和选择 . 43.1 电阻的识别与选择 . 43.3 电解电容的极性判断 . 53.4 电位器的识别 . 6第4章 MF-47万用表硬件电路制作和调试 . 74.1 锡焊技术 . 74.2 硬件电路制作过程和工艺要求 . 84.3电路调试和故障分析. 9第5章 总结 . 115.1课程设计的收获和体会 . 115.2对电子课程设计的建议 . 115.3课程设计的意义 . 11参考文献 . 12第1

2、章课程设计的目的1.1 万用表简介MF47型万用表。该型万用表的直流电压灵敏度为20k/V。电阻挡设有R×1、R×10、R×100、R×1k、R×10k五个量程。直流电压挡设有0.25V、IV、2.5V、10V、50V、250V、500V、1000V八个量程。交流电压挡设有10V、50V、250V、500V、l00OV五个量程；直流电流挡设有0.05mA、0.5mA、5mA、50mA、500mA五个量程。另外，该万用表还设有直流5A和交直流2500V插孔，并且设有测量晶体管放大倍数的插座。该表表盘较大，并设有能消除视差的反光镜，读数直观清晰。只

3、用一只旋钮选择各量程，标度尺与量程选择开关指示盘对应按交流红色、晶体管绿色其余黑色印制成红、绿、黑三色，使量程转换和测量读数鲜明、便捷，利于操作而不易搞错。该万用表的造型也比较美观，表壳呈扁平状，可作为一般中型表使用。其缺点是没有设置交流电流挡。1.2 课程设计的目的课程设计的目的和意义（1）进一步掌握万用表的组成与工作原理，掌握实用电路的设计方法和技巧。（2）熟悉常用电子元件、电工工具与仪表。（3）提高电工电子的实践操作技能和技巧。（4）熟悉产品的焊接工艺、装配工艺和调试工艺。（5）掌握常见故障的处理方案与维修的基本技巧。（6）通过课程设计培养学生团结协作和刻苦耐劳精神。1第2章 万用表电路

4、原理图设计2.1 万用表工作原理万用表的基本原理是利用一只灵敏的磁电式电流表（微安表）做表头。当微小电流流过表头时，就会有电流显示。但表头不能通过大电流，所以必须在表头上串联或并联一些电阻进行分流或降压，从而测出电路中的电流、电压或电阻。图2-1（1） 测直流电流原理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。（2） 测直流电压原理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，就能改变电压测量范围。（3） 测交流电压原理因为表头是直流表，需加装一个并、串式半波整流电路，将交流进 2行

5、整流变成直流后在通过表头，这样就可以根据直流电的大小测量交流电压。扩展交流电压量程的方法与直流电压量程相似。（4） 测电阻原理在表头上串联和并联适当的电阻，同时串联一节电池，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。2.2原理图的设计图2-23第3章 元器件识别和选择3.1 电阻的识别与选择 颜色和数字的对应关系：首先我们知道颜色和阿拉伯数字之间的对应关系。颜色 棕 红 橙 黄 绿 蓝 紫 灰 白 黑数字 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0每条色环表示的意义（见表）表（3-1）由此可知，图（3-1）中的色环为红、紫、绿、棕，阻值为27&#

6、215;1052.7M，其误差为±0.5%。将所取电阻对照表格进行读数，比如说，第一个色环为绿色，表示5，第2个色环为蓝色表示6，第3个色环为黑色表示乘100，第4个色环为红色, 4那么表示它的阻值是56×100=56误差为±2%，对照材料配套清单电阻栏目R1956。练习试读，对照材料配套清单，检查读出的阻值是否正确，蓝色或绿色的电阻（见图3-1），与黄电阻相似，首先找出表示误差的，比较粗的，而且间距较图3-1远的色环将它放在右边。从左向右，前三条色环分别表示三个数字，第4条色环表示乘数，第5条表示误差。比如：蓝紫绿黄棕表示675×104=6.75M，为

7、±1%。请同学练习试读5环电阻，对照材料配套清单，检查读出的阻值是否正确。 从上可知，金色和银色只能是乘数和允许误差，一定放在右边；表示允许误差的色环比别的色环稍宽，离别的色环稍远；本次实习使用的电阻大多数允许误差是±1%的，用棕色色环表示，因此棕色一般都在最右边。3.2 二极管的极性判断用万用表判断二极管极性的原理（见图3-2），由于电阻档中的电池正极与黑表棒相连，这时黑表棒相当于电池的正极，红表棒与电池的负极相连，相当于电池的负极，因此当二极管正极与黑表棒连通，负极与红表棒连通时，二极管两端被加上了正向电压，二极管导通，显示阻值很小。图3-23.3 电解电容的极性判断注

8、意观察在电解电容侧面有“”，是负极，如果电解电容上没有标 5明正负极，也可以根据它引脚的长短来判断，长脚为正极，短脚为负极。如图（3-3）图3-3如果，已经把引脚剪短，并且电容上没有标明正负极，那么可以用万用表来判断，判断的方法是正接时漏电流小（阻值大），反接时漏电流大。3.4 电位器的识别电位器也可理解成阻值可变的可调电阻，但它并不同于可变电阻，电位器的引脚都在3脚以上。电位器的作用主要是调节各种信号或电压的值，除了主机中的各板卡以外，它的使用还是很广泛的，从彩显到有源多媒体音箱几乎所有设备都有电位器的存在。在通常情况下，我们最好不要去动电路中的电位器（机外各种调节旋钮电位器除外），尤其是电

9、源部分的，因为很多值我们在手工条件下是根本无法调节到最佳值的。当然，如果是因为损坏而一定要更换时就另当别论了，但是也一定要选用同一规格的电位器且要把它调到和原电位器差不多的条件下再试机，这样做就可保险一些了。另外电位器的制作材料也是不尽相同的，大体上分三类：金属膜电位器、合成碳质电位器、金属玻璃釉电位器6第4章 MF-47万用表硬件电路制作和调试4.1 锡焊技术焊接前应该看元件是否有氧化层，因为元件经过长期存放，会在元件表面形成氧化层，不但使元件难以焊接，而且影响焊接质量，一般应首先清除元件表面的氧化层，但注意用力不能过猛，以免使元件引脚受伤或折断。在使用电烙铁前应该在烙铁加热的过程中将焊锡丝

10、送到烙铁头上，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。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。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。烙铁架上的海棉要事先加水。烙铁头的保护。锡焊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。当锡焊融化发出光泽时焊接温度最佳，应立即将焊锡丝移开。为了在加热中时加热面积最大，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

11、盘相一致，引脚应高出焊点大约0.5毫米。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（见图4-1）。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。7图4-1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。4.2

12、硬件电路制作过程和工艺要求一 硬件电路的制作过程的安装1. 在焊接前，我们应该先清点材料确保材料齐全，清点完后将材料放回塑料袋，弄清各元件的名称、外形，大小，极性以及了解它们的安装方法。2. 利用数字万用表测出所有电阻的阻值并标明，以备制作万用表时使用（有误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2个相距较远，下面两个相距较近，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，电刷安装成功。83. 检查、核对组装后的万用表电路，底板装进表盒，送指导差

13、）。4. 按照实验原理图将电阻器准确装入规定位置，左右放置的棕色环在右，上下放置的棕色环在下。尽量使电阻高低一致，焊完后将露在印制电路板表面的多余引脚剪去，留1mm左右。5. 焊接四个二极管和电容。注意二极管和电容的正负极性。6. 根据装配图固定四个支架，晶体管插座，保险丝夹和电位器。7. 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，所有的焊接工作完成。8. 电刷的安装，应首先将档位开关旋钮达到交流教师检查。二 工艺要求1. 在焊接前，我们应该先在练习板上联系，练习时注意不断总结，把握加热时间、送锡多少，不可在一个点加热较长时间

14、，否则会是印刷电路的焊盘烫坏。元件尽量排列整齐，才可以看出练习后是否进步，并改进不足。2. 元件脚的弯曲成形：正确方法是根据印刷电路孔距用镊子夹住距元件根部12mm弯制成形，也可以用手捏住起子与引脚的交点，将引脚沿起子弯成圆形，切忌直接从元件根部将 元件脚弯曲成形。3. 焊接时烙铁必须插在烙铁架中，不能碰东西。4. 焊接前电阻要看清阻值大小，电容、二极管要看清极性。5. 一旦焊错要小心地用烙铁加热后取下重焊。拨下的动作要轻，如果安装孔堵塞，要边加热，边用针通开6. 电阻的读数方向要一致，色环不清楚时要用万用表测定阻值后再装。7. 旋螺钉时用力要适中，不可用力太大。4.3电路调试和故障分析一 调

15、试过程1 按说明书调试步骤2将档位旋至0.5V150A处，用另一块数字万用表测量所装万9用表红黑表笔间的电阻值，应为4.9K5.1K之间。2. 检测直流电压档：用DCV2.5V检测一节2号干电池（1.5V）电压，应在1.5V1.7V 之间3检测点阻挡：先将档位旋至点阻挡，红黑表笔短节，用调零电位器调零。指针直到档0刻度后，再测一个电阻的阻值，应该和你原来测得的数值相同。注意：测量时应装入干电池。4. 电流档检测DCmA、50mA档测2号1.5V干电池串联180电阻电路的电流，应为7.88.2mA之间1. 表头没有任何反应，可能的原因如下：(1) 表头表棒损坏；(2) 接线错误；(3) 保险丝没

16、装；(4) 电池极片装错；(5) 电刷装错；2. 测电压指针反偏，可能是表头引线接反；测电压示值不准，可能是焊接有问题。二 故障分析10第5章 总结5.1课程设计的收获和体会（1）进一步掌握万用表的组成与工作原理，掌握实用电路的设计方法和技巧。（2）熟悉常用电子元件、电工工具与仪表。（3）提高电工电子的实践操作技能和技巧。（4）熟悉产品的焊接工艺、装配工艺和调试工艺。（5）掌握常见故障的处理方案与维修的基本技巧。（6）通过课程设计培养学生团结协作和刻苦耐劳精神。5.2对电子课程设计的建议我们在做实验中，每组四人，在做实验中分工清楚，就是零件太多不好放置，工具不全，操作缓慢，建议：设备先进一些，实验更好的进行和完成，使得我们每个人都能感到实验的乐趣，做出更好的成绩。5.3课程设计的意义现代生活离不开电，我们每个人都必须掌握一定的用电知识及电工操作技能。 通过电工实习可使我们学会一些常用电工工具、仪表、开关元件等的使用方法及工作原理。接触电学知识，实现理论联系实际，并为后续课程的学习打下一定的基础。万用表是最常用的电工仪表之一，通过这次实习，我们应该在了解其基本工作原理的基础上学会安装、调试、使用 ，并学