万用表电路的设计与组装_大学毕业论文
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万用表的设计与组装一、实验任务分析研究万用表电路,设计并组装一个简单的万用表二、实验要求1、分析常用万用表电路,说明各档的功能和设计原理;2、设计组装并校验具有下列四档功能的万用表:(1)直流电流档:量程1.00mA;(2)以自制的1.00毫安电流表为基础的直流电压档:量程2.5V;(3)以自制的1.00毫安电流表为基础的交流电压档:量程10.00V;(4)以自制的1.00毫安电流表为基础的的电阻档(X100):电源使用一节1.5V电池;(5)给出将X100电阻档改造成X10电阻档的电路(不进行实际组装);三、实验方案1、万用表原理测直流电流原理。
如图1a所示,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。
测直流电压原理。
如图1b所示,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,就能改变电压的测量范围。
测交流电压原理。
如图1c所示,因为表头是直流表,所以测量交流时,需加装一个并、串式半波整流电路,将交流进行整流变成直流后再通过表头,这样就可以根据直流电的大小来测量交流电压。
扩展交流电压量程的方法与直流电压量程相似。
测电阻原理。
如图1d所示,在表头上并联和串联适当的电阻,同时串接一节电池,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、实验方法的比较与选择3、仪器的选择与配套(系统误差分析)1)误差公式的推导2)仪器的选择4、测量条件与最佳参数的确定1)测量条件2)最佳参数四、实验步骤1、测定实验装置给定的微安表头的量程Io和内阻Rg;2、自制1.00毫安电流表;3、以自制的1.00毫安电流表为基础制作直流电压表;4、以自制的1.00毫安电流表为基础制作交流电压表;5、以自制的1.00毫安电流表为基础制作电阻表;6、利用实验仪器给定的变压器、二极管、电容、电位器,自制一个简单的可调电压直流电源,用于校准直流电流表的直流电压表;五、实验注意事项1、每个档位实验分设计、制作、校验三个部分;2、设计组装交流电压表时要考虑到表头是直流的,要测量交流信号就要对信号进行整流(全桥和半桥),要确定实际整流方法避免不必要的浪费;3、交流电压表给出的是有效值,但经过整流的交流信号反映在直流电流表上是平均值,因此要建立平均值与有效值的关系,以将表头指针的指示转换为有效值;4、电阻档设计制作X100档位的,要注意电阻档须有调零电阻,因此在设计组装直流电流表时就要考虑到设计制作电阻档的需要,将调零电阻预先放置在电流表内部。
万用表电路的设计与组装——直流电表的刘畅14414003过控141指导教师:***摘 要:万用表是一种多功能、多量程的便携式电工仪表,一般的万用表可以测量直流电流、交直流电压和电阻。
本次试验通过设计熟练掌握万用表的组成结构、原理,明确组成万用表的各种电路的优缺点,能根据给定的技术参数,主要是表头灵敏度、内阻、波段开关结构、各档量程要求等,选择合适的电路设计万用表线路,并检验电路。
关键词: 万用表;设计组装;检验电路一、 实验目的1.了解直流电表(磁电式)的基本结构;2.了解直流电表的基本使用方法;3.学习扩大电表量程的基本方法;4.了解直流电表改装的基本原理。
二、仪器介绍FD-DME-A 型直流电表改装实验仪.该实验仪主要由直流电源、磁电式电流计(微安表)、电阻箱、数字电压表、数字电流表、多圈电位器等组成.其中,直流电源包括1.5V 和5V 两挡;微安表的测量范围为0-100μA ;数字电压表的测量范围为0-1.999V ;数字电流表有可切换的两个量程(注意量程不同电流表内阻不同),分别为0-1.999mA 和0-199.9μA ;多圈电位器的阻值0-33k Ω连续可调。
三、实验方法1.把量程为0-100μA 的表头改装成量程为0-1m A 的直流电流表1)测量微安表的内阻.按照图1连接电路,用半偏法测量微安表的内阻g R .其中,电源5E V =,1R 为33K Ω多圈电位器,243R K =Ω,0R 用电阻箱代替,将数字电流表拨至“A μ”档作为监测表.图1 半偏法测内阻实验电路 图2 校准直流电流表的实验电路 (2)将g R 代入式(1)计算分流电阻p R 。
(3)对改装的电流表进行校准。
按照图2连接电路,图中p R 用电阻箱代替,电源为1.5E V =,用33K Ω多圈电位器调节电流,并以数字电流表的0~1.999mA 量程作为标准表进行校准。
(4)校准电表零点。
用表头零点调节螺丝,将指针调到零。
目录引言 (2)实验方案: (2)一:直流电流档 (3)二:直流电压档 (3)三:交流电压档 (4)四:电阻档 (4)实验内容 (5)实验步骤 (5)一:制作可调电压的直流电源 (5)二:制作量程1.00mA直流电流表并校验 (6)三:制作量程2.50V的直流电压表并校验 (7)四:制作量程10.0V交流电压表并校验 (8)五:制作×100挡的欧姆表并校验 (10)万用表使用说明 (11)参考资料 (11)万用表的设计与组装引言实验任务:分析研究万用表电路,设计并组装一个万用表。
实验要求:1.分析常用万用表电路,说明个挡的够功能和设计原理;2.设计组装并校验具有下列四档功能的万用表。
(1)直流电流挡:量程1.00mA;(2)以自制的 1.00mA电流表为基础的直流电压档:量程2.50V。
(3)以自制的1.00mA电流表为基础的交流电压档:量程10.00V。
(4)以自制的1.00mA电流表为基础的电阻档(×100)电源使用1.5V电池。
3.给出将×100电阻档改造为×10电阻档的电路。
主要仪器:表头,导线若干,电阻箱若干,万用表。
实验方案:用给定的表头通过与相应的电阻进行串并联可以组装成有直流电压、电流档的万用表。
通过整流滤波电路可以组装成有交流电压档的万用表。
该表头的内阻为R g ,满偏电流为I g 。
一:直流电流档表头满偏电流较小,不能直接测量较大电流。
因此需要小电阻分流。
分流电路如图(a )。
设直流电流档的量程为I 。
并联电阻为R x 。
由欧姆定律的I g R g =I1R g +1R x………………………………………………………………...(1)(a)由公式(1)可以求得R x 的理论值是R x =I g R g I−I g二:直流电压档由于表头内阻较小,满偏电流也很小。
因此满篇电压也很小则需串联一个较大的电阻分压。
设直流电压档的量程为串联电阻为R y 由欧姆定律得U=I R y +U g ………………………………………………….(2) 其电路图如图(b )GR x(b)则由式(2)可求得分压电阻的理论值是R y =U−I g R gI三:交流电压档必须先把交流电压转为直流电压再测其电压。
万用表电子技术论文(2)万用表电子技术论文篇二电工常用万用表装配探讨【摘要】万用表是电工、电子必备的仪表之一,每个学电子专业的学生都应该熟练掌握其工作原理及使用方法。
本文以MF-47型万用表的装配为例,要求了解万用表的工作原理,掌握焊接技术和整机装配工艺,掌握万用表的使用与故障排除方法。
【关键词】万用表;原理图;焊接;装配;故障排除1.学会看电路原理图和装配图要对MF-47型万用表的工作原理有一定的了解,基本能看懂电路原理图,最基本要熟悉直流电压档、交流电压档、电流档、欧姆档的测量线路,电路中用了哪些元器件要做到心中有数,对照原理图结合装配图能熟练地在印制板上找到元器件相应的位置。
2.熟悉MF-47型万用表的各部分结构2.1 套件材料的清点打开包装袋时请小心,不要将塑料袋撕破,以免材料丢失。
清点材料时请将万用表后盖当容器,将所有的东西都放在里面。
注意要按材料清单一一对应,记清每个元件的名称与外形。
清点完后请将材料放回塑料袋。
弹簧和钢珠要小心放好,避免滚掉。
2.2 后盖组件及面板组件的安装在清点完材料后为了减少零散元器件数量,可以先将后盖组件及面板组件组装起来。
后盖组件包括:后盖、带星型定位扣的提把、电池盖板。
安装提把时要将提把柄轻轻向外拉,使星形定位扣完全露出外框,再把提把向下旋转90度,将提把柄轻轻向内推,直到星形定位扣卡入外框中。
电池盖板带三卡爪的一边先卡到后盖相应位置的棱边上,再稍用力压下即可。
面板组件包括:面板、铭牌、表头、档位开关、定位钢球及弹簧、卡圈。
组装前首先将面板擦干净,将金属铭牌背后的不干胶保护膜撕下,对准面板上相应位置先对齐一端再全部贴上去。
档位开关的安装:将面板平放,将涂有凡士林的弹簧分别放入面板上二小孔内,在弹簧上端放上钢球,再将转换开关的轴轻轻装入孔内并压紧档位开关,旋转档位开关看是否正常,无异常则翻转面板,要注意压紧档位开关的手不能松开,再用尖嘴钳将卡圈压入档位开关轴上的卡圈槽内,然后旋转档位开关看是否顺畅。
1、摘要随着科技的日新月异,电子产品发展也非常之快,在电子电路测试、家用电气设备的维修、电子仪器检修、电子元器件测量中,万用表是最普及、最常用的的测量仪表。
由于它操作简单、功能齐全、便于携带、一表多用等特点,深受电工、电子专业工作者及广大无线电爱好者的喜爱。
事实证明,万用表不仅能检测电工、电子元器件的性能优劣,查找电子、电气线路的故障,估测某些电气参数,有时还能代替专业测试仪器,获得比较准确的结果,基本上可以满足电工、电子专业人员和业余无线电爱好者的需要。
因此,推广万用表的应用技术,实现一表多用,既符合节约精神,又可以在一定程度上克服专用仪器的困难。
多功能数字万用表是在电子方面的学习、开发以及生产方面应用相当广发的一种仪器工具,整机电路设计以大规模的集成模拟和数字电路组合,采用STM32F103RBT6为核心,高精度的运算放大器,低功耗高效率的开端电源转换器,全电子调校技术赋予仪表高可靠性,高精度。
仪表可用于测量交直流电压、交直流电流、电阻、电感、电容,RS232C接口技术的应用使其和计算机构成可靠多种的双向通讯。
仪表采用独特的外观设计,采用OLED3.1液晶显示器,仪表采用220V交流供电使之成为性能更优越的高精度电工仪表。
目录1摘要 (2)2项目概述与功能需求 (5)3项目论证 (6)3.1 总体方案论证 (6)3.1.1 设计目标 (6)3.1.2 总体设计方案 (6)3.2 小模块方案设计 (9)3.3 项目设计 (12)4项目设计 (12)4.1 系统硬件设计 (12)4.1.1 测直流电流模块 (12)4.1.2 测直流电压模块 (14)4.3.3 侧交流电压模块................................................................................... 错误!未定义书签。
4.1.4测电阻模块............................................................................................ 错误!未定义书签。
题目MF-47D型万用表的设计、安装与调试摘要MF-47D型万用表式多功能、多用途、多重保护的系列产品。
针对各类用户的特点,对功能进行了优化组合,方便了用户使用,降低了用户的使用成本,提高了性价比。
从事电脑、电气设备、家用电器、电子电工的工厂、学校的科研、生产、维护和维修人员都可以选择MF47型产品。
本套散件是MF47改进型万用电表,在保留原有可供测量直流电流、交直流电压、直流电阻等功能的基础上将交流电压灵敏度提高到9K/V。
该表又新增直流电容测量、压降(稳压)参数(LV)测量、1.2V-3.6V电池电力测量、及电视机行管直流电压准确测量、防误测双重保护等新型功能。
使该表更适合于从事电脑、电器设备、电子仪器、家用电器、工厂、学校的科研、生产和应用.第一章万用表的概述一、万用表主要由直流电流、直流电压、交流电压、电阻四个基本档位组成电平、电容、电感、晶体管直流参数附加测量MF-47D型万用表包含了一些新的功能:通路蜂鸣、电池电力测试、标准电阻箱、全电路保护二、万用表的组成万用表由表头、测量电路、转换开关组成1 表头判定表头好坏根据三个量:内阻、灵敏度、直线性三个基本参数(1)内阻内阻测量方法:替代法如右图所示首先将开关K打到1调节可调电阻R使表头有一定读数再将开关K打到2调节可调电阻Rs使表头和原来有相同的读数再将Rs串联到另一个电路中测出它的阻值即内组大小(2)灵敏度定义:表头指针从标R零点偏转到满篇刻度时表头所通过的电流公式:万用表灵敏度=电表等效内阻/电压量程单位:欧姆/伏采用灵敏度表头的好处:测量电流:电流较小时,采用高灵敏度表头,读数比较清晰准确测量电压:电压较小,电流较小时,采用高灵敏度表头,读数比较清晰准确测量电阻:所需电流来自表内部的干电池,,用时间过长导致电流较小,采用高灵敏度表头,读数比较清晰准确灵敏度和等效电阻,满偏电流有关 等效电阻测定方法如下: 如右图(假设表头内阻已测) 调节可调电阻R 使表头满偏 测出满偏电流Ig把R 串到另一个电路中测出值 即为等效内阻的值 (3) 直线性直线性是指指针的偏转幅度与通过表头电流幅度相一致,偏离越少,直线性越好 (4) 表头机械特性的检测1) 水平方向转动表头 2) 上下振动使指针点头3) 使表斜立、倒立、竖立,看指针是否偏离原来位置2 测量电路3 转换开关第二章 设计方案的选择和确定一、直流电流档的设计与计算关键是采用分流器,并联小电阻分流对于一个内阻为R g ,量限为I g 的微安表头,如果与其并联一只适当的电阻R s ,那么由于R s 的分流作用,可以使总的输入电流大于I g .通常R s 是由几个电阻组合而成,而且总是被选取为一个较适当的固定不变的阻值,以确保表头内部转动部分始终处于近临界运动状态.直流电流档电路如图4.3-1所示.设I x 为被测电流,有对于给定的R sx 及R S ,I x 与I g 成正比,在电流计的满度偏转时go g I I =,此时对应的最大被测电流为I mx ,则式(4.3-1)变成图4.3-1())(13.4-=+Sxx s g g R I R R I ())(23.4-==+*V R I R R I Sx mx s g go由(4.3-2)式可知,当R s 取定值时,改装后的电流表的限量与该量限对应的分流电阻乘积为一常数,我们称这一常数V *为表头回路电压或测量电压降.V *对电流表的设计是非常重要的.如果要将电流表改装成多量程的电流表,则可以根据(4.3-2)式计算出各量程所对应的分流电阻值.二、直流和交流电压档的设计与计算串联大电阻分压上述的微安表在满度偏转时,表头的两端电压为g go R I V ⋅=0,可见一只微安表也可以做为一个量程为V 0的电压表.若按照图4.3-1所示的电路,表头与R s 并联时,其等效电阻为R ge =R g //R s .而测量端间的电压仍为V 0,若想扩大限量,必须再串联电阻R p ,其电路如图4.3-2所示.若扩大后电压表的量限为V mx ,则有式中R px +R ge 称为直流电压表的内阻.当R s 取定后,1/I ge 为一常数.由此可知,直流电压档的内阻与相应的量限之比为一常数.通常称常数1/I ge =S V 为直流电压表的“电压灵敏度”,(或称为表头的每伏欧姆数),其单位是Ω/V,它表示在一伏电压的作用下,使表头指针满度偏转时所需要的内阻值.所以,在确定了电压表的灵敏度之后,可根据所取的量限及(3)式求出相应的倍率电阻R px . 三、电阻档的设计和计算图4.3-2中电路左方为微安表头与R s 并联后构成一个等效表头,其内阻为 S g ge R R R //=,满量程时电压为g go R I V ⋅=0.此时,等效表头的满度电流应为I ge =I go (1+R g /R s ).其等效表头的等效电路如图4.3-3所示.欧姆计测量电阻的电路如图4.3-4所示,图中R x 为待测电阻.该电路在忽略电源内阻的情况下,有可见,电路中的电流I R x 与被测电阻R x 值是一一对应的,但图4.3-2()()0001V V I V V V R R mx gemx ge px -=-=)(33.41-+=mxgepx geV R R I 图4.3-3)43.4(-++=xD ge R R R R EI X 图4.3-4并非是线性的.若R x =0时,刚好使表头满度偏转,即ge Rx I I =,则(4.3-4)式改写为由(4.3-4)和(4.3-5)式可知,待测电阻R x 接入时,等效表头的指示电流I R x 与满度电流I ge 之比为由(4.3-6)式可以看出:(1)当R x =0时,有I Rx =I ge ,所以欧姆计的零点应在标尺工作部分的右端. (2)R x =R D +R ge 时,有ge Rx I I 21=,即当欧姆计的外电阻等于其内阻时,表头指示电流为满度电流的一半.因此,通常把内阻R T =R D +R ge 称为欧姆计的中心阻值,也叫中值电阻. (3)当R x =∞,即欧姆计开路时,有 I R x =0,此时指针无偏转.(4)比值 I R x /I ge 表示,当电路接有待测电阻R x 时,表针的偏转刻度对满度值的百分数,该比值仅与R x /R T 有关.当中值电阻确定后,有一个R x 值便有一个确定的电流比.从而可以确定电阻档表盘的刻度.但是由于I R x /I ge 与R x 之间的非线性关系,使得电阻档表盘的刻度是不均匀的,标尺刻度从右至左逐渐变密.测量时只有R x 接近中值电阻R T (指针指示在标尺的中央)时,测量误差最小(考虑这是为什么?).一般要求测量范围在0.1R T ~10R T 之间.所以,欧姆计一般都是多量限的,为了使各量限共用一个刻度盘,各档中心阻值均按10倍相差.如有⨯1,⨯10,⨯100,⨯1K 等量限.(5)电源E 一般采用标称值为1.5伏的干电池,但当E 的大小发生变化(如使用中逐渐变小)时,使欧姆计产生零点漂移,给测量带来一定的零点误差.为解决这一问题,在分流电阻R S 中配接一个调零电位器R J ,如图4.3-5所示.电位器的滑动触头将R J 分为两部分,一部分与表头串联,另一部分与表头并联.当E >1.5伏时,电路中总电流偏大,可将滑动触头左移,以增加表头支路电阻;当E <1.5伏时,电路中总电流偏小,可将滑动触头右移,减小表头支路电阻,以便使欧姆计调零.调零电位器的全电阻大小由 E 的变化范围决定.若电源电压由E 1降到E 2时,电路中总电流I R1降至I R2.而通过R J 的调整,可使在两种电压下保证表头达到满度偏转.由(4.3-2)式,得由于R J 的电阻分配时对中心阻值影响较小,可认为R T = R J ,所以得)53.4(-+=Dge ge R R E I )63.4(11-++=+++=geD xxge D ge D ge RxR R R R R R R R I I 图4.3-5)73.4()()(2121-=⋅=⋅=-=-*V R R ER I R R R E R R I S Ts R J S T J s R SJ S R E R R E 21=-=)(或若取电源电压的变化范围在1.60~1.20V,则由(8)式,得R J 的滑动触头移动时,会使等效内阻R ge 发生变化,若R J 串入表头支路部分的电阻为r ,有可以证明,当时,R ge 有极大值.所以,设计电路时让电源电压的常规值对应R ge 的极大值.即采用含有极值的电路,这样由于电阻档的调节使中心电阻R T 的变化在极值左右摆动,从而使由于R J 的电阻分配对中心阻值的影响进一步减小.由于0<r <2R J ,根据(4.3-9)和(4.3-11)式可得出不等式因为干电池的电动势大部时间处于标称电压 1.5伏的情况下,所以根据不等式0<r <R J 及所对应的电压1.2伏 <E<1.6伏,使E =1.5伏时等效内阻R ge 取得极大值,则近似有)123.4(2-gS g R R R 〈〈)133.4(75.0-=JR r )(83.4121--=R R R E E S S )(93.441-=S J R R )103.4())((-++-=gS g S ge R R r R r R R )113.4()(21--=g S R R r第五章性能测试与分析MF47型万用表的性能测试:将万用表装上干电池,接红黑表笔,将旋钮分别打到欧姆档,直流电流,直流电压,交流电压进行测试MF47型万用表的性能分析:MF47改进型万用电表,在保留原有可供测量直流电流、交直流电压、直流电阻等功能的基础上将交流电压灵敏度提高到9k/v。
摘要本次设计用单片机芯片AT89s52设计一个数字万用表,能够测量交、直流电压值、直流电流、直流电阻以及电容,四位数码显示。
此系统由分流电阻、分压电阻、基准电阻、电容测试芯片电路、51单片机最小系统、显示部分、报警部分、AD转换和控制部分组成。
为使系统更加稳定,使系统整体精度得以保障,本电路使用了AD0809数据转换芯片,单片机系统设计采用AT89S52单片机作为主控芯片,配以RC上电复位电路和11.0592MHZ震荡电路,显示芯片用TEC6122,驱动8位数码管显示。
程序每执行周期耗时缩到最短,这样保证了系统的实时性。
关键词:数字万用表;AT89S52单片机;AD转换与控制AbstractThis design is design a digital universal meter with chip AT89s52 of one-chip computer, can measure and hand in , direct current pressing value , direct current flow , the direct current is hindered, four numbers show. This system is shunted resistance, resistance of partial pressure, basic resistance, minimum system of 51 one-chip computers, shown that some , warning part , AD change and control making up partly. In order to make the system more steady, make the whole precision of the system be ensured, this circuit has used AD0809 data to change the chip, the one-chip computer system is designed to adopt AT89S52 one-chip computer as the top management chip, the electricity is restored to the throne the circuit and 11.0592MHZ and shaken the circuit to match on RC, show that the chip uses TEC6122, urge 8 numbers to be in charge of showing. The every execution cycle consuming time of procedure contracts to get shortest, in this way the real-time character of the security system.Keyword:Digital universal meter;AT89S52 one-chip computer AD changes and controls目录摘要 (1)Abstract (2)绪论 (1)第一章数字万用表设计背景 (3)1.1数字万用表的设计目的和意义 (3)1.2 数字万用表的设计依据 (3)1.3数字万用表设计重点解决的问题 (3)第二章数字万用表总体设计方案 (5)2.1数字万用表的基本原理 (5)2.2 数字万用表的硬件系统设计总体框架图 (11)2.3硬件电路设计方案及选用芯片介绍 (11)2.3.1 设计方案 (12)2.3.2 芯片选择及功能简介 (12)2.4数字万用表的硬件设计 (25)2.4.1分模块详述系统各部分的实现方法 (25)2.4.2 数字万用表控制硬件整体结构图 (31)2.4.3 电路的工作过程描述 (32)第三章系统软件与流程图 (33)3.1 电路功能模块 (33)3.2系统总流程图 (34)3.3物理量采集处理流程 (35)3.4电压测量过程流程图 (35)3.5电流的测量过程流程图 (36)3.6电阻的测量过程流程图 (37)3.7电容测量过程流程图 (38)结论 (40)致谢 (41)参考文献 (42)第一章绪论数字万用表亦称数字多用表,简称DMM(Digtial Multimeter)。
毕业设计题目万用表的设计与制作系别专业班级姓名学号指导教师日期设计任务书设计题目:万用表的设计与制作设计要求:1、掌握万用表的工作原理、结构特点;2、明确设计思路,懂得各测量电路的原理图及它们之间的关系;3、画出原理框图、正确叙述工作原理;4、举例详细说明万用表的使用方法及注意事项。
设计进度要求:第一周:确定题目,查阅资料。
第二周:写设计大纲。
第三周:写设计草稿。
第四周:输电子稿。
第五周:交电子稿。
第六周:老师检查论文,并作出相应的指导。
第七周:修改并打印论文。
第八周:论文答辩。
指导教师(签名):摘要当代电子科学技术的迅猛发展,创造出了一个神奇的世界。
多少人闯进了电子宫殿,在那里自由地摘取一颗颗耀眼的明珠。
多少人刚刚迈入电子宫殿的大门,正在深深求精。
在这条走向成功的道路上,众多的电子爱好者无一不喜爱过手中必备的工具——万用表。
虽然万用表在向数字化、智能化方向发展,但是由于指针式万用表具有结构简单,用途广,使用方便,可靠性高,价格便宜等优点,仍是检测电器元件最常用的检测工具。
万用表是一种多功能、多量程的便携式电工仪表。
这次设计的万用表是磁电系整流式便携式多量限万用电表。
可供测量直流电流,交直流电压,直流电阻等,具有量程多,分档细,灵敏度高,体形轻巧,性能稳定,读数清晰,使用方便,适合于电子仪器,无线电电讯,电工,工厂实验室等广泛使用的万用电表。
关键词:表头指针准确度分辨力整流式目录摘要 ........................................................................................................................... I I 1 万用表的应用 (1)1.1 万用表的种类 (1)1.2 万用表的组成 (1)1.3 万用表的结构特征 (2)1.4 万用表的应用 (2)2 万用表的设计 (3)2.1 万用表的基本工作原理 (3)2.2 各测量档的原理及设计过程 (8)2.3 万用表总电路的设计 (13)2.4 电路参数 (15)3 万用表的使用方法及注意事项 (17)3.1 直流电流测量 (17)3.2 交直流电压测量 (17)3.3 直流电阻测量 (17)3.4 音频电平测量 (17)3.5 电容测量 (18)3.6 电感测量 (18)3.7 晶体管直流参数的测量 (18)3.8 万用表的使用注意事项 (19)4 万用表的安装与调试 (20)4.1 PCB版的制作 (20)4.2 元器件的认识 (21)4.3 色环的认识 (24)4.4 元器件的焊接 (25)4.5 机械部分的安装与调整 (27)4.6 技术规范标准 (29)5 故障的排除 (30)6 结论 (31)致谢 ........................................................................................................................... 错误!未定义书签。
XX信息工程学院实训项目(论文) 题目数字万用表的分析与制作学生姓名专业班级机械茅以升二班所在院系信息工程学院指导教师完成日期2011年6 月10 日1.万用表实训的目的和要求1.1万用表实训的目的现代生活离不开电,我们电类和非电类专业的许多学生都有必要掌握一定的用电知识及电工操作技能。
万用表是电子、电工必备的仪表之一,每个学电子专业的学生都应该熟练掌握其工作原理及使用方法。
1.2万用表实训的要求1.2.1 能看懂数字万用表的原理框图、电原理图及装配图。
1.2.2 熟悉掌握电阻、电容。
二极管。
三极管等元器件的识别和测量方法数字万用表的焊接、调试、装配工艺流程。
1.2.3分析、排除调试过程中所遇到的问题。
1.2.4理解电路的工作原理;2.万用表的工作原理2.1数字万用表原理及框图2.1.1功能、量程选择功能、量程选择由手动转换开关实现。
2.1.2参数转换电路通常被测量参数除了直流电压无需转换,其他被测量都须经过转换电路转换成相应的直流电压,然后送人ICL7106,最后得到显示结果。
数字万用表的各类转换电路一般由一些分压或分流电阻网络构成,而交直流转换电路由有元器件(二极管)等实现,数字表的功能和量程选择由转换开关实现。
2.1.3 ICL7106集成电路ICL7106是把双积分式A/D转换,七段译码,LCD显示驱动,基准源和时钟等电路都集成在同一块芯片上的集成电路,它有40个引脚,采用双列直插式封装. 在袖珍式数字万用表DT9205A中用电路板一体化封装的芯片,体积小,成本低廉。
2.2直流电压档的计算机仿真及曲线2.2.1 PSPICE仿真的方法一个测量周期工作过程可分为两个阶段来描述。
A/D转换器的是把一个数量上连续变换的模拟量转换为一个数量上离散变换的数字量。
数字万用表,采用双积分式的A/D转换器,它把输入模拟电压Ui与参考电压UREF作比较,通过两次积分过程转换为两个时间间隔比较。
将模拟电压转换为与其成正比的时间间隔,然后用时钟脉冲计数器测量这一时间间隔,所得的计数值为A /D 转换结果。
万用表的组装实验报告万用表组装_设计性实验报告导读:就爱阅读网友为您分享以下“万用表组装_设计性实验报告”的资讯,希望对您有所帮助,感谢您对 的支持!北京交通大学大学物理实验设计性实验实验题目学院班级学号姓名首次实验时间年月日指导教师签字目录一.实验任务................................................................................................. . (4)1.分析研究万用表电路,设计并组装一个简单的万用表。
(4)二.实验要求................................................................................................. . (4)1.分析常用万用表电路,说明各挡的功能和设计原理................................................ 4 2.设计组装并校验具有下列四挡功能的万用表 (4)3.给出将X100电阻挡改造为X10电阻挡的电路 (4)三.实验主要器材................................................................................................. ............................. 4 四.实验方案................................................................................................. . (5)1.测定给定的微安表头的量程I0和Rg。
..................................................................... 5 2.按照如图所示电路进行分流,制作出1mA直流电流表。
万用表电路的设计与组装机械工程学院一、引言通过设计熟练掌握万用表的组成结构、原理,明确组成万用表的各种电路的优缺点,能根据给定的技术参数,主要是表头灵敏度、内阻、波段开关结构、各档量程要求等,选择合适的电路设计万用表线路。
提高学生结合实际综合考虑间题的能力,要求能看懂各种万用表电路图,做到触类旁通,进一步提高学生识图、绘图和计算电路的能力。
二、试验目的1.了解简单的万用表的简单电路.2.计算出所有电阻元件的阻值,并进行组装.3. 对成功组装的万用表的准确度,电压灵敏度等性能指标进行测试.三、MF30型指针万用表的简易实验电路图1是简易万用表的实验电路。
是微安表头。
电流,电阻,电压等被测信号经过输入电路和变换电路后,变成微安级电流,再流经表头,使指针偏转,从而指示出被测量值。
该万用表有四种功能、八个档级。
档级的转换靠单级多位开关中单级触点位置的改变来实现。
B(-)点,接表头负极,是所有测量档的公共接点,通常接黑色表笔。
A(+)通常接红色表笔,改变多位开关中单极的位置,可以选择所需的测量功能档。
四、万用表的几个重要参数1.准确度万用表示值与被测量真值的一致程度称为万用表的准确度。
它反映了测量结果的基本误差的大小。
同一块万用表,不同功能档的准确度也不尽相同。
2.表头灵敏度万用表所用表头的满量程值g I 称为表头灵敏度。
g I 一般为2.9—A μ200。
值越小,灵敏度越高,万用表的性能也越好。
3. 表头内阻表头内线圈及上下两层盘丝的直流电阻之和称为表头内阻。
万用表表头内阻多在几百到几千欧之间。
一般来说,灵敏度越高,内阻越大。
但灵敏度相同的表头,内阻也不尽相同。
这是因为,在制造相同表头时,所选用的线圈和盘丝的阻值很难做到完全一致。
4. 直流电压灵敏度直流电压档的内阻V R 与该档满量程电压m U 的比值称为直流电压灵敏度,用V S 表示。
可写成mVV U R S =(1) 电压灵敏度单位是V Ω或V k Ω,简称每伏欧姆数。
电压灵敏度越高,万用表的性能也越好。
5. 直流电流档的内阻电流表内阻的大小决定于表头内阻及分流电阻的大小。
对同一块万用表而言,不同档级的电流表,其分流电阻不同,所以内阻也不相同。
电流表的内阻越小,质量越好。
测电流时,将电流表串联在被测电路中,对被测电路会造成两方面的影响:一是它的阻流作用会改变原电路的工作状态;二是增加了被测电路的功耗。
为了减少这两方面的影响,内阻越小越好。
6. 欧姆档的中值电阻欧姆档的内阻称为该档的中值电阻。
已知中值电阻K R 的大小可以确定该档的测量范围。
若中值电阻为K R ,则该档的测量范围是41K R —4K R 之间。
7. 交流电压灵敏度交流电压档内阻与该档量程之比称为交流电压灵敏度mVVU R S ~~= (2) 单位是V k Ω。
对同一块万用表来说交流电压各档的电压灵敏度的量值是相同的。
只要已知V S ~,则任何测量档的内阻都可以求出。
(1)式中的m U 是直流电压值,(2)式中的m U ~是交流电压的有效值。
可以证明二者比例关系为:44.01~=m m U U 代入(2),得mVVU R S ⨯=44.0~ 再与式(1)比较得V k S S V V/4.444.0~Ω=⨯= (3) 五、 实验原理1. 将一个表头改装成为一只电流表,其实就是将表头与一个阻值较小的定值电阻R并联(如下图)以达到分流的目的,设改装后的电流表的量程为m I ,则几个参量满足以下关系式:⎪⎩⎪⎨⎧+==R g mRg g I I I I R I R 0 由这个关系式可以得出:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=+=g m mg g m mI I R I R I R R I 00)1( 由此可根据需要求出m I 或0R ,在后续的计算中可以发现,基本原理都是这个关系式。
只是其中的参量是用其它参量表示的。
2. 将一个表头改装成为一只电压表,其实就是将表头与一个阻值较大的定值电阻R串联(如下图)以达到分压的目的,设改装后的电流表的量程为m U ,则几个参量满足以下关系式:m g g m U I R I R =+0由此式可以得出:⎪⎩⎪⎨⎧-=+=m g mg m m R I U R I R R U 00)( 同理,根据此式可以依据需要求出m U 或0R 。
3. 较之电流、电压档,电阻档的设计比较特殊,其原理图如下,其中的几个参量满足下面的关系:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+==x k x kg R R E I R E I 可见,当x R 增大时,指针偏转减小,当∞→x R 时,指针不偏转,即电阻档的刻度是反向的,并且是非线性关系,当被测电阻x R 很大时,刻度会变得很“密”,使得相对误差变得很大,当被测电阻x R 特别大时,测量数据甚至没有意义。
因此,为了增加测量范围,欧姆表通常分为许多档级,每两相邻档级的中值电阻k R 是10倍的关系。
如果中值电阻的大小已知,则测量范围即已确定,如中值电阻为k R ,则测量范围是k k R R 441-。
这就要求我们测量电阻时要选择正确的档位,以减小误差。
六、 电阻的计算1. 电流档的设计(计算1R 和2R )将直流电流5mA 和50mA 档的电路从图1中分离出来,如图4。
1R 是50mA 档的分流电阻,21R R +是5mA 档的分流电阻。
所有分流电阻与表头串联成一闭合回路。
50mA 挡的电路中,总电流m I 在1R 和2R 的连接处分成两路,一路经2R →3R →T R →表头回到B 点,电流为g I ,另一路经1R 回到B 点,电流为(g m I I -),因为这两个并联电路的电压降相等,所以有132)()(R I I R R R R I g m m T g -=+++又132R R R R R S T -=++代入上式得11)()(R I I R R R I g m m S g -=+-经整理得)(1S m g m R R I R I += (4)(4)式说明,在闭路式分流电流表中,其电流量程与该量程分流电阻的乘积是一常数,其值等于表头灵敏度与闭合回路总电阻之积。
根据这一结论,5mA 量程的分流电阻21R R +也可以求出。
Ω=7.61R Ω=602R2. 直流电压档的设计(计算4R 和5R )直流电压6V 档和60V 档电路从图1中分离出来,如图5。
DB 间电压量程为60V , B A '间电压量程为6V ,而CB 间可以看成更小量程的电压档,其量程为0.15V 。
它的电压灵敏度V K S V /10Ω=。
据此,可分别求出这两档的内阻。
内阻求出之后,可求出4R 和5R 分别为:4R =ΩK 58 5R =ΩK 5403. 电阻档的设计(计算T R 、6R 、7R 和3R )将电阻档“×1K ”和“×10” 两档的电路从图1中分离出来,如图6,其中(a )与(b )都是“×1K ” 档,不同的是调零电阻T R 的工作状态不同。
(c )是“×10”档的电路。
T R 的作用是测量前将欧姆表调至零点。
即在测量前,将“+” “-”表笔短接,使表头满偏,以满足K g R E I =。
E 是电池电压,在欧姆表的使用过程中,E 会不断下降,中值电阻K R 需适时调整,才能使表头随时能够调零。
E 的变化值在1.2 — 1.65V 之间,T R 的大小也应适应E 的这种变化。
显然,当E V 2.1=时,T R 的触点应移至最右端。
如图6(a )。
当V E 65.1=时,应移至最左端,如图6(b )。
在(a )与(b )两种状态下,K R 会有所变化,给测量带来误差,但只要6R 足够大,T R 的影响就可以忽略,中值电阻K R 也可以认为是不变的。
下面求6R ,要想求6R 首先要求K R 。
由(6)式,K R 决定于电池电压和表头灵敏度。
在图6(a )中,V E 2.1=,等效表头灵敏度由(3)式给出:A I I g m μ1002==,代入(6)式得Ω=⨯=⨯=-K R K 121012101002.136而中值电阻K R 即是该档的总内阻,所以E K r R R R ++=//6式中Ω=K R 5.1//,Ω=1E r (电池内阻可忽略),6R =Ωk 10下面计算RT 。
图6(b )中,V E 65.1=,“+”与“-”表笔短接时,回路总电流 KR VI 65.1=于是有 ))(/65.1()(T S g K m T g R R I R R R I --=+ 式中g I ,S m R R ,,K R ,均已知,故T R =Ωk 8909.3下面计算3R 。
根据T S R R R R R +++=321,可求出3R =Ωk 842.2下面计算“×10”档中值电阻KR '及7R Ω=⨯='120100010K KR R 由图6(c ),“×10”档的内阻为E K r R R R R R R R ++++=7//67//6')(由上式可解出7R =Ω2.1214. 交流电压档的设计(计算8R 和9R )交流电压档的分压电阻8R 和9R 的计算方法,与直流电压档的分压电阻4R 和5R 的计算方法相仿,根据(3)式给出的VS ~,分别求出10V ~和60V ~档的内阻即可求出分压电阻8R 和9R 。
8R =Ωk 7.50 9R =Ωk 2.211七、 组装表的测试1. 电流档的测试:电流档的测试电路是通过将其与一只标准电流表串联起来,测量同一支路中的电流,比较二者的示值来实现的。
其测试电路如右图。
其中的变阻器阻值要足够大,标准表的内阻要与组装表的内阻相当,以提高准确度。
2. 电压档的测试:电压档的测试电路是通过将其与一只标准电压表并联起来,测量同一支路两端的电压,比较二者的示值来实现的。
其测试电路如右图。
其中的变阻器阻值要尽量大,标准表的内阻要与组装表的内阻相当,以提高准确度。
八、试验方法1.设计计算电阻的阻值。
2.组装万用表,并检查各档的最大误差。
九、实验结果的分析与讨论表1各阻值的计算值表2电流档的测试数据6mA图60mA图表3 直流电压档的测试数据60V图6V图十、造成误差的几个主要原因:1.组装万用表所用的电阻都是根据给出的标准算出的,但是实际用的电阻与理论计算出的电阻并不完全一致,这必然将导致实际的量程与理论值不符,也必将导致测量结果与标准表的测量结果有出入。
2.组装万用表时,电路各连接点的电阻不容忽视,这也给实验造成了一定的影响。
3.测试万用表性能时,所用的电表与组装表的规格相差过大,导致测试数据的可信度降低。
4.表头的本身存在的误差。
5.其它导致误差的因素,如读数误差等等。
十一、体会及感想对于本实验,是我一次很好的学习机会,既能加深理解,学会运用所学理论知识;又能提高我的考虑实际问题、解决实际间题的综合分析能力与独立动手能力。