万用表的安装与调试报告

万用表的安装与调试设计报告万用表的安装与调试设计报告 数字万用表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 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 数字万用表以其功能完善 通用性强 价格低 耗电省 便于携带等显著 优点 深受广大用户的青睐 因此我们本次课程设计实践我们制作了一个万用 表 一 课程设计的目的一 课程设计的目的 1 通过 DT830B 数字万用表装配实验 进一步加深对数字万用表电路原理的 认识 能熟练的测量各种物理量 2 了解 ICL7106 的各个引脚和他的数模转换功能 3 初步学会通过电路图焊接电路板 掌握一些简单的电路焊接工艺 初步 学习调试电子产品的方法 提高动手能力 4 了解各种测试仪器的用法并样品进行测试和矫正 二 课程设计的器材二 课程设计的器材 1 焊接电路板所必须的电烙铁 焊锡 螺丝刀 镊子 钳子等必备工具 2 一个标准的万用表 3 DT830B 型 3 位数字万用表的各种 1 2 零配件和相关的材料说明 4 9V 电池一节 三 课程设计原理三 课程设计原理 DT830 型 3 位数字万用表总电路如 1 2 图 1 1 所示 DT830 型数字万用表原理剖析 1 ICL7106 的工作原理的工作原理 图图 1 1 DT830 型型 3 位半数字万用表总电路位半数字万用表总电路 1 ICL7106 的性能特点的性能特点 可选 9V 叠层电池 有助于实现仪表的小型化 低功耗 约 16mW 输入 阻抗高 1010 内设时钟电路 2 8V 基准电压源 异或门输出电路 能 直接驱动 3 位 LCD 显示器 属于双积分式 A D 转换器 外围电路简单 仅需配 5 只电阻 5 只电容和 LCD 显示器 即可构成一块 DVM 其抗干扰能力强 可 靠性高 2 ICL7106 的工作原理的工作原理 ICL7106 内部包括模拟电路和数字电路两 大部分 二者是互相联系的 一方面由控制 逻辑产生控制信号 按规定时序将多路模拟 开关接通或断开 保证 A D 转换正常进行 另一方面模拟电路中的比较器输出信号又控 制着数字电路的工作状态和显示结果 下面 介绍各部分的工作原理 a 模拟电路模拟电路 模拟电路由双积分式 A D 转换器构成 电路如图 1 2 所示 主要包括 2 8V 基准电压源 E0 缓冲器 A1 积分器 A2 比较器 A3 和模拟开关等 组成 缓冲器 A4 专门用来提高 COM 端带负载的能力 可谓设计数字多用表的电 阻挡 图图 1 2ICL7106 的模拟电路的模拟电路 二极管挡和 hFE 挡提供便利条件 这种转换器具有转换准确度高 抗串模干扰 能力强 电路简单 成本低等优点 适合做低速模 数转换 只要把小数点定在十位上 即可直读结果 满量程时 N 2000 此时 UM 2UREF 200mV 仪表显示超量程符号 1 若需改装成 2V 量程的数字电 压表 可按表 1 1 选择元件值 表 1 1 200mV 与 2V 量程元件对照 名 称量程 UM 基准电压 UREF R2 k C4 FR4 k 备 注 基本表200mV 100 0m V 240 4756 改装表2V 1 000V1 50 047560 f0 40 kHz b 数字电路数字电路 如图 1 3 所示 主要包括 8 个单元 时钟振荡器 分频器 计数器 锁存器 译码器 异或门相位驱动器 控制逻辑 LCD 显示器 时 钟振荡器由 ICL7106 内部反相器 F1 F2 以及外部阻容元件 R C 组成 若取 R 120k C 100PF 则 f0 40kHz f0 经过 4 分频后得到计数频率 fCP 10kHz 即 TCP 0 1ms 此时测量周期 T 16000T0 4000TCP 0 4s 测量速率为 2 5 次 秒 f0 还经过 800 分频 得到 50Hz 方波电压 接 LCD 的背 电极 BP LCD 须采用交流驱动方式 当笔段电极 a g 与背电极 BP 呈等电位时 不显示 当二者存在一定的相位差时 图图 1 3ICL7106 的数字电路的数字电路液晶才显示 因 此 可将两个频率与幅度相同而相位相反的方波电压 分别加至某个笔段引出 端与 BP 端之间 利用二者电位差来驱动该笔段显示 驱动电路采用异或门 其 特点是当两个输入端的状态相异时 一个为高电平 另一个为低电平 输出为 高电平 反之输出低电平 7 段 LCD 驱动电路如图 1 4 所示 在 a b c 笔段上的方波电压与 BP 端方波电压的相位相反 存在电位差 使这三段显示 而 d e f g 段消隐 故可显示数字 7 显见 只要在异或 门输入端加控制信号 即译码器输出的高 低电 图图 1 4 7 段段 LCD 驱动电路驱动电路 平 用以改变驱动器输出方波的相位 就能显示所需数字 2 测量时的原理测量时的原理 a 直流电压测量电路 如右图 分压器 限流电阻 消噪电容 输入电压被分 压电阻分压 分压电阻之和为 1M 每挡分压系数为 1 10 分压后的电压必须在 0 199V 0 199V 之间 否则 将过载显示 过载显示为最高位显 1 其余位数不显示 b 直流电流测量电路 分流器 熔丝管 双向限幅二极管 简单的直流电流 测量 内部的取样电阻将输入电流转换为 0 199V 0 199V 之间的电压后送入 7106 输入端 当设置在 10A 挡时 输入电流直接输入 10A 输入孔而不通过选择开关 c 交流电压测量电路 AC DC 转换器 线形放大器 整流二极管 保护二极管 隔 直电容 偶合电容 输入端过压保护电路 负反 馈电阻 频率补偿电容 输出分压电路 平滑滤 波器 输入分压器 简单的交流电压测量 交 流电压首先须进行整流并通过一低通滤波器对波 形进行整形 然后送入共用的直流电压测量电路 最后将测量出交流电压的有效值 RMS d 电阻测量电路 如右图 测试电压供给电路 标准电阻 保护电路 右图为简单的电阻测量示意图 这个电路由电压源 标准电阻 这个电阻为分压电阻 由选择开关转换得 到 被测电阻 未知 组成 两个电阻的比值等于各 自电压降的比值 因此 通过标准电阻及利用标准电 阻上的标准电压 就可确定被测电阻的阻值 测量结 果直接由 A D 转换器得到 e 测量晶体管 Hfe 的电路 基准偏置电阻 取样 电阻 芯片 HFE 测量为简单的 HFE 测量电路 集成 电路 7106 的内部电路提供 2 8V 的稳定电压 V 对 COM 当 PNP 晶体管插入晶体管座时 基极到发射 极的电流流过电阻 R10 由 R10 上的电压产生集电极电流 在 R23 上得到的电压送入 7106 并同时显示晶体管的 HFE 值 对 NPN 晶体管 发射极电流流过 R11 并同时显示晶体管的 HFE 值 四 心得体会 四 心得体会 通过这次的电子课程设计实践 我学会了相关的万用表的基本原理与安装 工艺 掌握一般元器件识别及检测 练习常用仪器的使用 掌握焊接技术和数 字万用表的检测方法 能够在日常生活中 对一起简单的电子设备进行维护 对自己的焊接能力有了一定的提高 安装开始前 看到配件有些迷惘 那么多的电阻 如果看颜色对照表那不 是很浪费时间 还比较容易弄混 最后我选择用实验室的数字万用表对电阻器 件阻值进行了测定 由于本次设计过程设计的电阻比较多 量程的选择不太好 掌握 于是后来 我采取配合电阻颜色对照表进行测试 时间大为缩短 同时 也提高了测量的准确性 开始进行焊接的时候 很开心 虽然自己以前也焊接过很多元件 但如何 焊的好看是自己的目标 电烙铁加热后 生怕碰到其它设备 很小心的处理桌 面上的物品 并多次检查铁架台的情况 刚开始 自己的速度很慢 并且由于 万用表的印刷板面积比较小 元器件几乎都采用了立式焊接 如何美观的安排 每个元件的位置是需要些心思的 焊接完电阻后 接下来的电容 二极管等安 装比较顺手 此过程中 无比兴奋 越接近成品 心情越激动 在最终做出成品的时候 我的数字万用表的液晶屏显示有些残缺 检查了 一下基本的安装 发现原来是如果不安装后盖的话 液晶屏的接触会存在很大 的问题 于是我安好后盖 才显示正常 功夫不负有点人 我组装的万用表可 以正常显示了 接下来比较重要的环节就是进行校准了 由于自己以前参加电子设计大赛 做过一个正负 5V 正负 12V 的直流稳压电源 于是自己拿到实验室用万用表测 出正 5V 的电源实际显示为 4 94V 正 12V 的为 11 79V 于是自己拿着自己的电源 回到宿舍 对自己的万用表进行校准 校准的过程中 由于量的变化都很细微 需要十分的耐性一点一点的去调试 后来经过自己的努力终于校准好了 在这次电子技术课程设计过程中 我想用四个字来形容 静 细 慎 准 静 焊接时要让自己保持安静 才能不会出现错误 细 只有每一个细节 才 能保证不会导致元器件安装错误 慎 只有小心谨慎 才能驾驭好电烙铁 不 出现意外 准 只有每个元器件的脚焊接准 才不