電路課程設計報告——萬用表設計.doc

目錄第一章課程設計目的及任務11-1 萬用表設計制作的目的及任務11-2 萬用表簡介11-3 本次課程設計的任務1第二章萬用表原理22-1 指針式萬用表的組成22-2 指針式萬用表最基本的工作原理32-3 MF47型萬用表的工作原理42-4 MF47萬用表電阻檔工作原理4第三章MF47萬用電表制作及裝配63-1 萬用表套件材料63-2 二極管極性的判斷73-3 色環(huán)的認識83-4 元件引腳的彎制成型93-5 焊接103-6 元器件的插放113-7 元器件參數(shù)的檢測123-8 元器件的焊接133-9 線路板安裝程序13第四章MF47萬用電表安裝調試14第五章課程設計心得體會14附錄15參考文獻第一章課程設計目的及任務1-1 萬用表設計制作的目的及任務現(xiàn)代生活離不開電，我們電類和非電類專業(yè)的許多學生都有必要掌握一定的用電知識及電工操作技能。通過實習要求學生學會使用一些常用的電工工具及儀表，比如尖嘴鉗、剝線鉗、萬用表，并且要求學生掌握一些常用開關電器的使用方法及工作原理。通過本次電工實習學生要接觸到一定的電學知識，實現(xiàn)理論聯(lián)系實際，認識一些常用電工器具的外形及結構特點，為后續(xù)課程的學習打下一定的基礎。 電子與機械是密不可分的，在萬用表的組裝中還可以了解電子產(chǎn)品的機械結構、機械原理，這對將來的產(chǎn)品設計開發(fā)非常有幫助。1-2 萬用表簡介萬用表是一種多功能、多量程的便攜式電工儀表,一般的萬用表可以測量直流電流、交直流電壓和電阻，有些萬用表還可測量電容、功率、晶體管共射極直流放大系數(shù)hFE等。MF47型萬用表具有26個基本量程和電平、電容、電感、晶體管直流參數(shù)等7個附加參考量程，是一種量限多、分檔細、靈敏度高、體形輕巧、性能穩(wěn)定、過載保護可靠、讀數(shù)清晰、使用方便的新型萬用表。1-3 本次課程設計的任務萬用表是電工必備的儀表之一，每個電氣工作者都應該熟練掌握其工作原理及使用方法。通過本次萬用表的原理與安裝實習，要求學生了解萬用表的工作原理，掌握錫焊技術的工藝要領及萬用表的使用與調試方法。通過這次實習，學生應該在了解其基本工作原理的基礎上學會安裝、調試、使用，并學會排除一些萬用表的常見故障。錫焊技術是電工的基本操作技能之一，通過實習要求大家在初步掌握這一技術的同時，注意培養(yǎng)自己在工作中耐心細致，一絲不茍的工作作風。第二章萬用表原理2-1 指針式萬用表的組成 指針式萬用表的結構主要由表頭、檔位轉換開關、測量線路板、面板等組成（見圖2-1）。圖2-1表頭是萬用表的測量顯視裝置，檔位開關用來選擇被測電量的量程；測量線路板將不同性質和大小的被測電量轉換為表頭所能接受的直流電流。萬用表可以測量直流電流、直流電壓、交流電壓和電阻等多種電量。當轉換開關撥到直流電流檔，可分別與5個接觸點接通，用于測量500mA、50mA、5mA和500A、50A量程的直流電流。同樣，當轉換開關撥到歐姆檔，可分別測量1、10、100、1k、10k量程的電阻；當轉換開關撥到直流電壓檔，可分別測量0.25V、1V、2.5V、10V、50V、250V、500V、1000V量程的直流電壓；當轉換開關撥到交流電壓檔，可分別測量10V、50V、250V、500V、1000V量程的交流電壓。2-2 指針式萬用表最基本的的工作原理指針式萬用表最基本的的工作原理（見圖2-2）。圖2-2它由表頭、電阻測量檔、電流測量檔、直流電壓測量檔和交流電壓測量檔幾個部分組成，圖中“”為黑表棒插孔，“”為紅表棒插孔。測電壓和電流時，外部有電流通入表頭，因此不須內接電池。當我們把檔位開關旋鈕SA打到交流電壓檔時，通過二極管VD整流，電阻R3限流，由表頭顯示出來；當打到直流電壓檔時不須二極管整流，僅須電阻R2限流，表頭即可顯示；打到直流電檔檔時既不須二極管整流，也不須電阻R2限流，表頭即可顯示；測電阻時將轉換開關SA撥到“”檔，這時外部沒有電流通入，因此必須使用內部電池作為電源，設外接的被測電阻為 Rx，表內的總電阻為R，形成的電流為I，由 Rx、電池E、可調電位器RP、固定電阻 R1和表頭部分組成閉合電路，形成的電流I使表頭的指針偏轉。紅表棒與電池的負極相連，通過電池的正極與電位器 RP及固定電阻R1相連，經(jīng)過表頭接到黑表棒與被測電阻 Rx形成回路產(chǎn)生電流使表頭顯示?；芈分械碾娏鳛椋篒E Rx+R從上式可知： I和被測電阻Rx不成線性關系，所以表盤上電阻標度尺的刻度是不均勻的。當電阻越小時，回路中的電流越大，指針的擺動越大，因此電阻檔的標度尺刻度是反向分度。 當萬用表紅黑兩表棒直接連接時，相當于外接電阻最小Rx=0，那么：IE Rx+RE R此時通過表頭的電流最大，表頭擺動最大，因此指針指向滿刻度處，向右偏轉最大，顯示阻值為0。請看電阻檔的零位是在左邊還是右邊，其余檔的零位與它一致嗎？反之，當萬用表紅黑兩表棒開路時Rx， R可以忽略不計，那么：IE Rx+RE Rx0此時通過表頭的電流最小，因此指針指向0刻度處，顯示阻值為。2-3 MF47型萬用表的工作原理MF47型萬用表的原理圖：2-4 MF47萬用表電阻檔工作原理MF47萬用表電阻檔工作原理（見圖2-4），電阻檔分為1、10、100、1k、10k、5個量程。例如將檔位開關旋鈕打到1時，外接被測電阻通過“COM”端與公共顯示部分相連；通過“”經(jīng)過0.5A熔斷器接到電池，再經(jīng)過電刷旋鈕與R18相連，WH1為電阻檔公用調零電位器，最后與公共顯示部分形成回路.圖2-4第三章MF47萬用電表制作及裝配3-1 萬用表套件材料一. 電阻R1=0.47R7=40.2KR13=1.8MR19=1.78KR25=20K(5%)R33=6.75MR2=4.99R8=150R14=2.26MR20=54.9KR26=750(5%)R34=6.75MR3=51R9=806KR15=4.53MR21=17.4KR27=6.5R4=560R10=4.02MR16=0.025(分流器)R22=140KR28=180R5=2.67KR11=84.5KR17=15R23=21KR29=4.12KR6=4.99KR12=360KR18=160R24=20K(5%)R30=54.9二元件器1. 電位器10K 5% WH161 1只 2. 二極管1N4001 3只、1N4007 1只3.保險絲座 2只 4.電解電容10F 16V 1只5.保險絲管520 250V/0.5 A 1只三.塑料件1.面板 1只 2.大旋鈕 1只 3.小旋鈕 1只4.表箱 1只 5.電池蓋板 1只 6.晶體管插座 1只7.提把 1只 8.電刷架 1只四.標準件1.螺釘M38 自攻 4只 2.螺釘M412 1只五.零配件1.輸入插座4 4只 2.壓簧 2只3.鋼珠4 2只 4.電刷片(3點) 1只5.電池夾正極 1只 6.電池夾負極 3只7.晶體管插片 6只 8.MF47線路板 1塊9.連接線 5根 10.成品表頭 1只11.測試棒(紅,黑) 1付 3-2 二極管極性的判斷判斷二極管極性時可用實習室提供的萬用表，將紅表棒插在“”，黑表棒插在“”，將二極管搭接在表棒兩端（見圖3-2），觀察萬用表指針的偏轉情況，如果指針偏向右邊，顯示阻值很小，表示二極管與黑表棒連接的為正極，與紅表棒連接的為負極，與實物相對照，黑色的一頭為正極，白色的一頭為負極，也就是說阻值很小時，與黑表棒搭接的時二極管的黑頭，反之，如果顯示阻值很大，那么與紅表棒搭接的時二極管的正極。圖3-23-3 色環(huán)的認識黃電阻有4條色環(huán)（見圖3-3-1），其中有一條色環(huán)與別的色環(huán)間相距較大，且色環(huán)較粗，讀數(shù)時應將其放在右邊。圖3-3-1每條色環(huán)表示的意義（見表3-3），色環(huán)表格左邊第一條色環(huán)表示第一位數(shù)字，第2個色環(huán)表示第2個數(shù)字，第3個色環(huán)表示乘數(shù)，第4個色環(huán)也就是離開較遠并且較粗的色環(huán)，表示誤差。由此可知，圖3-3-1中的色環(huán)為紅、紫、綠、棕，阻值為271052.7M，其誤差為0.5%。表3-3將所取電阻對照表格進行讀數(shù)，比如說，第一個色環(huán)為綠色，表示5，第2個色環(huán)為藍色表示6，第3個色環(huán)為黑色表示乘100，第4個色環(huán)為紅色,那么表示它的阻值是56100=56誤差為2%，對照材料配套清單電阻欄目R1956。藍色或綠色的電阻（見圖3-3-2），與黃電阻相似，首先找出表示誤差的，比較粗的，而且間距較遠的色環(huán)將它放在右邊。從左向右，前三條色環(huán)分別表示三個數(shù)字，第4條色環(huán)表示乘數(shù)，第5條表示誤差。比如：藍紫綠黃棕表示675104=6.75M，誤差為1%。圖3-3-2從上可知，金色和銀色只能是乘數(shù)和允許誤差，一定放在右邊；表示允許誤差的色環(huán)比別的色環(huán)稍寬，離別的色環(huán)稍遠；本次實習使用的電阻大多數(shù)允許誤差是1%的，用棕色色環(huán)表示，因此棕色一般都在最右邊。3-4 元件引腳的彎制成形左手用鑷子緊靠電阻的本體，夾緊元件的引腳（見圖3-4），使引腳的彎折處，距離元件的本體有兩毫米以上的間隙。左手夾緊鑷子，右手食指將引腳彎成直角。 圖3-4注意：不能用左手捏住元件本體，右手緊貼元件本體進行彎制，如果這樣，引腳的根部在彎制過程中容易受力而損壞，元件彎制后的形狀，引腳之間的距離，根據(jù)線路板孔距而定。有的元件安裝孔距離較大，應根據(jù)線路板上對應的孔距彎曲成形。 元器件做好后應按規(guī)格型號的標注方法進行讀數(shù)。將膠帶輕輕貼在紙上，把元器件插入，貼牢，寫上元器件規(guī)格型號值，然后將膠帶貼緊，備用。注意：不要把元器件引腳剪太短。3-5 焊接 一烙鐵頭上多余錫的處理:如果烙鐵頭上掛有很多的錫，不易焊接，可在烙鐵架中帶水的海棉上或者在烙鐵架的鋼絲上抹去多余的錫。不可在工作臺或者其他地方抹去。 二.在練習板上焊接:焊接練習板是一塊焊盤排列整齊的線路板，學生將一根七股多芯電線的線芯剝出，把一股從焊接練習板的小孔中插入，練習板放在焊接木架上，從右上角開始，排列整齊，進行焊接。練習時注意不斷總結，把握加熱時間、送錫多少，不可在一個點加熱時間過長，否則會使線路板的焊盤燙壞。注意應盡量排列整齊，以便前后對比，改進不足。 焊接時先將電烙鐵在線路板上加熱，大約兩秒鐘后，送焊錫絲，觀察焊錫量的多少，不能太多，造成堆焊；也不能太少，造成虛焊。當焊錫熔化，發(fā)出光澤時焊接溫度最佳，應立即將焊錫絲移開，再將電烙鐵移開。為了再加熱中使加熱面積最大，要將烙鐵頭的斜面靠在元件引腳上（見圖3-5-1），烙鐵頭的頂尖抵在線路板的焊盤上。焊點高度一般在2毫米左右，直徑應與焊盤相一致，引腳應高出焊點大約0.5 mm。圖3-5-1三.焊點的正確形狀:焊點的正確形狀（見圖3-5-2），焊點a一般焊接比較牢固；焊點b為理想狀態(tài)，一般不易焊出這樣的形狀；焊點c焊錫較多，當焊盤較小時，可能會出現(xiàn)這種情況，但是往往有虛焊的可能；焊點d，焊點d、e焊錫太少；焊點f提烙鐵時方向不合適，造成焊點形狀不規(guī)則；焊點g烙鐵溫度不夠，焊點呈碎渣狀，這種情況多數(shù)為虛焊；焊點h焊盤與焊點之間有縫隙為虛焊或接觸不良；焊點I引腳放置歪斜。一般形狀不正確的焊點，元件多數(shù)沒有焊接牢固，一般為虛焊點，應重焊。 圖3-5-2四.焊點的正確形狀俯視（見圖3-5-3），焊點a、b形狀圓整，有光澤，焊接正確；焊點c、d溫度不夠，或抬烙鐵時發(fā)生抖動，焊點呈碎渣狀；焊點e、f焊錫太多，將不該連接的地方焊成短路。焊接時一定要注意盡量把焊點焊得美觀牢固。 圖3-5-33-6 元器件的插放將彎制成型的元器件對照圖紙插放到線路板上。注意：一定不能插錯位置；二極管、電解電容要注意極性；讀數(shù)方向排列整齊，橫排的必須從左向右讀，豎排的從下向上讀，保證讀數(shù)一致（見圖3-6）。圖3-63-7 元器件參數(shù)的檢測每個元器件在焊接前都要用萬用表檢測其參數(shù)是否在規(guī)定的范圍內。二極管、電解電容要檢查它們的極性，電阻要測量阻值。測量阻值時應將萬用表的檔位開關旋鈕調整到電阻檔，預讀被測電阻的阻值，估計量程，將檔位開關旋鈕打到合適的量程，短接紅黑表棒，調整電位器旋鈕，將萬用表調零。注意電阻檔調零電位器在表的右側，不能調表頭中間的小旋鈕，該旋鈕用于表頭本身的調零。調零后，用萬用表測量每個插放好的電阻的阻值。測量不同阻值的電阻時要使用不同的檔位，每次換檔后都要調零。為了保證測量的精度，要使測出的阻值在滿刻的2/3左右，過大或過小都會影響讀數(shù)，應及時調整量程。要注意一定要先插放電阻，后測阻值，這樣不但檢查了電阻的阻值是否準確，而且同時還檢查了元件的插放是否正確，如果插放前測量電阻，只能檢查元件的阻值，而不能檢查插放是否正確。3-8 元器件的焊接在焊接練習板上練習合格，對照圖紙插放元器件，用萬用表校驗，檢查每個元器件插放是否正確、整齊，二極管、電解電容極性是否正確，電阻讀數(shù)的方向是否一致，全部合格后方可進行元器件的焊接。 焊接完后的元器件，要求排列整齊，高度一致。為了保證焊接的整齊美觀，焊接時應將線路板板架在焊接木架上焊接，兩邊架空的高度要一致，元件插好后，要調整位置，使它與桌面相接觸，保證每個元件焊接高度一致。焊接時，電阻不能離開線路板太遠，也不能緊貼線路板焊接，以免影響電阻的散熱。3-9線路板安裝程序按線路板上的標注將電阻及元器件焊裝到相應位置（注：將電位器，輸入插座及晶體管插座組件垂直焊接于線路板電路面），請使用含錫量60%，鍍鎳線路板專用焊錫絲進行焊接。第四章MF47萬用電表安裝調試在沒有專用調試設備的情況下，可用普通數(shù)字萬用表校準，方法如下：1. 將裝配好的萬用表仔細檢查，確保無裝錯、短路的情況下，將萬用表檔位旋至最小電流檔0.25V/A處，用數(shù)字萬用表測量其“+”、“-”插座兩端的電阻值，應在4.95.1之間。如不符合要求，應調整電路中的750電阻阻值，直到達到要求為止。此時基