汽车电学技术10第十章 课程设计

第十章装配DT830型数字万用表一、性能特点1．采用TSC7106型A/D转换器，配字高12.5mm（折合0.5英寸）液晶显示器。2．具有自动调零和自动显示信号极性之功能。通过6刀28掷开关完成测试功能及量程的转换。3．仪表共设计30个量程，除测量DCV、ACV、DCA、ACA、Ω之外，还能测量二极管正向压降VD、NPN及PNP型小功率晶体管的hFE和检查线路通断（蜂鸣器挡）。4．具有低电压指示功能，保护电路完善。5．采用一节6F22（或006P）型9V叠层电池供电，总电流约2.5mA，整机功耗约为17.5～25mW（与电池电压及测量种类有关）。一节叠层电池可连续使用200h，断续使用半年至一年。工作温度范围是0～40℃，保证准确度的温度范围是23±5℃，环境湿度≤80％。外形尺寸是160×84×26（mm），重量约200g（不包括电池）。二、数字万用表的工作原理仪表的心脏是一片大规模集成电路，该芯片（7106）内部包含双积分A/D转换器、显示锁存器、七段译码器和显示驱动器。输入进仪表的电压或电流信号经过一个开关选择器转换成一个0到199mV的直流电压。例如输入信号100VDC，就用1000:1的分压器获得100mVDC；输入信号100VAC，首先整流为直流信号，然后再分压成100mVDC。电流测量则通过选择不同阻值的分流电阻获得。输入7106IC的直流信号被接入一个A/D转换器，转换成数字信号，然后送入译码器转换成驱动LCD的7段码。A/D转换器的时钟是由一个振荡频率约48kHz的外部振荡器提供的，它经过一个四分之一分频器分频获得计数频率，这个频率获得2.5次/秒的测量速度。四个译码器将数字转换成七段码的四个数字，小数点由选择开关设定。具体电路介绍如下：如图1所示，A/D转换器IC1（TSC7106）；振荡电阻R28；振荡电容C7；积分电阻R32；积分电容C12；基准电容C9；自动调零电容C11；高频滤波器R31、C10，R29、R30和C8；基准电压分压器R18、R19、RP3（供调整用，调整范围是95.1～107.3mV；应调至100.0mV）、R20、R48。1．A/D转换电路2．直流电压测量电路如图2所示，分压器：R7～R12，RP2（调整用，使R7+RP2=9MΩ）；限流电阻R6；消噪电容C17。3．直流电流测量电路如图3所示，分流器：R2～R4（金属膜电阻，误差±0.5%），R5（线饶电阻）；R49（锰铜丝电阻）；熔丝管FU（0.5A/250V）；双向限幅二极管D1、D2。4．交流电压测量电路（AC/DC转换器）如图4所示，线性放大器IC28（1/2TL062）；整流二极管D6；保护二极管D7；隔直电容C5、C2；耦合电容C1；输入端过压保护电路D5、D6、D11、D12；负反馈电阻R23；频率补偿电容C40；输出分压电路：R25、R27、RP4（校准ACV挡用）；平滑滤波器R26、C6；输入分压器R7～R12、RP2。5．电阻测量电路如图5所示，测试电压供给电路EO、R13、D3、D4；标准电阻：R7、RP2、R8～R12；保护电路PTC（Rt）、R16、T1、T2。6．测量晶体管hFE的电路如图6所示，基极偏置电阻R1、RP1（调整用，使IB=10μA）；取样电阻R4、R6、R49；4芯hFE插口。7．二极管测试电路如图7所示，测试电压供给电路E0、R17、PTC、R16；分压器R14、R15；保护电路RTC、T1、T2。8．蜂鸣器电路如图8所示，电压比较放大器IC26（1/2TL062）；参考电压分压电路R38、RP5（调整用），R39；分压器R36、R37、D9；门控振荡器IC4（LC4011）；振荡电阻R43；振荡电容C15；偏置电阻R42；压电陶瓷蜂鸣片BZ（Ф20）。9．小数点驱动及低电压指示电路小数点驱动电路：四个异或非门IC3（HD14077B或CD4077），量程转换开关S1-6；上拉电阻R33～R35。低电压指示电路：四个异或非门Ⅰ～Ⅳ；晶体管T3；稳压二极管DZ（HZ6B3）。（如图9所示）。三、数字万用表焊接工艺1．按图10所示安装元器件。 2．晶体管测试插座的焊接方向与电阻元件焊接方向相反。3．锰铜丝电阻器R49（0.02Ω）不要插得过深。4．电路板中心压的铜箔是滑动接触片的运转区域，绝不能沾上焊锡。元件安装要求：下列所有的安装步骤，在没有特别指明的情况下，元件必须从线路板正面装入，线路板上的元件符号图指出了每个元件的位置和方向，根据元件符号的指示，按正确的方向将元件脚插入线路板的焊盘孔中，在线路板的另一面将元件脚焊接在焊盘上。四、正确的焊接方法1．将电烙铁头靠在元件脚和焊盘的结合部。2．加热温度足够高，焊锡向被焊金属扩散生成金属合金。3．若烙铁头上带有少量焊料，可使烙铁头的热量较快传到焊点上。将焊接点加热到一定温度后，用焊锡丝触到焊接件处，熔化适量的焊料；焊锡丝应从烙铁头的对称侧加入。4．焊锡量不够：造成焊点不完整，焊接不牢固。5．焊锡过量：容易将不应连接的端点短接。6、焊锡桥接：焊锡流到相邻通路，造成线路短路。7．当焊锡丝适量熔化后，迅速移开焊锡丝；当焊接点上的焊料流散接近饱满，助焊剂尚未完全挥发，也就是焊接点上的温度最适当、焊锡最光亮、流动性最强的时刻，迅速移开电烙铁。五、组装注意事项1．用黄油将两个弹簧分别粘于转钮上的两个装孔内。2．电路板插于外壳的第二个突出点之下。3．其他组装细节见装配图10。4．从液晶片表面揭去透明保护膜（注意：不要揭去背面的银色衬背）。5．在面盖里边依次放入液晶片、斑马条框架以及斑马条，确保液晶片的小突头的方向与示意图一致。六、初步检测如果仪表各挡位显示有误，则检测：检查电池电量是否充足，连接是否可靠。检查电阻R18～R20、R48、R23～R25的值是否正确。检查电容C7～C12的值是否正确。检查线路板焊接是否有连接、虚焊、假焊。检查滑动连接片是否接触良好。检查液晶片、斑马条、线路板是否正确连接。七、校准将被测仪表的拨盘开关转到20V挡位，插好表笔；用另一块已校准仪表做监测表，监测一个小于20V的直流电电源（例如9V电池），然后用该电源校准装配好的仪表，调整电位器VR1直到被校准表与监测表的读数相同（注意不能用被校准表测量自身的电池）。当两个仪表读数一致时，套件安装表就被校准了，将表笔移开电源，拨盘转到关机位。1．A/D转换器校准直流10A挡校准需要一个负载能力大于5A，电压5V的直流标准源和一个1Ω，25W的电阻。将被校准表的拨盘转到“10A”位置，连接好仪表，如果仪表显示高于5A，焊接锰铜丝使锰铜丝电阻在10A和COM输入端之间的长度缩短，直到仪表显示5A；如果仪表显示小于5A，焊接锰铜丝使锰铜丝电阻在10A和COM输入端之间的长度加长，直到仪表显示5A。如果校准后仍达不到标准：a．检查线路板是否有焊锡桥接，焊接不良。b．检查电阻R2～R5，电容C3的数值。2．直流10A挡校准a．连接黑色测试棒到“COM”端。b．连接红色测试棒到“VMA”端。c．设置量程开关到“V-”或“V～”位置，如果被测电压是未知的，应将开关设置到最高量程。d．连接测试棒到测试点并在显示屏上读数，如果量程太高，应逐步减小到合适的量程。3．电压测量a．将拨盘转到hFE档位，用一个小的NPN或PNP晶体管，并将发射极、基极、集电极分别插入相应的插孔。b．被测表显示晶体管的hFE值，晶体管的hFE值范围较宽，但你将获得大约100到300的读数。如果上面的测量有问题：a．检查晶体管测试座是否完好，焊接是否正常。b．检查电阻R1、R4、R6的数值及焊接是否正常。4．hFEFE测试如果你有一个直流电压源，只要将电源分别设置在DCV量程各档的中值，然后对比被测表与监测表测量各档中值的误差，DCV精度要满足相应的要求。如果上面的测量有问题：a．重新检查前面的仪表校准。b．检查以下电阻和电容的焊接和数值：R6～R12、R31、R17、C10。5．直流电压测试a．将拨盘转到200μA档位，连接仪表，当RA等于100k时回路电流约为90μA，对比被测表与监测表的读数。b．将拨盘转到下表中的各电流档，同时按下表改变RA的数值，对比被测表与监测表的读数。如果上面的测量有问题：a．检查保险管。b．检查电阻R2、R3、R4、R5的数值和焊接情况。6．直流电流测量

a．连接黑色测试棒到“COM”端。b．连接红色测试棒到“10ADC"端。c．设置量程开关到“10A-”位置。d．断开被测电路，将测试棒串联在被测电路中。e．读出显示值，如果显示值小于200mA，按下面的小电流测试步骤测量。f．在将测试棒连接到被测电路之前，应切断被测电路中的电源并将所有电容放电。7．大电流测量（200mA到10A）a．连接黑色测试棒到“COM”端。b．连接红色测试棒到“VmA”端。c．设置量程开关到“A-”位置，如果被测电流是未知的，应将开关设置到最高量程。d．断开被测电路，将测试棒串联在被测电路中。e．在显示屏上读数，如果量程太大，应逐步减小到合适的量程。 f．在将测