数字万用电表组装实训

另外，在实验过程中要注意仪器和实验电路的共地问题。所谓“共地”是指仪器与实验电路的公 共端，当两个或多个仪器通过交流电源供电时，就需要将各自的公共端可靠地连接在一起，使干扰最 小。
总之，电工电子实验系统中各仪器应该是既“接地”又“共地”，这样既能够消除干扰，又能保 证人身和设备的安全。
六、 万用电表使用方法
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。转换开关有固定触点和活动触点，它位于不同位置，接通相应的触点，构 成相应的测量电路。
下面以MF-47型万用表为例，分部介绍电路参数的测量原理。
1、直流电流的测量 万用表的直流电流档，实质上是一个多量程的磁电式直流电流表，它应用分流电阻与表头并联
以达到扩大测量的电流量程。根据分流电阻值越小，所得的测量量程越大的原理，配以不同的分流 电阻，构成相应的测量量程。在电路中，各分流电阻彼此串联，然后与表头并联，形成一个闭合环 路，当转换开关置于不同位置时，表头所用的分流电阻不同，构成不同量程的档位，如图所示。
46.uA
120+220
0.94 10 101
165
15
BATT 500
50 5 0.5 0.25 0.5 DCmA
2.5 10 50 250 500 1000 1000 500 250 50 10 ×10K ×1K ×100 ×10hFE×1 OFF
DCV
ACV
Ω
6.5 10A
0.05
0.5A 20k
20k 8.18K
NPN e b c
COM
五、注意事项
(1) 由于表头液晶部分属精密仪表，在安装时需倍加小心。 (2) 表头部分含有永久磁铁，有磁性，很容易把含铁的杂质的吸入，损坏表头。 (3) 所有焊点必须饱满可靠，要防止虚焊、脱焊现象。 (4) 测量系统的接地与共地
测量系统的接地与共地
仪器“接地”与“共地”是抑制干扰、确保人身和设备安全的重要技术措施。所谓“地”通常是指 大地。仪器和设备往往是以地球的电位作为基准，即以大地作为零电位。仪器的外壳通常直接接地，而 且接地电阻越小越好（一般应在6Ω以下）。
万用表通常采用的是半波整流测量电路，如图所示。
46.uA
120+220
4.5M 2.25M1.8M 360K 83.3K
正负 半半 周周
1000 500 250 50
ACV
负正 半半 周周
10
图 交流电压测量电路
4、电阻的测量 万用表测量电阻电路，如图所示，工作原理是欧姆定律：
I E 其中：R为串联电阻；Rx为被测电阻；Ra为表头内阻；E为电源的电压；I为被测电路的电流。 RRa Rx
l 通电检查 检查仪器使用是否正确，元器件的布线是否合理。
l 通电观察 观察元器件是否发烫、冒烟，是否能闻到异味。 （2）电压测试法 用万用表和电压表检查电路各节点的电压。
（3）部件替换法 用正品元器件替换疑有故障的元器件，便于缩小故障范围，进一步查找故障。
（4）短路法 即最小化法，即断开其它电路而仅选用一部分电路来寻找故障的方法。 提高自己的故障排除能力十分重要，需要不断地进行经验积累和总结，熟能生巧。
2、工艺过程
（1）预热电烙铁，烙铁头作清洁处理，上锡。
（2）清理焊接件表面，如有镀银层应保留，根据需要选择连接线的长短和颜色，剥开线头，线芯的长度要 适中。
（3）根据装配图固定某些支架，如电池架、二极管支架等。 （4）焊接转换开关上交流电压档和直流电压档的公共连线。 （５）焊接转换开关上各档位对应的电阻元 件及其对外连线。 （６）焊接固定支架上的元件，如二极管、电阻、零欧姆调节电位器及电池架的连线 等。最后完成全部焊接工作。 （７）检查、核对组装后的万用表电路。 （８）底板装进表盒，装上转换开关旋纽，送指导教师检查。
当Rx＝ Ra+R时，此时的电流为最大电流的一半，指针定位于表头刻度尺中间，为欧姆档中 心值。欧姆档的刻度分布是不均匀的，它的刻度值是自右向左递增的，右半部刻度稀疏，左半 部刻度紧密。
由于电池电压值在每次使用过程后的不稳定性，一般在电路中还要设置调零电阻，通过调 整调零电阻的大小，以保证每次在Rx＝ 0时，指针定位在零刻度值，确保测量的精度。
4）、电阻测量
将功能开关切换到“电阻”位置，根据估算值选择测量范围。测量前，先将指针表两表笔短 接，使表针指在0欧姆处，然后再进行电阻测量，表笔极性任意。
一般来说，在测量阻值时，通常要把电阻某个引脚从电路中断开。测量含有大电容或大电感 电路中的电阻时，电容或电感上的电荷必须放尽。
5）、二极管检测
5、电平
电 平 是 指 某 一 电 路 中 输 出 功 率 P2 和 输 入 功 率 P1 的 增 益 。 相 对 电 平 ： 分贝
为了测量电路中某一绝对功率或电压，通常要规定1个零电平。万用表中一般定义负载电阻R0
为600欧姆，其消耗功率为1mS W时 的l电平g P 为2 零电P 平( 1 ) 。 2 lU g 2U (1 )
“地”也可以是以电路系统中某一点电位为基准，如电路中往往以设备的金属底座、机架、外壳或 公共导线作为零电位，即“地”电位，这种“地”电位不一定与大地等电位。如在使用交流毫伏表的时 候，由于毫伏表是高灵敏度、高输入阻抗仪器，若仪器外壳未接地，当人手或金属物触及高电位端时， 会使仪器的指示电表严重过负荷，从而导致仪表损坏。
根据测量需要，选择正确的功能档位。万用表的两枝表笔，按红（＋）黑负（－）的接法 接到测量端。通常在进行电流和电压测量之前，要估计一下电流和电压值的范围，先选择最大 量程，然后根据示数进行调整，直至合适量程。
1）、直流电压测量
将功能开关切换到“直流电压”位置，并选择适当的测量范围。测量时，将红表笔接到电压高 的一端，黑表笔端接到电压底的一端。如果极性接反，指针会反向偏摆，容易损坏表针；如果是数 字表，通常显示负号。在测量电压时，要注意万用表的极性。
106 50106
万用电表很重要的一部分是测量电路。
测量电路的作用是把被测的电量转化为适合于表头要求的微小直流电流，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。
数字万用电表组装实训
一、 实训目的
（1）通过万用表组装实训，进一步熟悉万用表结构、工作原理和使用方法。 （2）了解电路理论的实际应用，熟悉仪表的装配和调试工艺，提高专业技能。
二、 实训原理
指针式万用表是由一个动圈式直流电流表头、分流电阻（用以扩大电流的测量范围），倍率 电阻（用以扩大电压的测量范围）、整流电路）、电池和切换开关等部分构成。
3. 组装万用表中可能出现的故障及其原因 （1） 短路故障： 可能由于焊点过大， 焊点带毛刺， 导线头露出太长或焊接时烫破导线绝缘层， 装配元
器件时导线过长或安排不紧凑， 装入表盒后， 互相挤碰而造成短路。 （2） 断路故障： 焊点不牢固、 虚焊、 脱焊、 漏线、 元件损坏、 转换开关接触不良等。 （3） 电流挡测量误差大， 可能分流电阻值不准确或互相接错。 （4） 电压挡测量误差大， 可能分压电阻值不准确或互相接错。 （5） 测量交流高电压挡时， 电表指针指示偏小， 可能整流二极管损坏或分压电阻不准确。 （6） 用R×1 k和R×10挡测量同一电阻时， 若表头指针位置接近， 可能是R14未接通。
46.uA
120+220
4M 800K 150K 40K 5K 2.65K
250 50
10 2.5 0.5 0.25
DAV
图 直流电压测量电路
3、交流电流、电压的测量
磁电式仪表本身只能测量直流电流和电压。测量交流电压和电流时，采用整流电路将输入的交 流，变成直流，实现对交流的测量。其整流电路一般有半波整流和全波整流，其整流元件一般都采 用晶体二极管。万用表测量的交流电压只能是正弦波。
2）、直流电流测量 测量前，需关断电源，将万用表串接在电路中。测量时，将功能开关切换到“直流电流”位置， 根据估算值选择测量范围。同时要注意电流的方向，表笔接法与测量直流电压相同。 特别提醒，在测量电流时，避免将万用表并联到被测部位两端，由于电流表内阻很小，极易造 成短路、损坏电表或发生事故。
3）、交流电压测量 将功能开关切换到“交流电压”位置，并根据估算值选择测量范围，表笔极性任意。
4、万用表校准
在没有专用校准设备的情况下，可用普通数字万用表校准，方法如下。
（1）将装配完成的万用表仔细检查一遍，确认无误后，将万用表旋至最小电流档0.25V/50uA 处，用数字万用表测量其“+”、“-”两插座之间的电阻值，应在4.9~5.1kΩ之间。如不符合要求， 应调整电位器上方220Ω、120Ω两只电阻阻值，直至达到要求为止。
-
c b e PNP
+
1.5V 9V
6.75M
6.75M
500V
三、 实训内容和步骤
读懂原理图，了解万用表的基本原理；检查零配件，测量元器件的参数值；了解万用 表的组装工艺要求，进行组装和调试。
1、组装要求 （1）万用表的体积较小，装配工艺要求较高，元器件、组件的布局必须紧凑。否则无法装进表盒。 （2）各元器件、组件要布局合理、位置恰当、排列整齐。电阻阻值标要向外，以便查对和更换。按图焊装
电阻，首先焊接架空电阻，然后焊接其余零件。 （3）布线合理，长度适中，引线应走直线、拐直角，要有条不紊。 （4）转换开关内部连线要排列整齐，不能妨碍其转动。
（5） 焊点大小要适中、 牢固， 光亮美观， 不允许有毛刺或虚焊， 焊锡不能粘贴到转换开关的固定连接片 上。
（6） 各连线的剥开线头芯长度要适中。
（2）将万用表从电流档开始逐档检测满度值。检测时，从最小档开始。首先检测直流电流档，然 后是直流电压、交流电压、直流电阻及其他。各档检测符合要求后，即可投入正常使用。
四、 故障检测与排除
1、电路故障 常见故障是：虚接、开路和短路故Baidu Nhomakorabea。 2、故障排除 查找故障的顺序可以从输入到输出，也可以从输出到输入。 3、查找故障方法 （1）直接观察法 不用仪器仪表，通过实训人员的视、听、嗅、触等手段来寻找故障和分析故障。
1.11K 2.65K
5K
500 50 5 0.5
0.05 10A
图 直流电流测量电路
2、直流电压的测量
万用表的直流电压档，实质上是一个多量程的直流电压表，它应用分压电阻与表头串联来扩大 测量电压的量程，根据分压电阻值越大，所得的测量量程越大的原理，通过配以不同的分压电阻， 构成相应的电压测量量程。测量电路如图所示。
数字式万用表使用A/D转换器，将测量值转换成数字，再通过计数和显示驱动电路，将测 量结果以数字的形式显示出来。
万用表的原理比较简单，现首先以直流电压测量为例加以说明，测量电路如图所示。
18M 1.8M 180k 18k
100V 1000V
量程开关 10V
1V
内阻 20k/V
50A(2k)
表笔
直流电压测量电路
例如，当量程选择100V，由图可看出，电表内阻阻值为电流表的内阻加上串联接入的分压电阻的 阻值之和，所以表的内阻：2K＋18K＋180K＋1.8M＋18M＝20M。如果满偏，则电流为50μA，
所以表笔两端的电压为：20
＝100V。
另外，同一电量选用不同量程时，但由于内阻相差很大，示数也不一样，而且存在较大的误差。 所以正确选择量程是提高数据准确度的关键。
46.uA 21K
(120+220)Ω 10K
×1 ×10 ×100 ×1K ×10K
15 165 55.4K1.78K 141K 17.4K
图 电阻测量电路
当Rx＝0，电路中电流最大，指针偏转角最大，为满偏，零刻度值，一般为表头最右端。 当Rx＝∞，电流为零，指针无偏转，为无穷大刻度值，一般为表头最左端。 当Rx为其他值时，指针在零刻度值和无穷大刻度值间偏转。
绝对电平：
dB
其中：
V
S 1l0 g pP 0 () 2l0 U gU ( 0 )
U0 P0R0 0.775
- 2.543K
+ (120+220)Ω
46.2 A
10 F
21K
10K
17.4K
5K 2.65K
1.11k 101 10 0.94
1.78K
55.4K 141K
4.5M 2.25M 1.8M 360K