电工电子技术设计报告

电工技术基础课程设计PAGE第1页共18页电工技术基础课程设计指针式万用表原理设计与组装调试学生姓名：指导教师：专业：班级：学号：设计时间：实验地点：摘要电工技术基础课程设计MF47型万用表，它是我们生活及工作和学习上常用的表，是我们在以后的电子制作中一个必不可少的工具。通过学习它的基本工作原理（利用一只灵敏的磁电式直流电流表（微安表）做表头，表头上并联或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），计算出万用表的每一个测量档位的电阻值，然后安装、调试、使用，并学会排除一些万用表的常见故障。在安装MF47型万用表的过程中，焊接技术是必不可少的操作技能，其中电烙铁是最常用的焊接工具。在电子制作中，元器件的连接处都需要焊接，焊接的质量对制作的质量影响极大。所以，安装MF47型万用表，必须掌握焊接技术，练好焊接基本功，了解焊接时的一些注意事项。关键词：万用表原理、焊接技术、万用表安装与调试-PAGE2-目录TOC\o"1-2"\h\z\u第一章课程设计的目的及意义 11-1课程设计的目的 11-2课程设计的意义 1第二章MF—47万用表的结构和原理 12-1万用表的种类 12-2MF—47万用表的结构 22-3MF—47万用表的原理 3第三章元件的识别和选择 43-1清点材料 43-2电阻的识别与选择 53-3二极管的识别与选择 63-4电容的识别与选择 7第四章MF-47万用表的组装 74-1元器件的处理 74-2电路板的锡焊技术 94-3机械部件的安装调整 10第五章MF-47万用表调试与故障排除 115-1 MF-47万用表的调试 115-2MF-47万用表故障排除 12第六章课程设计的心得体会 12参考资料 13附录：MF-47万用表电路图 14第一章课程设计的目的及意义1-1课程设计的目的1．理解电工技术基础课程设计的特点，课程设计要求我们更好地运用课堂上的相关知识指导，并且应用它们解决实际问题，它主要提高我们的实际操作能力和独立思考﹑解决问题的能力。2．通过万用表原理设计与组装调试，进一步熟悉万用表结构、工作原理和使用方法。3．了解电路分析理论知识的实际应用，熟悉仪表的设计组装和调试技术，提高专业技能。1-2课程设计的意义现代生活离不开电，我们电类和非电类专业的学生都有必要掌握一定的用电知识及电工操作技能。通过实习学生需要学会使用一些常用的电工工具及仪表的使用方法及工作原理。通过本次电工实习要接触到一定的电学知识，实现理论联系实际，认识一些常用电工器具的外形及结构特点，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，通过设计，学生应该在了解其基本工作原理的基础上学会安装、调试、使用，并学会排除一些万用表的常见故障。锡焊技术是电工的基本操作技能之一，通过实习要求大家在初步掌握这一技术的同时，注意培养自己在工作中耐心细致，一丝不苟的工作作风。第二章MF—47万用表的结构和原理2-1万用表的种类万用表分为指针式、数字式两种（如图2-1）。随着技术的发展，人们研制出微机控制的虚拟式万用表（如图2-2），被测物体的物理量通过非电量/电量，将温度等非电量转换成电量，再通过A/D转换，由微机显示或输送给控制中心，控制中心通过信号比较做出判断，发出控制信号或者通过D/A转换来控制被测物体。图2-1图2-2图2-1图2-22-2MF—47万用表的结构一、MF—47万用表的组成指针式万用表的型式很多，但基本结构是类似的。指针式万用表的结构主要由表头、档位转换开关、测量线路板、面板等组成（见图2-3）。图2-4图2-3图2-4图2-3二、MF—47万用表的结构万用表由机械部分、显示部分、与电器部分三大部分组成，机械部分包括：外壳、档位开关旋钮及电刷等部分组成，显示部分是表头，电器部分由测量线路板，电位器，电阻，二极管，电容等部分组成（见图2-4）。2-3MF—47万用表的原理一、万用表的工作原理MMVDDV~R0R2R1R3R4SAVmA-Ω+图2-5电刷片SA与V～（交流电压档）端联接，这时电阻R1分压作用，二极管VD为整流作用，使输入的交流电转变成直流电，电阻R限流，通过表头显示出来。（如图a）电刷片与V（直流电压档）端联接，这时不需二极管整流，仅用电阻R2限流，通过表头显示。（如图b）电刷片与mA端（直流电流档）联接，这时不需二极管整流，也不需电阻分流，即可通过表头显示。（如图c）电刷片与Ω端（欧姆档）联接，这时外部没有电流通入，因此必须使用内部电池作为电源，设外接的被测电阻为Rx，表内的总电阻为R0，形成的电流为I，由Rx、电池E、可调电位器R4、固定电阻R3和表头部分组成闭合电路，形成的电流I使表头的指针偏转。红表棒与电池的负极相连，通过电池的正极与电位器R4及固定电阻R3相连，经过表头接到黑表棒与被测电阻Rx形成回路产生电流使表头显示。（如图d）aabcd二、MF-47原理图的设计（原理图见附录）1、交流电压档：R12-15四个电阻串联，两表笔接COM与“+”接线端，电刷片指向其中两个电阻的接头，接触端左边的电阻串联进入电路（量程越大串联进入的电阻越大）。交流电通过4001、4007的一个二极管进行整流，变成直流电，并能过其余电路，由表头显示数值。2、直流电压档：R10-5六个电阻串联，两表笔接COM与“+”接线端，电刷片指向其中两个电阻的接头，接触端右边的电阻串联进入电路（量程越大串联进入的电阻越大）。直流电通过电路，由表头显示数值。3、直流电流档：R5-1五个电阻并联，两表笔接COM与“+”接线端，电刷片指向其中一个电阻一端，此电阻接入电路（量程越大并联进入的电阻越小）。直流电通过电路，由表头显示数值。4、欧姆档：R17-22六个电阻并联，两表笔接COM与“+”接线端，电刷片指向其中一个电阻一端，此电阻接入电路。由外接的被测电阻为Rx，表内的总电阻为R0，内接直流电源E、可调电位器、固定电阻R3和表头部分组成闭合电路，形成的电流I使表头的指针偏转。5、为保护表头，用两个4001二极管与表头并联。第三章元件的识别和选择3-1清点材料根据原理图中的元件需要即时清点配套材料，在清点过程中注意材料的妥善保存。表3-1：材料清单材料名称数量材料名称数量材料名称数量电阻31个连接线5根晶体管插座1个分流器1个表棒1付表箱1个电位器1个线路板1块电池极片4只二极管4个面板1个电位档铭牌1块保险丝夹2个表头1个晶体管插片6片电解电容1个大旋钮1个输入插管4个3-2电阻的识别与选择一、色环的认识从材料袋中取出一黄电阻，注意别的东西不要丢失，封好塑料袋的封口。对照幻灯片观察，看它有几条色环，黄电阻有4条色环（如图3-1），其中有一条色环与别的色环间相距较大，且色环较粗，读数时应将其放在右边。每条色环表示的意义（见表二），色环表格左边第一条色环表示第一位数字，第2个色环表示第2个数字，第3个色环表示乘数，第4个色环也就是离开较远并且较粗的色环，表示误差。由此可知，图25中的色环为红、紫、绿、棕，阻值为27×105Ω＝2.7MΩ，其误差为±0.5%。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。本次课程设计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。图3-1图3-1表3-2条色环表示的意义二、用数字万用表读数用数字万用表读数并核对与用色环读数的误差。3-3二极管的识别与选择在安装前要求每个学生学会辨别二极管、电容及电阻的不同形状，并学会分辨元件的大小与极性。二极管极性的判断：判断二极管极性时可用实习室提供的万用表，将红表棒插在“＋”，黑表棒插在“－”，将二极管搭接在表棒两端，观察万用表指针的偏转情况，如果指针偏向右边，显示阻值很小，表示二极管与黑表棒连接的为正极，与红表棒连接的为负极，与实物相对照，黑色的一头为正极，白色的一头为负极，也就是说阻值很小时，与黑表棒搭接的时二极管的黑头，反之，如果显示阻值很大，那么与红表棒搭接的时二极管的正极。（如图3-3）图3-3图3-33-4电容的识别与选择注意观察在电解电容侧面有“－”，是负极，如果电解电容上没有标明正负极，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。（如图3-4）图3-4图3-4第四章MF-47万用表的组装4-1元器件的处理一、元器件参数的检测每个元器件在焊接前都要用万用表检测其参数是否在规定的范围内。二极管、电解电容要检查它们的极性，电阻要测量阻值。测量阻值时应将万用表的档位开关旋钮调整到电阻档，预读被测电阻的阻值，估计量程，将档位开关旋钮打到合适的量程，短接红黑表棒，调整电位器旋钮，将万用表调零。注意电阻档调零电位器在表的右侧，不能调表头中间的小旋钮，该旋钮用于表头本身的调零。调零后，用万用表测量每个插放好的电阻的阻值。测量不同阻值的电阻时要使用不同的档位，每次换档后都要调零。为了保证测量的精度，要使测出的阻值在满刻度的2/3左右，过大或过小都会影响读数，应及时调整量程。要注意一定要先插放电阻，后测阻值，这样不但检查了电阻的阻值是否准确，而且同时还检查了元件的插放是否正确，如果插放前测量电阻，只能检查元件的阻值，而不能检查插放是否正确。二、元器件表面氧化层的处理元件经过长期存放，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，因此当元件表面存在氧化层时，应首先清除元件表面的氧化层。注意用力不能过猛，以免使元件引脚受伤或折断。清除元件表面的氧化层的方法是：左手捏住电阻或其他元件的本体，右手用锯条轻刮元件引脚的表面，左手慢慢地转动，直到表面氧化层全部去除。为了使电池夹易于焊接要用尖嘴钳前端的齿口部分将电池夹的焊接点锉毛，去除氧化层。本次课程设计提供的元器件由于放在塑料袋中，比较干燥，一般比较好焊，如果发现不易焊接，就必须先去除氧化层。三、元器件引脚的弯制成形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，元件弯制后的形状，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。

四、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列整齐，横排的必须从左向右读，竖排的从下向上读，保证读数一致。4-2电路板的锡焊技术一、选用合适的焊剂、焊料焊接时最常用的焊料是焊锡。如市场上供应的Sn60焊丝，它的熔点低，电气和机械性能也比较优良。但应注意，目前市场上已有质量非常低劣的焊锡丝，尽管外表光亮，内部充满了松香，其杂质量过高，使焊接性能变差，流动性降低，焊接时焊点失去了光泽并出现麻点，容易造成虚焊。二、刮脚与搪锡将焊接的元件和导线进行刮脚和搪锡。有些导线和元件看上去较光亮，实际上表面仍有一层氧化层，直接焊上后形成焊锡包住引脚，看上去是一个封闭的焊点，但很可能形成虚焊。三、掌握焊接时间焊接时应根据不同的焊接对象，确定不同的焊接时间。对于元件，焊接时间过长，会烫坏它，使印刷板上的铜箔翘起，时间过短，会造成加热不充分，焊剂作用不够，焊点强度降低，造成虚焊。一般焊接时间控制在2秒钟左右为宜，若是导线、金属等焊接，时间可相对长些。四、不要用烙铁头运载焊锡在焊接时，有人习惯用烙铁头作为运载焊锡的工具，这是不正确的。焊接时要一手拿烙铁，一手拿焊锡丝，，边加热边提供焊料。五、焊接后焊点的检测焊接合格的点，一般锡点都会形成内弧，锡点圆满光滑无针孔无松香渍。零件有线脚，线脚的长度要在1—1.2mm之间。锡将整个锡位及零件脚包围。看焊接是否不合格，首先看是否有元件之间的错位，如果有，应及时的改正。焊点是否是虚焊，是否有零件间的脚相互接触引起短路。焊接时加锡太少，可以再次加锡。如果多锡，零件的脚全部被覆盖或形成外弧形，应该去掉一些锡。4-3机械部件的安装调整一、提把的安装后盖側面有两个“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。二、电刷及电刷架的安装（如图4-1、4-2） 图4-1图4-1图4-2图4-2三、电路板的安装安装印刷电路板时，应注意插座钢管、电位器手柄、晶体管插座、垂直卡入面板孔内，检查印刷电路板定位卡是否卡劳。四、表头的安装安装表头是钮转螺钉力度要适中并焊接上表头线。第五章MF-47万用表调试与故障排除MF-47万用表的调试一、调试所需材料①数字万用表1块②1.5V电池1节③180Ω电阻1个二、调试过程1.基准档位校试首先将基本装配完成的万用表档位旋转至直流电流档（DCmA）最小档0.25V／50μA；用数字万用表测量指针万用表正负接线柱两端的电阻值；如值为3.1～5.1则基准档位调试结束，如若不在此范围内，则调整150Ω电阻。2.直流电流档校试（DCA）将指针万用表的档位调到50mA直流档，然后用正负表笔测量电池与电阻串联的电流。若值为6～8时，调试结束。3.直流电压挡校试（DCV）用指针万用表正负表笔测量电池正负极的电压，若值为1.2～1.5V时，调试结束。4.Ω档校试为指针万用表装上一节1.5V电池，首先将正负表笔短接并进行调零，接着测量电阻的阻值，若值为180Ω左右，调试结束。三、调试结果通过调试，在误差允许的情况下，各档位基本符合要求。同时也出现一些问题：①基准档调试时，指针不偏转。②直流电流档调试时，有时的瞬间电流满偏。5-2MF-47万用表故障排除1.基准档调试时，指针不偏转。通过电路板的检测，发现主要问题在于接线柱的焊接不好，导致接触不良。通过接线柱的重焊，故障基本得到排除。2.直流电流档调试时，有时的瞬间电流满偏。瞬间电流满偏的问题还找不到一个更合理的解释，暂定为接触不良引起的，因为在上一个问题解决后，这个问题也得到了解决。通过调试与故障排除，MF-47万用表也已经成形，各档位符合要求，可投入使用。第六章课程设计的心得体会通过为期两周的课程设计后，自己学会了许多的东西。首先它培养了我们小心、谨慎的工作作风。就如面对课程设计中以前从未用过的一