简易万用表的设计与制作
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1 前言随着电子技术的飞速发展和计算机技术的普遍应用,电子电路CAD技术在电子电路的分析设计中显得越来越重要。
电子电路CAD技术有非常明显的特点,它可以根据电路的结构和元器件参数对电路进行仿真,获得电路的技术指标,从而可以快速、方便、精确地评价电路设计的正确性,节省大量的时间和费用。
同时,还可以对那些用传统方法进行或无法进行分析的温度特性、容差、灵敏度、最坏情况等进行分析,从而大大提高了电路设计质量。
CAD技术已经成为现代电子电路分析设计的一种有效的方法和手段。
因此,在教材中引入CAD技术的有关内容是十分必要的。
Pspice是一个模拟的“实验台”。
在它上面,你可以做各种电路实验和测试,以便修改与优化设计。
它为我们分析与设计电路提供了强大的计算机仿真工具,利用它对电路、信号与系统进行辅助分析和设计,对电子工程、信息工程和自动控制等领域工作的人员具有很高的实用价值。
万用表是电专业学生制作调试电路的有力工具。
通过万用表的制作,计算机仿真使学生更直观,深刻的理解学过的电路基本理论,将理论与实际结合,掌握用Pspice软件设计电路;指导调试电路的方法。
同时万用表的计算机辅助设计,仿真与制作的方法,可用作指导电专业学生课外科技实践活动。
为今后的各种实践教学和实习打下良好的基础。
在教材和教学中引入电子电路Pspice程序辅助分析与设计的有关内容,有助于学生对放大电路原理的理解和掌握;有助于加强时域的概念;有助于提高分析设计能力;有助于将定性问题转化为定量处理,从而有效提高教学质量。
通过教学中对该部分内容的学习和运用,不仅可以提高电子技术教学质量,同时,也将CAD技术作为一种电子电路分析设计的手段和方法介绍给学生,开拓了他们的思路,适应了现代电子技术发展的需要。
2 PSPICE仿真软件及应用Pspice是由Spice发展而来的用于微机系列的通用电路分析软件。
Spice(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)是由美国加州大学伯克利分校开发的电路仿真程序。
简易数字万用表设计目录1、设计任务 (1)1.1设计目的 (1)1.2设计指标及要求 (1)2、设计思路与总体框图 (1)3、系统硬件电路的设计 (2)3.1多用表主电路 (2)3.2 电阻测量输入电路 (2)3.3电压测量输入电路 (3)3.4电流输入测量电路 (3)4、系统的软件设计 (4)5、系统的设计仿真 (5)5.1仿真原理图 (5)5.2实物图 (6)5.3主要元器件功能介绍 (6)6、总结与体会 (20)6.1总结 (13)6.2体会 (13)7、参考文献 (14)1、设计任务1.1设计目的采用8位8路A/D 转换器ADC0809和AT89S52单片机,设计一台数字多用表,能进行电压、电流和电阻的测量,测量结果通过LED 数码管显示,通过按键进行测量功能转换。
1.2设计指标及要求电压测量范围0~5V ,测量误差约为±0.02V ,电流测量范围1~100mA ,测量误差约为±0.5mA ,电阻测量范围0~1000Ω,测量误差约为±2Ω。
2、设计思路与总体框图2.1设计思路首先利用P0 口数据地址复用,将地址通过P0口输入到单片机中。
再利用模数转换将模拟信号转换成数字信号,再次利用P0口将其输入到单片机。
最后,充分利用单片机强大的运算转化功能将其转成适当的二进制信号控制数显以确保正确的显示被测量的读数。
2.2总体框图3、系统硬件电路的设计3.1 数字多用表的主电路数字多表仪表主电路如图1所示。
89S52单片机通过线选方式扩展了A/D 转换器ADC0809和4位LED数码管,单片机的P2.7引脚作为ADC0809的片选信号,因此A/D转换器的端口地址为7FFFH.片选信号和WR信号一起经或非门产生ADC0809的启动信号START和地址锁存信号ALE。
片选信号和RD信号一起经或非门产生输出允许信号OE,OE=1时选通三态门使输出锁存器中的INT 转换结果送入数据总路线。
目录前言 (1)1.DT9205A电路板的焊接 (2)1.1理论指导 (2)1.2拆卸原废弃的电路板 (2)1.3电路元件的识别 (3)1.4 DT9205A 电子元器件焊接 (5)1.4.1焊接过程 (5)1.4.2焊锡规范 (6)1.4.3焊接问题 (8)1.4.4焊烙铁清锡 (9)1.4.5松香、湿海绵的作用 (9)2.DT9205A万用表零件的安装 (9)2.1 DT9205A转盘安装 (9)2.2敏感程度的组装 (11)2.3显示屏的安装( LCD的安装) (11)2.4 DT9205A后盖、护套和支架安装 (12)3.DT9205A万用表的调试 (13)3.1转盘的调试 (13)3.1.1 转盘档位偏差 (13)3.1.2 转盘转动示数无变化 (13)3.2电压的精确误差的调试 (14)3.3电流的精确误差调制 (15).常见问题 (15)致谢 (17)参考文献 (18)前言万用表是制作电子电路时必备的测量仪表。
它可测量电阻的阻值大小, 电压、电流的大小, 判别电路的通断及元件的好坏等等。
数字万用表亦称数字多用表(DMM),是广大电子技术人员和电子爱好者从事电子测量及维修工作的必备仪表。
最普通的数字万用表一般具有交直流电压测量、交流直流电流测量、电阻测量、通断声响检测、二极管正向导通电压测量、三极管放大倍数及性能测量等功能,有些数字万用表则增加了电容测量、频率测量、温度测量、数据记忆及语音报数等功能,给实际检测工作带来很大的方便。
数字万用表有台式数字万用表和便携式数字万用表。
便携式(亦称手持式)数字万用表因其测量准确度高、功能全、显示直观、输入阻抗高、过载能力强、价格低、耗电省、便于携带等显著优点,在各个领域被广泛采用。
万用表是电气工程中常用的多功能、多量程的电工仪表。
一般万用表可以用来测量直流电流、电压、交流电流、电压以及电阻, 有的还可以测量音频功率及电平、电容和电感等。
由于便于携带, 使用方便, 受到电气工作者的喜爱。
目录第1章概述 (1)1.1 万用表的种类 (1)1.1.1 模拟万用表 (1)1.1.2 数字万用表 (2)1.2 数字万用表的应用与优势 (3)第2章数字万用表的测量理论 (5)2.1 模数转换与数字显示电路 (5)2.2 直流电压测量电路 (6)2.3 直流电流测量电路 (6)2.4 交流电压、电流测量电路 (7)2.5 电阻测量电路 (8)第3章 STC89C52型数字万用表的系统硬件设计 (10)3.1 STC89C52型数字万用表系统的论证及选择的特点 (10)3.1.1 主控芯片 (10)3.1.2 显示芯片 (10)3.1.3 原理框图 (10)3.2 STC89C52型数字万用表的单元电路设计 (11)3.2.1主控模块 (11)3.2.2显示模块 (13)第4章 STC89C52型数字万用表的安装与调试 (14)4.1 印制电路板元器件的安装与焊接 (14)4.2 液晶显示器件的安装 (15)4.3 开关及印制板的安装 (15)4.4 STC89C52型数字万用表的调试 (15)4.5 STC89C52型数字万用表的测试 (16)第5章总结 (18)致谢 (19)参考文献 (20)附录 STC89C52型数字万用表的电路原理图 (21)第1章概述1.1 万用表的种类万用表分为指针式、数字式两种。
随着技术的发展,人们研制出微机控制的虚拟式万用表,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。
1.1.1 模拟万用表交流电量的电路中,使用了整流器件,将交流电变换成为直流电,从而万用表的种类很多,按其读数方式可分为模拟式万用表和数字式万用表两类。
模拟式万用表是通过指针在表盘上摆动的大小来指示被测量的数值,因此,也称其为机械指针式万用表。
由于它价格便宜、使用方便、量程多、功能全等优点深受使用者的欢迎。
东北石油大学课程设计2012年6 月25日东北石油大学课程设计任务书课程电子技术课程设计题目简易万用表的设计专业测控技术与仪器姓名曾润学号100601240305主要内容:本课题主要设计由集成运放组成的简易数字万用表,实现多级量程的直流电压测量、交流电压测量、直流电流测量、电阻测量以及电容测量电路。
主要内容包括系统的设计原则、总体方案、单元电路的设计、参数计算、元器件的选择及系统概述等。
基本要求:(1)设计由集成运放组成万用电表。
(2)至少能测量电阻、电流和电压。
主要参考资料:[1]刘国钧,陈绍业,王凤翥.图书馆目录[M].北京:高等教育出版社,1957.15-18.[2] 刘润华,刘立山.模拟电子技术[J].自动化,2003.203-207[3] 郁汉琪,数字电子技术实验及课题设计.,北京:高等教育出版社,1995.150-153.[4] 康华光.电子技术基础:模拟部分. 北京:高等教育出版社,1988.104-107.[5] 常健生,检测与转换技术,机械工业出版社,2000年2月.56-579.[6] 阎石,数字电子技术基础,高等教育出版社,1998年12月.49-56.[7]万嘉若,林康运,电子线路基础,高等教育出版社,1986年3月.79-83.完成期限2012.6.25—2012.7.4指导教师路敬祎(副教授)曹广华(教授)2012年6 月25 日目录一、设计要求 (1)二、方案设计 (1)1、方案说明 (1)2、方案论证 (2)三、单元电路设计、参数计算和器件选择 (3)1、单元电路设计 (3)2、参数计算 (5)3、器件选择 (8)四、系统硬件电路设计 (8)五、电路焊接练习 (9)1、两管闪光灯电路 (9)2、占空比和频率可调的脉冲发生器 (10)3、收音机 (11)六、总结 (13)参考文献 (14)简易万用表的设计一、设计要求(1)设计由集成运放组成万用电表。
(2)实现多级量程的直流电压测量,其量程范围是200mv、2v ,20v,200v和500v。
本科毕业论文(设计)题目:简易万用表的设计组装及使用学院:物理与电子科学学院班级: 2010级物理学二班姓名:李武善指导教师:孙祝职称:副教授完成日期: 2014 年 5 月 15 日简易万用表设计组装及使用摘要:随着人们生活水平逐渐的升高,越来越多的家用电器走进了我们的日常生活,常用的各种仪器仪表成为生活中必要的工具。
本文主要研究了常用工具万用表的原理,并根据日常生活中常用到的几种功能设计了简易的万用表,这样既经济又方便。
关键词:高灵敏度磁电系直流微安表、电流表、电压表、欧姆表目录引言 (1)1. 万用电表的基本结构 (1)1.1表头内阻测量 (1)1.2把表头改装为大量程电流表 (2)1.3把表头改装为电压表 (3)1.4将表头改装为可以直接测电阻的欧姆表 (3)2.简易万用表设计和分析 (5)2.1直流电流挡: (6)2.2直流电压挡 (6)2.3欧姆挡的分析 (7)3.简易万用表的使用: (8)3.1万用表使用时注意的事项 (9)3.2 检查二极管、三极管及稳压管的质量 (9)3.3测电容(喇叭好坏和扬声器正负极) (9)3.4检查电路故障 (10)3.4.1电压检查法 (10)3.4.2电阻检查法 (10)4总结 (11)参考文献 (11)引言:万用表是一个多用途、多量程的测量仪器, 在各种生产实践和科学实验中都是不可缺少的检测仪表之一。
另外随着家用电器的不断增多,万用表也渐渐地走进了我们的日常生活,为我们日常的简单修理提供了很大的帮助。
万用表不但可以用力测电压,电流,还可以用来测量电阻等,对二极管、三极管的质量,电路中各个原件的好坏和原因的察看,万用表都是一个优先选择的仪器。
万用表的出现由以前的多表测量改进为一表多测,是一个非常实用而且方便的仪表。
1. 万用电表的基本结构:简易万用表的基本结构是把高灵敏度的磁电系直流微安表当作表头。
如果有很小的电流通过表头时,微安表的指针就会有一定的偏转,但是电流不能太大。
MF47万用表的设计与制作案例一、万用表的组成与原理1、万用表的分类数字万用表按照量程转换方式来分类,可划分成三种类型:手动量程,自动量程,自动/手动量程根据功能、用途及价格的不同,数字万用表大致可分为9大类:低档数字万用表(亦称普及型数字万用)、中档数字万用表、中/高档数字万用表、数字/模拟混合式仪表,数字/模拟图双显示的仪表、万用示波表(将数字万用表、数字存储示波器等动能集于一身)。
2、万用表结构及工作原理此次实习使用的是指针是万用表MF47。
Mf47的组成部分: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。
表头是万用表的测量显视装置,指针式万用表采用控制显示面板+表头一体化结构;档位开关用来选择被测电量的种类和量程;测量线路板将不同性质和大小的被测电量转换为表头所能接受的直流电流。
万用表可以测量直流电流、直流电压、交流电压和电阻等多种电量。
当转换开关拨到直流电流档,可分别与5个接触点接通,用于测量500mA、50mA、5mA和500μA、50μA量程的直流电流。
同样,当转换开关拨到欧姆档,可分别测量×1Ω、×10Ω、×100Ω、×1kΩ、×10kΩ量程的电阻;当转换开关拨到直流电压档,可分别测量0.25V、1V、2.5V、10V、50V、250V、500V、1000V量程的直流电压;当转换开关拨到交流电压档,可分别测量10V、50V、250V、500V、1000V量程的交流电压。
测量电路:把被测的电量转化为适合于表头要求的微小直流电流,由电阻、半导体元件及电池组成。
它通常包括分流电路、分压电路和整流电路。
分流电路将被测大电流通过分流电阻变成表头所需要的微小电流,分压电路将被测得高电压通过分压电阻变换成表头所需的低电压;整流电路将被测的交流,通过整流转变成所需的直流电。
档位选择电路:万用表的各种测量种类及量程的选择是靠转换装置来实现,转换装置通常由转换开关、接线柱、插孔等组成。
简易万用表的设计与制作实验报告简易万用表的设计与制作实验报告导言:实验目的:本实验旨在设计和制作一款简易的万用表,用于测量电压、电流和电阻。
实验原理:万用表是一种测量电压、电流和电阻的仪器。
它由电压测量部分、电流测量部分和电阻测量部分组成。
实验材料和仪器:1. 电阻器2. 电池3. 电流表4. 电压表5. 电线6. 示波器7. 万用表外壳实验步骤:1. 首先,我们需要将电阻器、电池、电流表和电压表连接起来,构成一个简单的电路。
2. 将电阻器连接到电池的正负极上,以形成一个电阻电路。
3. 将电流表的正极连接到电阻器上,负极连接到电池的负极上。
这样,电流表就可以测量电路中的电流。
4. 将电压表的正极连接到电阻器上,负极连接到电池的负极上。
这样,电压表就可以测量电路中的电压。
5. 将示波器连接到电路中,以观察电路中的电压波形。
6. 将以上所有仪器和电路安装到万用表的外壳中,确保连接牢固。
实验结果:通过以上步骤,我们成功地设计和制作了一款简易的万用表。
在实验中,我们可以通过电流表测量电路中的电流,通过电压表测量电路中的电压,通过示波器观察电路中的电压波形。
这样,我们可以方便地进行电路的测试和测量。
实验总结:通过本次实验,我们深入了解了万用表的原理和结构,并成功地设计和制作了一款简易的万用表。
万用表在电路测试和测量中起到了重要的作用,可以方便、准确地测量电压、电流和电阻。
通过实验,我们不仅掌握了万用表的使用方法,还提高了对电路的理解和实践能力。
实验中可能遇到的问题及解决方法:1. 电路连接错误:在连接电路时,可能会出现连接错误的情况。
解决方法是仔细检查电路连接,确保每个仪器和电阻器的正负极正确连接。
2. 仪器故障:在实验过程中,仪器可能出现故障。
解决方法是更换故障仪器或修理仪器。
展望:本次实验只是设计和制作了一款简易的万用表,还有许多改进的空间。
未来,我们可以考虑增加更多的功能,如温度测量、电容测量等。
同时,我们还可以进一步研究和改进万用表的精度和稳定性,使其更加准确和可靠。
简易万用表的设计与制作
万用表是常用的测量工具,主要是由直流计及若干电阻构成。
由于万用表具有具有多用途用方便等优点,有着广泛的应用。
本实验主要熟悉万用表的设计及校正。
一 实验目的
1. 了解万用表测量电压、电流以及电阻的基本原理。
2. 掌多量程万用表的制作方法。
二 实验原理
万用表主要由磁电式电流计以及一系列电阻构成。
由磁
电式电流计和不同阻值的分流电阻可构成不同量程的电流
表,同样,磁电式电流计和不同阻就构成了不同量程的电压
表。
电流计允许通过的最大电流称为电流计量程,用g I 表示,
电流计线圈有一定的电阻称为电流计内阻,用g R 表示。
量程
g I 与内阻g R 是电流计特性的两个重要参数。
要将磁电式电表改装成量程为I 的电流表,只需在
电表表头两并联一分流电阻,分流电阻阻值按一下公式
计算:)/(g g g s I I I R R -⋅=。
并联不同的分流电阻可
构成不同量程的电流表,如图1所示电流表有四个不同
量程。
如果要将电流计改装成量程为U 的电压表,则电
流计需串联一分压电阻,分压电阻阻值按如下公式计算:g g x R I U R -=。
串联不同的分压电阻,得到不同
量程的电压表,如图2所示。
如果要将表头改成欧姆表,可由图3说明原理,
开始短接a 、b 两端,调节电阻R ’使得电流计满刻度,此时:'
R R E I g O +=,则当x R 接入回路后,回路电流为:x
g x R R R E I ++=(E 为电池电动势,g R 为表头内阻,x R 为待测电阻)。
所以,一旦E 、g R 、R ’确定后,回路电流仅由x R 决定。
当'R R R g x +=时,
2
o x I I =,此时电流表指针指向刻度线中点,这时的电阻x R 称为欧姆表的中值电阻。
由此方法可在电流计面板上刻度以显示不同的阻值电阻x R 。
由于x I 与x
R 呈非线性关系,所以欧姆表刻度为非均匀刻度,另外,实际是作为电源的电池也
非恒定,所以欧姆表还需作零欧姆调整,实际电路中应增加零欧姆调整电位器。
如果要扩大欧姆表量程,可以采用一下两种方法,一是电流计两端并联不
同的分流电阻,二是可提高电源电压。
三 实验内容
实验室提供5级电流G 、电位器、一系列不同阻值电阻以及面包板、电池、单刀单掷开关等元件,完成如下设计:
1. 设计多量程电流表
2. 设计多量程伏特计
3. 设计欧姆表并作出相应欧姆表的x x R I 的对应数据表格和曲线。
四 思考题
1. 为什么不能用万用表欧姆档测量电源电阻?
2. 怎样用欧姆表测量表头内阻?
3. 为什么x x R I 与为非线性关系?。