機車車輛電工電子技術及應用課程設計樣本綜述

1、成績機車車輛電工電子技術及應用課程設計題目 _ 數字萬用表電路設計 _ 班級 _學號 _ 姓名 指導 _ _ 時間 機電與車輛工程學院機車車輛電工電子技術及應用課程設計任務書姓名 班級 指導老師設計課題： 數字萬用表電路設計設 計 任 務 與 要 求設計任務： 數字萬用表用以直流電壓、交流電壓、直流電流、交流電壓測量，也可用以檢查 半導體二極管的導電性能，并能測量晶體管的電流放大系數等。只要輸入被測量，通 過電阻、電流、電壓參數轉換電路即可測出被測量。設計要求： 1、電路由四個部分組成； 2、數字萬用表有直流電壓測量電路、交流電壓測量電路、直流電流測量電路和電 阻測量電路；3、用簡單的電路圖繪

2、圖軟件繪出整體電路圖，在電路圖中加上自己的班級名稱、 學號、姓名等信息；4、對整體電路原理進行完整功能描述； 5、列出標準的元件清單。設 計 步 驟1、查閱相關資料，開始撰寫設計說明書；2、先給出電路設計的總體方案并對工作原理進行大致相關的說明；3、依次對各部分分別給出單元電路，并進行相應的原理、參數分析計算、功能以 及與其他部分電路的關系等等說明；4、列出設計電路的標準的元件清單；5、總體電路的繪制及總體電路原理相關說明；6、列出設計中所涉及的所有參考文獻資料。參 考 文 獻1 秦曾煌 .電工學簡明教程（第二版） .高等教育出版， 2007.2 沙占友 .數字萬用表電路圖集 .人民教育出版社

3、， 2001.3 孫麗霞 .電子技術實踐及仿真 .高等教育出版社， 1999.目錄1總體方案與原理說明42 直流電壓測量電路 53交流電壓測量電路64直流電流測量電路75電阻測量電路86總體電路原理相關說明97總體電路原理圖108元件清單119參考文獻1210設計心得體會131總體方案與原理說明數字萬用表是由數字電壓表配上相應的功能轉換電路構成的， 它可對交、 直 流電壓交、直流電流、電阻、電容以及頻率等多種參數進行直接測量。數字電壓 表通常使用一塊集成電路芯片 ,它將 A/D 轉換器與能夠直接驅動顯示器的顯示邏 輯控制器集成在一起，在其周圍配上相關的電阻器、電容器和顯示器 ,組成數字 萬用表

4、表頭。它只測量直流電壓， 其它參數必須轉換成和其自身大小成一定比例 關系的直流電壓后才能被測量。 數字萬用表的整體性能主要由這一數字表頭的性 能決定。數字電壓表是數字萬用表的核心， A/D 轉換器是數字電壓表的核心，不 同的 A/D 轉換器構成不同原理的數字萬用表。功能轉換電路是數字萬用表實現 多參數測量的必備電路。 電壓、電流的測量電路一般由無源的分壓、 分流電阻網 絡組成；交、直流轉換電路與電阻、電容等電參數測量的轉換電路，一般采用有 源器件組成的網絡來實現。 功能選擇可通過機械式開關的切換來實現， 量程選擇 可通過轉換開關切換，也可以通過自動量程切換電路來實現。數字萬用表電路設計包括復位

5、電路、震蕩電路、 ADC 輸入、被測量顯示。 復位電路用來清零進行下一次的測量； 震蕩電路用來消除一些外來干擾， 使電路 工作更加穩(wěn)定； ADC 輸入則是將輸入量進行 AD 轉換；測量顯示就是顯示測量 的數值。數字萬用表的組成包括顯示器、電源開關、晶體管插孔、轉換開關、輸入插 座等?？捎靡灾绷麟妷?、交流電壓、直流電流、交流電壓測量，也可用以檢查半 導體二極管的導電性能，并能測量晶體管的電流放大系數等。只要輸入被測量， 通過電阻、電流、電壓參數轉換電路即可測出被測量。2直流電壓測量電路200mV Sa09 計科 1班 陳樹春 200910510132圖一 直流電壓測量電路圖上圖為測直流電壓電路圖

6、。由五個檔位構成，即 200mV、2V、20V、200V、 1000V。該電路的基本量程是 200mV，也就是說被測直流電壓一律衰減至 200mV 以下后，再送往量程為 200mV 的數字式表頭進行測量和顯示。電路中的 R14-R17 均為分壓電阻，均采用金屬膜電阻，其中，分壓電阻 R32（9M ）可用兩只 4.5M 的電阻串聯而成。電路中的 R2、C3 構成了模擬輸入 端的高頻阻容濾波器，其中 R2 又兼作 IN+端的限流電阻。被測電壓加在 “+、”“-”倆端。其中 R14.R15.R16.R17 是倍壓器電阻。量程愈 大，倍壓器電阻愈大。電壓表的內阻愈大， 從被測電路取用的電流愈小， 被測

7、電路受到的影響也愈 小。3、交流電壓測量電路ACVR139MR14900KR1590KR169K1/2TL06220VVD5R55 3KC164.7R52100KVD3IN4148*3C1447pC150.22200V1000VR566.8K去A/D轉換器R171KR54R53100K100KRP4200C1710COM09計科 1班 陳樹春 200910510132圖二 交流電壓測量電路圖如圖，該電路由四個檔位構成，即 2V 、20V 、200V、1000V，所測交流電 壓值均為有效值。電路中集成電路 IC3b（ 12TL062）、VD5、R52、R53、R54、C13、C16 等構 成交流

8、/直流轉換器，其中 C13、C16為隔直電容，以避免直流分量引起測量誤差； VD4是保護二極管、 VD 5是整流二極管， 該電流屬于平均值響應的半波線性整流 電路。 R52是運放的輸入電阻、 R53、R54是負反饋電阻，起穩(wěn)定工作點的作用。電路中 VD3 的作用是減小信號整流時的非線性失真。 R56、C17組成平滑濾 波器電路，可得到平均值電壓并送往數字式直流電壓表頭進行測量。電路中的電阻 R13-R17 為分壓電阻， R57、RP4 構成了交流電壓測量電路的校 準電路，其中 RP4是準電位器，調節(jié) RP4可使數字式表頭的顯示值等于被測交流 電壓的有效值。在基準數字電壓表頭前面加一級分壓電路（

9、分壓器） ，可以擴展直流電壓測 量的量程。圖為交流電壓測量圖，要測量交流電壓必須有二極管，如圖 D。二極管只允 許一個方向的電流通過，反向電流不能通過。被測交流電壓也是加在“+、”“-”倆端。4、直流電流測量電路FUmA0.2A/250VVD1IN40014*220ACOMR210.01S2a2mAR1890R199R200.9909計科 1班 陳樹春 200910510132圖三 直流電流測量電路圖該電路共設置四個檔位，即 2mA、20mA、200mA、 20A。其中 20A 檔另設 一個專用輸入插孔。電路中的 FU 為 0.2A/150V 的快速熔絲管，起過電流保護作用。 二極管 VD1、

10、 VD2是雙向限幅二極管，起電壓保護作用， 一般采用 1N4001或1N4148(1A/50V) 硅塑封整流二極管，保護過程是當輸入電壓低于硅二極管的正向導通電壓降是， 二極管截止，當輸入電壓大于 0.6 0.7V 時，二極管便導通，從而限制表的輸入 電壓，起到保護作用。電路中的 R37-R40 是分流電阻，構成分流器。其中， R18(90 )、R19(9 )采 用精密金屬膜電阻( 5%)，R20(0.99 )采用線繞電阻， R21(0.01 )是 20A 的分 流電阻，為避免損壞故需要采用錳銅絲電阻，以承受較大的電流。被測電流從 “+、”“-”倆端進出，改變轉換開關的位置可改變分流器的電阻，

11、 從而改變電流量程。如圖，根據歐姆定理， 用合適的取樣電阻把待測電流轉換為相應的電壓， 再 進行測量。由于 rR，取樣電阻 R 上的電壓降為Ui=IiR 即被測電流 Ii=Ui/R5、電阻測量電路09計科 1班 陳樹春 200910510132圖四 電阻測量電路圖測量電阻時要接入電池，被測電阻也要接在 “ +、”“-”倆端。被測電阻愈小， 電流愈大，因此指針的偏轉角愈大。測量前要先將 “+”、“-”倆端短接，看指針是 否偏轉最大而指在零，否則應轉動零歐姆調節(jié)電位器進行調整。由穩(wěn)壓管 ZD 提供測量基準電壓，流過標準電阻 R0 和被測電阻 R x 的電 流基本相等（數字表頭的輸入阻抗很高，其取用

12、的電流可忽略不計） 。6、總體電路原理相關說明數字萬用表電路設計包括復位電路、震蕩電路、 ADC 輸入、被測量顯示。 復位電路用來清零進行下一次的測量； 震蕩電路用來消除一些外來干擾， 使電路 工作更加穩(wěn)定； ADC 輸入則是將輸入量進行 AD 轉換；測量顯示就是顯示測量 的數值。數字萬用表是較精密的儀表， 更換元件一定要用參數相同的元件， 特別是更 換 A/D 轉換器，一定要采用生產廠家經嚴格篩選的集成塊，否則將出現誤差而 達不到所需準確度。新換的 A/D 轉換器，也需要按前面所述的方法進行檢查， 切不可因新而置信不疑。使用萬用表時應注意轉換開關的位置和量程，絕不能在帶線路上測量電阻， 用完

13、要將轉換開關轉到最高檔。測量電阻前要先將 “+”、“-”倆端短接，看指針是 否偏轉最大而指在零， 否則應轉動零歐姆調節(jié)電位器進行調整。 測量前， 若無法 估計被測電壓或電流的大小， 應先選擇最高量程擋測量， 然后根據顯示選擇恰當 的量程有一點我們特別要注意， 就是要注意電路的保護， 無論測試還是使用， 都應 當注意數字萬用表電路的保護。 一般測量的電壓電流超過量程范圍易造成電路的 損壞如在交流 20V 檔位測量市電，很易引起數字萬用表交流放大電路損壞， 使萬用表失去交流測量功能。 在測量直流電壓時， 所測電壓超出測量量程， 同樣 易造成表內電路故障。 在測量電流時如果實際電流值超過量程， 一般

14、僅引起萬用 表內的保險絲燒斷， 不會造成其它損壞。 所以在測量電壓參數時， 如果不知道所 測電壓的大致范圍， 應先把測量檔置于最高檔， 通過測量其值后再換檔測量， 以 得到比較精確的數值。 如果所要測量的電壓數值遠超出萬用表所能測量的最大量 程，應另配高阻測量表筆。如檢測黑白彩電的第二陽極高壓及聚焦高壓。7、總體電路原理圖108、元件清單器件名大小數量器件名大小數量R100.991R18220K1R891R19220K1R201001R12220K1R219001R13220K1R229K1R14220K1R23117K1R15220K1R24117K1R2470K1R25117K1R31M1

15、R26274K1R321.5-2K1R27274K1C1100pF1R51K1C2100nF1R63K1C3100nF1R730K1C4100nF1R1100K1C5100nF1R4100K1C6100nF1R30150K1D31N40071R35220K1Q190131119參考文獻1 秦曾煌 .電工學簡明教程（第二版） .高等教育出版社， 2007.2 沙占友 .數字萬用表電路圖集 .人民教育出版社， 2001.3 孫麗霞 .電子技術實踐及仿真 .高等教育出版社， 1999.4 翁飛兵 .電子技術實踐教程 .國防科技大學出版社， 2003.5 康華光 .數字電子技術基礎 .高等教育出版社，

16、 1999.2002.6 夏路易 .電路原理圖與電路板設計教程 .北京希望電子出版社，7 沙占友 .新型數字萬用表原理與應用 .機械工業(yè)出版社， 2006.8 裴季生 .數字萬用表的設計 .機械工業(yè)出版社， 2007.9 楊志忠 .電子技術課程設計 .機械工業(yè)出版社， 2004.1210.設計心得體會作為理工科的學生， 認知和理解電路圖的能力是我們必須掌握的， 經過此次 查閱相關資料， 設計數字萬用表電路圖， 對基本的電路設計方式、 方法有所了解。 掌握了基本的設計技巧和繪制電路圖的能力，學會了使用 Microsoft Visio 2003 中文專業(yè)版繪圖軟件。此次機車車輛電工電子技術及應用課程設計之所以選擇數字萬用表電路圖 設計，是因為高中對萬用表有所了解， 同時，本學期在電工與電子實習中跟著老 師制作過萬用表，相對來說，對數字萬用表的認知程度要深一些。通過這次的機車車輛電工電子技術及應用課程設計， 讓我對萬用表有了更進 一步的了解和認識。以前做過萬用表的組裝，那時只是對它有一點淺淺的認識， 并不知道其中所含的真正的電路設計圖。 我覺