数字万用表论文范例.doc

摘 要 I 摘摘 要要 数字万用表 DMM(Dital MultiMeter)采用大规模集成电路和液晶数字显示技 术，具有结构简单、测量精度高、输入阻抗高、显示直观、过载能力强、功能 全、耗电省、自动量程转换等优点，许多数字万用表还带有测电容、频率、温 度等功能。 本课题的主要内容是理解 DT-830 型数字万用表的基本结构和原理，通过数 字万用表的组装与调试，培养电子产品安装测试技能。 关键词关键词：数字万用表 原理 安装 调试 检验 Abstract II 目 录 III 目目 录录 摘摘 要要I 目目 录录 III 第一章第一章 绪论绪论.1 1.1 万用表的概述1 1.1.1 模拟万用表.1 1.1.2 数字万用表.2 1.2 数字万用表优势2 第二章第二章 数字万用表的测量理论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5 2.3 直流电流测量电路6 2.4 交流电压、电流测量电路8 2.5 电阻测量电路8 第三章第三章 DT830B 型数字万用表的设计原理型数字万用表的设计原理11 3.1 DT830B 型数字万用表的特点.11 3.2 DT830B 型数字万用表的设计与制作.11 3.2.1 数字万用表总体框图.11 3.2.2 数字万用表的电路原理图.12 3.2.3 双积分 A/D 转换器12 3.2.4 测量电路.13 第四章第四章 DT830B 型数字万用表的安装与调试型数字万用表的安装与调试17 4.1 印制电路板元器件的安装与焊接17 4.2 液晶显示器件的安装17 4.3 开关及印制板的安装18 4.4 DT-830B 数字万用表的调试 .18 4.4 DT830B 数字万用表的测试.19 第五章第五章 总结总结.21 致致 谢谢.23 参考文献参考文献.24 附录附录 DT830B 型数字万用表的电路原理图型数字万用表的电路原理图25 绪 论 1 第一章第一章 绪论绪论 1.1 万用表的概述万用表的概述 1.1.1 模模拟拟万用表万用表 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。 1.模拟万用表的组成 万用表在结构上主要由表头、测量电路、转换装置三部分组成。万用表的 面板上有带有多条标度尺的刻度盘、转换开关旋钮、调零旋钮和接线插孔等。 (1) 表头 万用表的表头一般都采用灵敏度高，准确度好的磁电式直流微安表。它是 万用表的关键部件，万用表性能好坏，很大程度上取决于表头的性能。表头的 基本参数包括表头内阻、灵敏度和直线性，这是表头的三项重要技术指标。表 头内阻是指动圈所绕漆包线的直流电阻，严格讲还应包括上下两盘游丝的直流 电阻。内阻高的万用表性能好。多数万用表表头内阻在几千欧姆左右。表头灵 敏度是指表头指针达到满刻度偏转时的电流值，这个电流数值越小，说明表头 灵敏度越高，这样的表头特性就越好。通电测试前表针必须准确地指向零位。 通常表头灵敏度只有几微安到几百微安。表头直线性是指表针偏转幅度与通过 表头电流强度幅度是相互一致的。 (2) 测量电路 测量电路是万用表的重要部分。正因为有了测量电路才使万用表成了多量 程电流表、电压表、欧姆表的组合体。万用表测量电路主要由电阻、电容、转 换开关和表头等部件组成。在测量交流电量的电路中，使用了整流器件，将交 流电变换成为直流电，从而实现对交流电量的测量。 (3) 转换装置 它是用来选择测量项目和量限的。主要由转换开关、接线柱、旋钮、插孔 等组成。转换开关是由固定触点和活动触点两大部分组成。通常将活动触点称 为“刀”，固定触点称为“掷”。万用表的转换开关是多刀多掷的，而且各刀 之间是联动的。转换开关的具体结构因万用表的不同型号而有差异。当转换开 关转到某一位置时，可动触点就和某个固定触点闭合，从而接通相应的测量电 路。 2.模拟万用表表盘 模拟万用表可以测量多种电量，具有多个量程的测量仪表，为此万用表表 盘上都印有多条刻度线，并附有各种符号加以说明。 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 2 电流和电压的刻度线为均匀刻度线，欧姆档刻度线为非均匀刻度线。 不同电量用符号和文字加以区别。直流量用“一”或“DC”表示，交流量 用“”或“AC”表示，欧姆刻度线用“”表示。 为便于读数，有的刻度线上有多组数字。 多数刻度线没有单位，为了便于在选择不同量程时使用。 1.1.2 数字万用表数字万用表 数字万用表是采用集成电路模/数转换器和液晶显示器，将被测量的数值直 接以数字形式显示出来的一种电子测量仪表。 1.数字万用表的组成 数字万用表是在直流数字电压表的基础上扩展而成的。为了能测量交流电 压、电流、电阻、电容、二极管正向压降、晶体管放大系数等电量，必须增加 相应的转换器，将被测电量转换成直流电压信号，再由 A/D 转换器转换成数字 量，并以数字形式显示出来。它由功能转换器、A/D 转换器、LCD 显示器、电源 和功能/量程转换开关等构成。 常用的数字万用表显示数字位数有三位半、四位半和五位半之分。对应的 数字显示最大值分别为 1999，19999 和 199999，并由此构成不同型号的数字万 用表。 2.数字万用表的面板 (1)液晶显示器:显示位数为四位，最大显示数为1999，若超过此数值，则 显示1或-1。 (2)量程开关:用来转换测量种类和量程。 (3)电源开关:开关拨至“ON“时，表内电源接通，可以正常工作；“OFF“时则 关闭电源。 (4)输入插座:黑表笔始终插在“COM“孔内。红表笔可以根据测量种类和测量 范围分别插入“V “、“mA“、“10A“插孔中。 1.2 数字万用表数字万用表优势优势 与指针式万用表相比较，数字万用表有如下优良特性： 1.高准确度和高分辨力 三位半数字式电压表头的准确度为0.5，四位半的表头可达0.03， 而指针式万用表中使用的磁电系表头的准确度通常仅为2.5。 分辨力即表头最低位上一个字所代表的被测量数值，它代表了仪表的灵敏 度。通常三位半数字万用表的分辨力可达到电压 0.1mV、电流 0.1A、电阻 0.1，远高于一般的指针式万用表。 2.电压表具有高的输入阻抗 电压表的输入阻抗越高，对被测电路影响越小，测量准确性也越高。三位 绪 论 3 半数字万用表电压档的输入阻抗一般为 10M，四位半的则大于 100M。而指 针式万用表电压档输入阻抗的典型值是 20100k/V。 3.测量速率快 数字表的速率指每秒钟能完成测量并显示的次数，它主要取决于 A/D 转换 的速率。三位半和四位半数字万用表的测量速率通常为每秒 24 次，高的可达 每秒几十次。 4.自动判别极性 指针式万用表通常采用单向偏转的表头，被测量极性反向时指针会反打， 极易损坏。而数字万用表能自动判别并显示被测量的极性，使用起来格外方便。 5.全部测量实现数字式直读 指针式万用表尽管刻画了多条刻度线，也不能对所有档进行直接读数，需 要使用者进行换算、小数点定位，易出差错。特别是电阻档的刻度，既反向读 数又是非线性刻度，还要考虑档的倍乘。而数字万用表则没有这些问题，换档 时小数点自动显示，所有测量档都可以直接读数，不用换算、倍乘。 6.自动调零 由于采用了自动调零电路，数字万用表校准好以后使用时无需调校，比指 针式万用表方便许多。 7.抗过载能力强 数字万用表具备比较完善的保护电路，具有较强的抗过压过流的能力。 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 4 数字万用表的测量理论 5 第二章第二章 数字万用表的测量理论数字万用表的测量理论 数字万用表核心部件是 A/D 转换器，采用中、大规模集成芯片。数字电压 表从结构上看是直流数字电压表。为扩展功能适应多种参数的测量要求，在数 字电压表前部设置相应的参数变换器，如 R-U 变换器，I/U 变换器、AC/DC 变 换器等。 数字式仪表的特点是精确、灵活、多功能、能很好地与计算机相连接，在 自动化测试系统中占重要地位。 2.1 模数模数转换转换与数字与数字显显示示电电路路 常见的物理量都是幅值连续变化的所谓模拟量。指针式仪表可以直接对模 拟电压、电流进行显示，而对数字式仪表，需要把模拟电信号转换成数字信号, 再进行显示和处理。 数字信号与模拟信号不同，其幅值是不连续的。就是说数字信号的大小只 能是某些分立的数值。若最小量化单位为 ，则数字信号的大小一定是 的整 数倍，该整数可以用二进制数码表示，但为了能直观地读出信号大小的数值， 需经过数码变换后由数码管或液晶屏显示出来。 例如，设 0.1mV，把被测电压 U 与 比较，看 U 是 的多少倍，并把 结果四舍五入取为整数 N。然后，把 N 变换成显示码显示出来。能准确得到并被 显示出来的 N 是有限的，一般情况下，N1000 即可满足测量精度要求。所以， 最常见的数字表头的最大示数为 1999，被称为三位半数字表。对上述情况，把 小数点定在最末位之前，显示出来的就是以 mV 为单位的被测电压 U 的大小。如： U 是 （0.1mV）的 1234 倍，即 N=1234，显示结果为 123.4（mV） 。这样的数字 表头，再加上电压极性判别显示电路，就可以测量显示199.9199.9mV 的电 压，显示精度为 0.1mV。 由上可见，数字测量仪表的核心是模/数转换、译码显示电路。A/D 转换一 般又可分为量化、编码两个步骤。A/D 转换及数字显示已是很成熟的电子技术， 且已经制成大规模集成电路。 2.2 直流直流电压测电压测量量电电路路 在数字电压表头前面加一级分压电路，可以扩展直流电压测量的量程。如 图 2-1 所示，U0为数字电压表头的量程（如 200mV） ，r 为其内阻（如 10M） ， r1、r2为分压电阻，Ui0为扩展后的量程。 由于 r r2，所以分压比为 （2-1） 21 2 0 0 rr r U U i 扩展后的量程为 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 6 （2-2） 0 2 21 0 U r rr Ui 图 2-1 分压电路原理 图 2-2 多量程分压器原理 多量程分压器原理电路见图 2-2，5 档量程的分压比分别为 1、0.1、0.01、0.001 和 0.0001，对应的量程分别为 200mV、2V、20V、200V 和 2000V。尽管上述最高量程档的理论量程是 2000V，但通常的数字万用表出于耐 压和安全考虑，规定最高电压量限为 1000V。换量程时，多量程转换开关可以根 据档位自动调整小数点的显示，可以方便地直读出测量结果。 2.3 直流直流电电流流测测量量电电路路 测量电流的原理是：根据欧姆定律，用合适的取样电阻把待测电流转换为 相应的电压，再进行测量。如图 2-3，由于 rR，取样电阻R上的电压降为 Ui=RIi ， 即被测电流Ii=Ui/R,若数字表头的电压量程为U0，欲使电流档量程为I0，则该 档的取样电阻为R=U0/I0 。如U0=200mV，则I0=200mA 档的分流电阻为R=1。 图 2-3 电流测量原理 图 2-4 多量程分流器电路 数字电压表 r1 r r U0 Ui0 10M 99k 9k 1M 1k 数字电压表 200mV 200V 20V 2V Ui 2000V IN+ IN 数字电压表 IN+ IN R Ui Ii 1k 10 1 100 数字电压表 2A 2mA 20mA 200mA Ui 200A IN+ IN 0.1 Ii 数字万用表的测量理论 7 多量程分流器原理电路见图 2-4。图 2-4 中的分流器在实际使用中有一个缺 点，就是当换档开关接触不良时，被测电路的电压可能使数字表头过载，所以， 实际数字万用表的直流电流档电路为图 2-5 所示。 图 2-5 实用分流器电路 图 2-5 中各档分流电阻的阻值是这样计算的： 先计算最大电流档的分流电阻R5， （2-3）)( 1 . 0 2 2 . 0 5 0 5 m I U R 再计算下一档的， 4 R （2-4） )(9 . 01 . 0 2 . 0 2 . 0 5 4 0 4 R I U R m 依次可计算出R3、R2和R1 分别为 9、90、900。 图中的FUSE是 2A 保险丝管，电流过大时会快速熔断，起过流保护作用。 两只反向连接且与分流电阻并联的二极管D1、D2为塑封硅整流二极管，它们起 双向限幅过压保护作用。正常测量时，输入电压小于硅二极管的正向导通压降， 二极管截止，对测量毫无影响。一旦输入电压大于 0.7V，二极管立即导通，两 端电压被限制住，保护仪表不被损坏。 数 字 电压表 0.1 0.9 9 90 900 R5 R4 R3 R2 R1 IN+ IN 2A 200mA 20mA 2mA 200A D1 D2 FUSEFUSE FUSE FUSEFUSE Ii Ui 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 8 用 2A 档测量时，若发现电流大于 1A 时，应不使测量时间超过 20 秒，以避 免大电流引起的较高温升影响测量精度甚至损坏仪表。 2.4 交流交流电压电压、 、电电流流测测量量电电路路 数字万用表中交流电压、电流测量电路是在直流电压、电流测量电路的基 础上，在分压器或分流器之后加入了一级交流-直流变换器，图 2-6 为其原理简 图。 该 AC-DC 变换器主要由集成运算放大器、整流二极管、RC 滤波器等组成， 还包含一个能调整输出电压高低的电位器，用来对交流电压档进行校准之用。 调整该电位器可使数字表头的显示值等于被测交流电压的有效值。 同直流电压档类似，出于对耐压、安全方面的考虑，交流电压最高档的量 限通常限定为 750V。数字万用表交流电压、电流档适用的频率范围通常为 40400Hz，有些型号的交流档测量频率可达 1000Hz。 2.5 电电阻阻测测量量电电路路 数字万用表中的电阻档采用的是比例测量法，其原理电路见图 2-7。 A 交流电 压输入 直流电 压输出 图 2-6 AC-DC 变换器原理 交流电 压校准 Rx IN+ ZD A/D 转换 及 数字 表头 R0 IN- VREF+ VREF UREF UIN 图 2-7 电阻测量 数字万用表的测量理论 9 稳压管ZD提供测量基准电压，流过标准电阻R0和被测电阻Rx的电流基本相 等。所以 A/D 转换器的参考电压UREF和输入电压UIN有如下关系： (2-5) X 0 IN REF R R U U 即 (2-6) 0 REF IN X R U U R 根据所用 A/D 转换器的特性可知，数字表显示的是UIN与UREF的比值，当 UINUREF时显示“1000” ，UIN0.5UREF时显示“500” ，以此类推。所以，当 RxR0时，表头将显示“1000” ，当Rx0.5R0时显示“500” ，这称为比例读数特 性。 因此，我们只要选取不同的标准电阻并适当地对小数点进行定位，就能得 到不同的电阻测量档。如对 200 档，取R01=100，小数点定在千位上。当Rx 变化时，显示值相应变化，可以从 0.001k 测到 1.999k。数字万用表多量程 电阻档电路见图 2-8。 Rx IN+ A/D 转换 及 数字 表头 Rt IN- VREF+ VREF 图 2-8 电阻测量 R1 R2 R3 R4 900k 90k 9k 900 100 PTC +V 200 2k 20k 200k 2M R5 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 10 由上分析可知， R1R01=100 R2R02R011000100900 R3R03R0210k1k9k 图 2-8 中由正温度系数热敏电阻Rt与晶体管 T 组成了过压保护电路，以防 误用电阻档去测高电压时损坏集成电路。当误测高电压时，晶体管 T 发射极将 击穿从而限制了输入电压的升高。同时Rt随着电流的增加而发热，其阻值迅速 增大，从而限制了电流的增加，使 T 的击穿电流不超过允许范围。即 T 只是处 于软击穿状态，不会损坏，一旦解除误操作，Rt和 T 都能恢复正常。 DT830B 型数字万用表的设计原理 11 第三章第三章 DT830BDT830B 型数字万用表的设计原理型数字万用表的设计原理 3.1 DT830B 型数字万用表的特点型数字万用表的特点 主电路采用典型数字表集成电路 ICL7106，性能稳定可靠技术成熟。且具有 精度高、输入电阻大、读数直观、功能齐全、体积小巧等优点。采用单板结构， 集成电路 ICL7106 采用 COB 封装。结构合理,只要有一般电子装配技术即可成功 组装。 3.2 DT830B 型数字万用表的型数字万用表的设计设计与制作与制作 3.2.1 数字万用表数字万用表总总体框体框图图 数字万用表是在直流数字电压表的基础上配上各种变换器所构成的。数字 万用表原理框图如图 3-1 所示，它由量程选择电路、各种变换器(R-V 转换、I-V 转换、转换）及直流数字电压表所包含的各个环节（A/D 转换、显示逻辑、 VV 显示电路）组成。 图 3-1 数字万用表原理框图 直流数字电压表的简单原理如图 3-2 所示，其核心是 A/D 转换器，在测量 仪器仪表中一般采用双积分型 A/D 转换器，DT-830 型数字万用表是通过大规模 集成电路 7106 来完成的。数字万用表的显示位数一般为 4-8 位，若最高位不能 显示 09 所有数字，即称作“半位” ，写成位，如常见袖珍式万用表共有 4 2 1 个显示单元，习惯上叫三位半。也有少数数字万用表，没有半位，全是整位。 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 12 图 3-2 直流数字电压表的构成 3.2.2 数字万用表的数字万用表的电电路原理路原理图图 参见附录。 3.2.3 双双积积分分 A/D 转换转换器器 集成电路 ICL7106 及附属电路如图 3-3 所示。 图 3-3 ICL7106 及附属电路 芯片 ICL7106 每个转换周期规定由 4000 个计数脉冲周期组成，这 4000 个 计数脉冲的分配如下：1000 个计数脉冲周期用于输入信号；0-2000 个计数 A/D 转换器 译码 显示器 计数 器 控制 器 模拟量 数字量 DT830B 型数字万用表的设计原理 13 脉冲周期用于基准电压积分；1000 到的，自动校零的时间也是可变的，须等 上一次反向积分结束后才能开始。R31、C10组成输入端阻容滤波电路，以提高仪 表抗干扰能力。R28、C1与 7106 内部的两个反相器共同作用，产生约 40kHz 的时 钟脉冲信号，该信号经四分频后，形成 10kHz 的计数脉冲，再经过 200 分频得 到 5OHz 的方波，并从背电极 BP 作为液晶显示器的公共电极电压，时钟振荡频 率可按f01/2.2R28C计算。仪表的测量速率可按 MR=f0/16000 计算，可算得 f40kHz，MR=2.5 次/s。C9为基准电容。C11为自动调零电容。R32、C12分别为 积分电阻和积分电容。ICL7106 的模拟公共端与面板上的表笔插孔 COM 连通，V 与 COM 之间有 2.72.9V 的稳压输出。 基准电压由R18、R19、RP3、R20和R48组成的分压器供给。调整RP3可使 VREF=100.0mV 设 7106 内部的基准电压EO=2.8V，则当RP3的滑动触头调到最下端 时，有：3000 个计数脉冲周期用于自动校零。采样时间T1是固定不变的，但比 较时间即反向积分时间T2是随输入电压Vi的大小而改变。 （3-mVE RRRPRR RR Vb 5 . 91 )()( 0 482031918 4820 1） 当RP3的滑动触头调到最上端时， （3-mVE RRRPRR RRRP Vb 3 . 107 )()( )( 0 482031918 4820 3 2） 所以，RP3的电压调整范围是 95.1107.3mV，从中可调出 VREF=100.0mV。R29、R30、C8组成基准电压输入端的高频滤波器。 3.2.4 测测量量电电路路 （1）直流电压测量电路如图 3-4 所示。 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 14 图 3-4 直流电压测量电路 采用电阻分压器把基本量程为 200mV 的表扩展成五量程的直流数字电压表。 图中带斜线的方框表示导电橡胶条，用来连通 7106 与 LCD 的对应管脚。RP2是 分压电阻，通过调整RP2使R7+RP2=9M。R6是限流保护电阻，C17是消除高频噪 声干扰的电容。 （2）直流电流测量电路如图 3-5 所示 图 3-5 直流电流测量电路 R2R5、RCU组成了 I-V 转换器。被测输入电流流过分流电阻时产生压降， 作为基本表的输入电压，这就实现了 I-V 转换，通过数字电压表显示出被测电 流大小。10A 档分流器 RCU是用黄铜丝制成，以便能通过较大的电流。R5是线绕 电阻，仅在测大电流时需使用“10A”插孔，并将 S1拨至“20mA/10A”位置，使 小数点定在“百位上” 。 DT830B 型数字万用表的设计原理 15 FU 是快速熔丝管，串在输入端，作过流保护，硅二极管 D1、D2接成双向限 幅电路，作为过压保护元件。 （3）交流电压测量电路如图 3-6 所示。 电路主要包括两部分：电阻分压器、AC/DC 转换器。为降低成本，与 DCV 档 共用一套分压电阻。AC/DC 转换器具有平均值响应，利用双运放 TL062 其中的一 组运放和二极管 D7、 、D8构成线性半波整流器。C1是输入耦合电容， D5、D6、D11、D12作运放输入端过压保护，C5和C2为隔直电容。R23是运放的负反 馈电阻，用以稳定工作点。C4为频率补偿电容。D8是半波整流二极管，D7为保 护二极管，给反向电流提供通路。其工作原理是：在输入信号的正半周时，D8 导通，D7截止，IC2a输出电流流向为 IC2aC5D8R25R27RP4COM（模拟地） ；负半周时流向为 COMRP4RP27R24D7C5IC2a 。从原理上讲，这属于半 波整流电路。由R25、R27、RP4构成分压电路，调整RP4可改变输出电压，供校准 交流电压档用。R26和C6为平滑滤波器，获得平均值电压V0 。 该电路有三个特点：第一，当输入交流电压为零时，V0亦等于零；第二， IC 接成同相放大器使用，以提高其输入阻抗；第三，由于 IC2a的放大作用，即 使输入信号较弱，也能保证 D8在较强信号下工作，从而避免了二极管在小信号 检波时 引时的非线性失真。 图 3-6 交流电压测量电路 （4）交流电流测量电路 将图 3-6 中的分压器改成图 3-5 中的分流器，则构成五量程的交流数字电 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 16 流表。 （5）电阻测量电路 利用选择开关改变标准电阻R0的采用比例法测电阻，其优点是即使基准电 压存在一定偏差或在测量过程中略有波动，也不会增加误差，因此可降低对基 准电压的要求。原理图见图 3-7a 所示，电阻测量的实际电路如图 3-7b 所示。 利用选择开关改变标准电阻R0的数值，即可构成多量程数字欧姆表。测电阻时， 原来的基准电压分压电路全部断开，改由R13、D3和 D4组成分压器，并以标准电 阻（即R7、RP2、R8R12）上的压降作为基准电压，以被测电阻RX上的压降为输 入电压Vi。R13是二极管 D3、D4的限流电阻。在 2k、20k、200k、2M 和 20M 这五个电阻档，D4被短路，加在VREF端和 COM 端之间提供测试电流的电压 即为 D3的导通压降，约为 0.60.7V。在 200 档，VREF端和 COM 端之间的电 压为 D3、D4串联的正向压降，约为 1.21.4V。 DT830B 型数字万用表的设计原理 17 图 3-7 电阻测量电路 电阻档的过压保护电路由正温度系数的热敏电阻Rt、R16、晶体管 BG1、BG2 组成。将 BG1、BG2的集成电结分别短接后，利用其发射结作齐纳稳压二极管用， 这两个用 BG1、BG2代替的二极管反极性串联起来。一旦出现过压输入，如误用 电阻档去测交流电压则电流途径R16、Rt，使 BG1、BG2击穿，起到限幅保护作用， 保护VREF端的内部电路不致损坏。与此同时，Rt也迅速发热，阻值急剧增大， 从而限制通过 BG1、BG2的电流，对 BG1、BG2起保护作用。IN端（31 脚）的限 流保护电阻是R14+R31。在VREF端与 IN端串入Rt和R16之后，对测量并无影响。 这是因为电压比VRX/VREF仅取决于电阻比RX/R0，而与测试电流大小无关。 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 18 第四章第四章 DT830BDT830B 型数字万用表的安装与调试型数字万用表的安装与调试 4.1 印制印制电电路板元器件的安装与路板元器件的安装与焊焊接接 1.插装并焊接电阻器 R9、R18、R8、R21,立式安装电阻器时，要求电阻本体 紧靠印制板，引线上弯半径 R 为 1，表示第一位有效数字的色环朝上，如图 4-1；卧式安装时，表示第一位有效数字的色环朝左以印制板图上的字作为参考 方向。 图 4-1 电阻立式安装示意图 图4-2 表笔插座安装示意图 2.COM、10A、V/mA 表笔插座的安装如图4-2,在元件面，将插座焊接在 印制板上，在需焊接的地方涂少许松香，插座应与印制板先垂直，否则将难以 准确，将插座装入外壳相应的插座孔中。 3.安装电容器C2、C3、C4、C1、C5，电容安装时应使其数值易于观。 4.电位器VR1的安装。 5.安电阻器 R13、R15、R26、R14、R25、R19、R20、R12、R11、R17、R10、R16、R6、R5、R 7、R4、R3、R2、R1 。 6.插接二极管D1三极管Q1、Q2。 7.分流电阻R0（铜线）的安装。 8.hFE插座安装。在元件面焊接，标志凸筋对准仪器外壳相应部位的凹槽。 9.安装保险管卡，保险管止销朝外。 10.安装弹簧、电池极扣引线。 4.2 液晶液晶显显示器件的安装示器件的安装 1.将框架放正，液晶片数字显示面朝下标志凸起朝右放在框内。 2.将两斑马胶条直立放入框架内，下边与液晶片相接触。 3.将印制板焊接面上方与液晶片相对应的引出电极用酒精擦拭凉干后反扣。 将框架安装在印制板上，并注意斑马胶条的位置是否正确，在上边用酒精擦拭 时可顺便将开关部分引出电极擦拭干净，准备下一步开关安装。 DT830B 型数字万用表的安装与调试 19 4.3 开关及印制板的安装开关及印制板的安装 1.将开关平放，将接触片安装在开关相应的筋条上。 2.将开关反放，接触片一面朝上，将两弹簧涂上少许凡士林油分别放入两 圆孔中；再将两滚珠涂上少许凡士林油分别放在两弹簧上。 3.将开关托起，即开关的标志小圆孔与OFF位置相对应地放入外壳的开关孔 中。 4.将外壳正面朝下拿在手中，将印制板放入外壳中，用两个短螺钉将印制 板与外壳固定，拧紧螺钉并压住开关。 4.4 DT-830B 数字万用表的数字万用表的调试调试 1.零点校准 把两支表笔短接，将量程转换开关依次拨至直流 200mV、2V、20V、200V。 2.直流电压档的调试 量程开关置直流电压档，把两表笔短路后，在 7106 的VREF-与VREF+两端并联 一块准确度优于0.05%的四位数字电压表，测基准电压，调整多圈电位器 RP3，使VREF=+100.0mV。 量程开关置 200mV 档，把直流标准电压发生器产生的 100mV 加到数字万用 表输入端，应显示 100.0mV，若显示值误差在5 个字以内，可微调RP3，若显 示误差较大，需首先检查仪表内部电池电压是否过低。再交换两表笔位置重测 一次，应显示-100.0mv，则证明极性显示正常。然后，利用电阻分压器依次产 生以下标准电压： 0.1、0.2、1mV，1，210mV，10、20100mV，199.9mV，分别作为输 入电压，检查仪表线性度，若有不符应考虑积分电容质量是否符合要求，必要 时更换之。 将 1.000V 标准电压加到 2V 档的输入端，调 RP2使显示值在允许范围内，然 后再将 10.00V、100.0V、1000V 标准电压分别加到 20V、200V、1000V 档的输入 端，看显示是否符合规定，若超差，需检查分压电阻R7R12阻值是否改变，精 度是否符合要求。 3.交流电压档的调试 将量程开关拨至交流 200mV 档，将 50Hz、100.0mV 的标准交流电压加到仪表 的输入端，应显示 100.0mV。若误差较大，可微调 RP4，如果误差仍较大，应检 查运算放大器 TL062 的失调电压是否增大，必要时更换该器件。然后再将量程 开关依次拨至 2V、20V、200V、750V 各交流电压档，将有效值为 1.00V、10.00V、100.0V、250.0V 的交流电压分别加到各档，检查显示值是否在 规定允许范围内。 4.电阻档的调试 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 20 将量程开关拨至 200 档，仪表输入端接 100 标准电阻，应显示 100.0，如果误差较大，应检查电池电压是否偏低，量程开关接触电阻是否过 大。再将量程开关依次拨至 2k、20k、200k、2M、20M 档，输入端分 别接入 1k、10k、100k、1M、10M 标准电阻，仪表应分别显示 1.000k、10.00k、100.0k、1.000M 和 10.00M。误差不得超过规定指 标范围。若误差较大，需重点检查各档标准电阻R7R12。 5.直流电流档的调试 当直流电压档工作正常，一般就不必再检查直流电流档，若直流电流档误 差较大，应着重检查分流器的分流电阻值是否改变。必要时可用精密电桥测量 分流电阻R2R5、RCU的阻值是否改变。 6.交流电流档的调试 若直流电流和交流电压档均已调试好，一般不需再检查交流电流档。 7.三极管hFE档的调试 把已经知道Ib=10uA 时的hFE大小的三极管插入测试插孔中，调RP1使显示 值和已知值相符。 4.4 DT830B 数字万用表的数字万用表的测试测试 1.电阻的测量 取一块 UT58B 型标准数字万用表连续测试五个电阻，与自制的 DT830B 型数 字万用表所测试的值相比较，记录数据如表 4.1 所示。 表 4.1 测量电阻值 2.交流电压的测量 取一块 UT58B 型标准数字万用表连续测五次室压值，与自制的 DT830B 型数 字万用表所测试的值相比较，记录数据如表 4.2 所示。 表 4.2 测交流电压 3.直流电压的测量 取一块 UT58B 型标准数字万用表连续测五次手机电池板，与自制的 DT830B 型数字万用表所测试的值相比较，记录数据如表 4.3 所示。 表 4.3 测直流电压 UDT830B/ V 2.513.123.794.234.76 RDT830B/k0.110.991.5720.3101.1 RUT58B/k0.111.001.5520.0100.0 R/RUT58B%0%1%1.3%1.5%1.1% UDT830B/ V 229230228231232 UUT58B/V 225225225227227 U/UUT58B%1.8%2.0%1.3%1.8%2.2% DT830B 型数字万用表的安装与调试 21 UUT58B/V 2.543.153.834.274.81 U/UUT58B%1.1%1.0%1.0%0.951.0% 根据表 4.1 电阻测量得出本数字万用表与 UT58B 型标准数字万用表的相对误 差的范围在 01.5%之间，而 DT830B 型数字万用表电阻测量的准确度 之间，在准确度的范围内；由表 4.2 所示，交流电压测量的准确度)2%8 . 0( 在内，而实际测量的相对误差在 1.32.2%之间，属于准确度的范围；)10%2 . 1 ( 表 4.3 所示为直流电压测量，测量的准确度在内，而实际测量范围)2%5 . 0( 在 0.91.1% 之间，综合得出此万用表的性能较良好，是一块准确的万用表。 总 结 23 第五章第五章 总结总结 数字万用表是经过历史慢慢发展来的。早期的万用表，使用磁石偏转指针 的表盘，与经典的电流计相同，现代则采用 LCD 提供的数字显示。模拟万用表 不太精确，这是因为调零和从仪表面板上准确的读数都容易产生偏差。现代万 用表已全部数字化，被测量信号被转换成数字电压并被数字的前置放大器放大， 然后由数字显示屏直接显示该值；这样就避免了在读数时视差带来的偏差。现 在，数字式测量仪表已成为主流，已经取代模拟式万用表。与模拟万用表相比， 数字万用表灵敏度高，精确度高，显示清晰，过载能力强，便于携带，使用更 简单。 在测试过程中因为计算机的介入，需要数字万用表具有上位机通信能力， 而且由众多仪器集合在一个系统